Определение реакций на направляющих и тяговых усилий

Категория:
Металлорежущие станки


Определение реакций на направляющих и тяговых усилий

Тяговое усилие должно преодолеть проекции сил резания и сил веса на направление перемещения рабочего органа и силы трения, возникающие на направляющих под действием реакций. Следует заметить, что величина реакций может возрасти по сравнению с расчетной при затягивании регулируемых элементов направляющих.

Рис. 1. Зависимость коэффициента трения от скорости перемещения.

Направляющие рабочих органов, совершающих движения подачи и установочные перемещения, работают, как правило, при смешанном трении, при котором смазка не разделяет полностью трущиеся поверхности.

При переходе от состояния покоя к состоянию движения коэффициент трения изменяется скачком, а затем по мере увеличения скорости скольжения плавно уменьшается до минимума, после чего может иметь место некоторое увеличение коэффициента трения.

На основе исследований, проведенных в ЭНИМС Г. А. Левитом и Б. Г. Лурье, ими разработана методика определения коэффициента трения направляющих в зависимости от характеристики режима работы.

При практических расчетах допустимо использование для пары чугун — чугун значений коэффициентов трения, заимствованных из графиков, представленных на рис. 2. Получаемая при этом погрешность компенсируется введением дополнительного члена Рпр в формулу для определения тягового усилия.

Следует заметить, что, по данным упомянутых исследований, как это подтверждается приведенными графиками, применение более вязких масел приводит к снижению коэффициента трения. Большое значение имеет также правильное расположение смазочных канавок. Продольные и диагональные канавки приводят к повышению коэффициента трения, а поперечные — обеспечивают более благоприятные условия работы.

При малых скоростях перемещения коэффициент трения резко возрастает. В большинстве случаев наибольшие тяговые усилия будут иметь место при малой скорости перемещения, которой обычно соответствуют и наибольшие значения сил резания. Для определения наибольшей потребной мощности необходимо вычислить ряд значений мощности при различных режимах работы.

Рис. 2. Распределение реакций на направляющих при действии сил и моментов в одной плоскости.

Распределение давлений на направляющих. Весьма сложной задачей является определение реакций на направляющих. Рассмотрим простейший случай, когда силы и моменты действуют в одной плоскости. Силы Рг и Ру расположены в средней вертикальной плоскости направляющих. Реакции будем считать приложенными в средней горизонтальной плоскости направляющих. В этой же плоскости приложено тяговое усилие Рт. Под действием сил, приложенных к рабочему органу, на поверхности направляющих возникают давления, которые могут распределяться по тому или иному закону. Полагая, что направляющие рабочего органа и станины не деформируются под действием приложенных сил, можно принять, что давления будут распределяться по линейному закону.

Определение тягового усилия при действии сил в одной плоскости. Для определения реакции при сделанном выше допущении можно воспользоваться уравнениями статики. Рассмотрим в качестве примера определение реакций и тягового усилия, необходимого для перемещения гильзы шпинделя сверлильного станка. К гильзе шпинделя приложена составляющая Рос сил резания, тяговое усилие Рт, распорная сила в зубчато-реечной передаче Рр, реакции на цилиндрической направляющей, силы трения на направляющей Ртр1 и силы трения Ртр2, возникающие в шлицевом конце шпинделя при передаче крутящего момента Мкр, Так как в данном случае легко определить на основе формулы.

Рис. 3. Определение тягового усилия на реечной шестерне гильзы сверлильного станка.

Определение тягового усилия при действии сил в трех плоскостях.

При пространственной системе сил уравнения статики становятся громоздкими, а их решение трудоемкими. Поэтому в данном случае каждую из реакций, приложенных на конце направляющих, можно определять как алгебраическую сумму реакций, возникающих от действия каждой отдельной силы и момента, приложенных к подвижному рабочему органу.

С применением данного метода ознакомимся на конкретном примере. Рабочий орган с плоскими направляющими получает движение от прямозубой реечной шестерни. Составляющие силы резания приложены в точке с координатами х, у и z. Тяговое усилие Рт приложено в средней плоскости направляющих на плече zT. Распорная сила Рр совпадает с осью z. Центр тяжести также расположен на оси z. Будем считать, что реакции и силы трения приложены в средней плоскости направляющих, а направляющие имеют одинаковую ширину. Моментами от сил трения на направляющих пренебрежем.

Рис. 4. Определение реакций на направляющих при пространственном расположении сил и моментов.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум