рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Механизмы главного движения

Механизмы главного движения - раздел Производство, Традиционно дисциплина Оборудование отрасли включает три части: резание, дереворежущий инстумент, оборудование деревообрабатывающих производств Механизмами Главного Движения Называются Рабочие Органы Машины, Осуществляющи...

Механизмами главного движения называются рабочие органы машины, осуществляющие главное движение обрабатывающего органа или заготовки для достижения требуемого технологического результата. В большинство механиз­мов главного движения входит инструмент, реже главное движение придается заготовке (например, в лущильных, токарных и строгальных станках).

Механизмы главного движения разделяются на три группы: вращательного, поступательного и возвратно-поступательного движения.

Механизмы вращательного движения. Различают следующие основные механизмы: рабочие валы, шпиндели, шпиндельные блоки, центры и патроны (рис. 29.5).

Рабочими называются валы, между опорами которых монтируют режущий инструмент. Они могут быть цельными и составными. На рис. 29.6, а приведена конструкция цельного горизонтального ножевого вала рейсмусового станка. Вал 1 установлен на двух радиально-упорных подшипниках. Подшипник 2 зафиксирован от осевого смешения, а подшипник 3 выполнен плавающим. Смазка подшипников индивидуальная. Средняя часть вала имеет четыре паза для крепления ножей 4. Обычно валы изготовляют цельными (из поковок), но делаются попытки создания и сварной конструкции. Частота вращения вала 4000 – 5000 мин-1.

В качестве примера составного может служить рабочий вал обрезного станка (рис. 29.6, б). Он приводится во вращение от шкива 1 клиноременной передачи. На валу установлены две пилы: левая 9 по ходу материала — неподвижная (коренная) и правая 7 — подвижная. Они закреплены на пильных втулках 10 и 6, смонтированных в шарикоподшипниках соответственно в неподвижном 11 и подвижном 5 суппортах. Крутящий момент с коренного вала 2, вращающегося в корпусе 3 передается на пильные втулки посредством шлицевого вала 4, который входит в шлицевые отверстия пильных втулок. Подвижный суппорт 5 вместе с пилой может перемещаться по двум цилиндрическим направляющим, одной из которых служит шток гидроцилиндра 8. Частота вращения вала 2200 — 2500 мин-1.

Для ужесточения и повышения виброустойчивости валов большой протяженности, вращающихся с высокой частотой, их, как правило, устанавливают на станину неподвижно, реже с однокоординатной настройкой по вертикали.

Распространено крепление режущего инструмента на консольной части вала. Такие устройства называются шпинделями (рис. 29.5, б). Они меньших размеров, чем рабочие валы и, как правило, имеют настроечные перемещения по двум (трем) координатным осям. Часто они бывают наклонными. Частота вращения шпинделей — 3000…10000 мин-1 и выше.

Вместе с опорами они образуют шпиндельный узел. Шпиндели могут приводиться в движение непосредственно от двигателей, через ременную передачу и через сложную кинематическую цепь. В первом случае двигатель с режущим инструментом устанавливается на суппорте 15 (рис 29.7), который имеет двух- или трехкоординатную настройку. Шпиндель (электродвигатель) 2 с режущим инструментом 1 установлен на плите 3, которая может перемещаться с помощью винта 13 в горизонтальном направлении относительно плиты 5 и фиксируется стопором 6. Вертикальное перемещение шпинделя осуществляется с помощью винта 7, а фиксируется стопором 10. Отсчет величины перемещений производят по шкалам линеек 9 и лимбам 8 и 12. Перемещение шпинделя по трем координатам производится с помощью поворотной плиты 3, на которой установлен шпиндель (электродвигатель) 2. Поворот плиты 3 происходит при вращении винта 11 и фиксируется стопором 14. Отсчет угла наклона ведут по шкале 4.

Большую группу составляют шпиндели, приводимые во вращение через ременную передачу. Они могут быть составными, цельными, полыми и телескопическими.

На рис. 29.8, а изображен составной шпиндельный узел фрезерного станка с нижним расположением шпинделя. В корпусе в радиально-упорных подшипниках 2 и 7 смонтирован шпиндель 14, который приводится во вращение от электродвигателя через шкив 16 плоскоременной передачи с частотой вращения 6000 – 12000 мин-1. Смазка подшипников осуществляется масляным туманом. Масло наливается в резервуары 16, откуда фитилями 3, 8 подается на разбрызгиватели 10, 15, проходит через подшипник и возвращается в резервуары. Смазку подшипников опор качения в новых конструкциях станков (долговечную консистентную ВНИИ НП-228 или аналогичную ей) закладывают один раз при сборе шпиндельного суппорта и меняют одновременно со сменой подшипников. На рис 29.8, б показана конструкция фрезерного шпинделя с усиленными опорами, применяемая в четырехсторонних станках и автоматических линиях. Тройной подшипник выдерживает большие нагрузки.

Верхний конец шпинделя заканчивается внутренней расточкой под конус Морзе, служащей для соединения шпинделя с инструментальной оправкой, которая, в свою очередь, заканчивается посадочным хвостовиком — конусом Морзе № 4. Инструментальная оправка 9 фиксируется на шпинделе дифференциальной гайкой 11, имеющей две резьбы: одну с мелким шагом, соответствующим резьбе на оправку, и вторую с большим шагом на шпинделе. Обе резьбы имеют одно направление. При затягивании оправки гайка перемещается одновременно относительно шпинделя и оправки. Так как шаг резьбы на шпинделе больше, чем на оправке, то перемещение гайки относительно шпинделя при одном и том же угле поворота несколько опережает ее перемещение относительно оправки, и конус оправки с большой силой входит в коническое гнездо шпинделя, обеспечивая надежное крепление оправки с инструментом на шпинделе.

В комплект инструментальной оправки входит набор проставочных колец 10, что позволяет закреплять на оправке фрезы различной высоты. При установке оправки или режущего инструмента на шпиндель последний стопорится от проворачивания относительно корпуса фиксатором 4, вставляемым . в радиальное отверстие шпинделя. Положение фиксатора контролируется стопорным винтом 5, сблокированным с микровыключателем. Для обеспечения возможности перемещения фиксатора вывертывают блокирующий винт из корпуса, при этом его головка нажимает на упор микровыключателя, делая невозможным включение электродвигателя механизма резания при застопоренном шпинделе.

Для получения изделий цилиндрической формы применяют полые шпиндели (рис.29.9, а), устанав­ливаемые на круглопалочных станках. Шпиндель 3 устанавливается на подшипниковой опоре 2 и приводится во вращение от электродвигателя через ременную передачу и шкив 1. На шпинделе монтируется ножевая головка 4, через которую пропускается заготовка 5. Частота вращения шпинделя 3500 мин-1.

Для перемещения режущего инструмента в процессе работы вдоль оси вращения применяют составные шпиндели (рис. 29.9, б) с телескопическим соединением. Нижняя часть шпинделя 2, на которой в патроне закрепляется инструмент 1, устанавливается в подшипниках 7 в стакане 3, который перемещается в направляющих поворотом рукоятки 8. Верхняя часть 6 шпинделя, установленная в подшипниковой опоре 5, получает вращение от электродвигателя через ременную передачу 4 и передает крутящий момент нижней части через скользящую шпонку или шлицы. Для изменения частоты вращения в передаточном механизме имеются ступенчатые шкивы.

Шпиндели с приводом через сложную кинематическую цепь в деревообрабатывающем оборудовании встречаются редко. Это объясняется высокой частотой вращения и небольшими усилиями резания.

Некоторые механизмы вращательного движения приводят во вращение не инструмент, а заготовку. Примерами таких механизмов являются центры и патроны токарного станка (рис. 29.5, в). Частота вращения —2500...4500 мин-1.

Механизмы вращательного движения нагружаются силой собственной массы G, технологической нагрузкой (например, силами резания), силами аэродинамического сопротивления РА, центробежной силой неуравновешенных масс C, силами натяжения приводных ремней 2S0, силами трения в опорах Sf (рис. 29.10, а).

Масса шпинделей легких станков—10. ..20 кг, средних — 40...100 кг, тяжелых — до 700 кг. Касательная Fx и радиальная Fz силы резания определяются для каждого- вида резания по формулам, приведенным в разделе II. У шпинделей, несущих инструменты с ножами, расположенными под углом (например, винтовые фрезы) или на торцевой поверхности (например, сверла), возникает также осевая составляющая сил резания FY.

Нагрузка от привода передается на шпиндель в виде крутящего момента, а при ременном приводе возникает также дополнительная радиальная сила давления двух ветвей ремня на опоры шпинделя T=2S0. Сила натяжения ремня для плоскоременной передачи 2S0 = (1,25.. .5)Р, для клиноременной передачи 2S0 = 0,6Р, где Р — окружное усилие на ремне, Н.

Р = 6·107Nдв/(πDn), (29.12)

где Nдв — мощность электродвигателя привода, кВт; D — диаметр шкива, установленного на шпинделе, мм; п — частота вращения шпинделя, мин-1.

Сила аэродинамического сопротивления (касательная сила) Рa, Н, зависит от формы вращающихся частей и скорости вращения. Для цилиндрического инструмента радиусом r и длиной l ее можно определить по формуле

Pa = Kal2πrv2, (29.13)

где Кa — удельное аэродинамическое сопротивление, Н·с24. Заменив скорость v через 2rn/60, получим

Ра = Kal (2πr)3 (n/60)2. (29.14)

Сопротивление выступов и углублений на поверхности определяется по другим формулам. Величина Рa в общем балансе нагрузок составляет небольшую часть для инструментов малых диаметров и становится существенной при больших диаметрах. Например, в ленточнопильных станках, шкивы со спицами диаметром 2.. .2,5 м при скорости 50 м/с потребляют мощность 10 кВт.

Центробежная сила инерции С, Н, проявляется вследствие неуравновешенности вращающегося тела: она направлена по радиусу и имеет переменное направление при вращении.

, (29.15)

где m —неуравновешенная масса; veскорость вращения центра массы на радиусе е; g — ускорение свободного падения; e — эксцентриситет центра массы по отношению к оси вращения.

Сумма, приведенных к опорам радиальных сил SR (как реакция опор), вызывает касательную силу трения в подшипниках Sf = SRμ, H, где μ — коэффициент трения подшипника. Таким образом, сумма всех касательных сил, Н,

St = P + Pa + Sf (r1 / r). (29.16)

Мощность на валу, кВт,

N = Sf ( υ / 1000). (29.17)

 

Механизмы поступательного движения. Отличительным признаком этих механизмов является наличие гибкого удлиненного инструмента, надетого на два и более шкивов. Он представлен в ленточнопильных, ленточношлифовальных, цепно-фрезерных и некоторых других станках. В машинах с двумя шкивами один шкив приводной, второй — натяжной. Кроме того, натяжной шкив имеет ряд регулировочных и вспомогательных движений, позволяющих регулировать положение ленты.

На рис. 29.11 изображен верхний шкив вертикального ленточнопильного станка ЛС80-1. Шкив 1 на двух роликоподшипниках 2 смонтирован на консоли оси 6, закрепленной в ползуне 3. Ползун имеет настроечное перемещение по вертикальным направляющим кронштейна 4. Натяжение пильного полотна происходит под действием пружины 8, отжимающей вверх ползун 3. Натяжение регулируется винтом 7 с помощью маховика 10. Кронштейн со шкивом может быть наклонен в любую сторону вокруг оси 5 посредством маховика 9.

Механизмы резания ленточных шлифовальных станков могут быть выполнены с двумя или с тремя шкивами. Механизм с тремя шкивами характерен для широколенточных шлифовальных станков (рис 29.12, а). Прорезиненные вальцы 1 и 7 приводятся во вращение от одного электродвигателя через ременную передачу 5. Валец 3 создает натяжение шлифовальной ленты 2 с помощью пружинного или пневматического устройства 4. Для осуществления процесса шлифования рабочая поверхность шлифовальной ленты под действием утюжка 6 прижимается к верхней поверхности перемещаемой заготовки 8 .

На узколенточных шлифовальных станках (рис. 29.12, б) механизм резания состоит из двух шкивов: ведущего 1 и ведомого 2, которые объединены шлифовальной лентой 5. Ведущий шкив получает вращение от электродвигателя 6, а ведомый шкив, установленный на суппорте 3, может перемещаться при вращении маховика 4 для натяжения ленты.

Во всех механизмах резания с поступательным перемещением режущего инструмента скорость главного движения зависит от частоты вращения ведущего шкива (вальца) и его диаметра. Определяется эта скорость по формуле

v = pDn/60, (29.18)

где D — диаметр шкива (вальца), м; n — частота вращения, мин-1; v — скорость главного движения, м/с.

В механизмах поступательного движения условия работы в принципе не отличаются от условий работы механизмов вращательного движения. Отличием являются добавочные силы натяжения инструмента. Например, в ленточнопильном станке (рис 29.10, б) действуют силы от масс G в и G н верхнего и нижнего шкивов, силы натяжения двух ветвей ленты 2So, сил резания Fx и Fz, аэродинамические сопротивления Ра, центробежные силы С, силы трения Sf в подшипниковых опорах шкивов и сила натяжения приводных ремней 2So.

Механизмы возвратно-поступательного движения. Характерное отличие этих механизмов — переменная скорость движения, причем в зависимости от вида привода изменение скорости может быть неравномерным на протяжении всего хода (кривошипно-шатунная схема) или только в периоды реверсирования (например, реечный привод). Второй отличительный признак этих механизмов — наличие значительных инерционных сил и их неуравновешенность, для снижения которой требуются специальные расчеты и конструктивные решения.

Механизмы с кривошипно-шатунным приводом делятся на механизмы с пильной рамкой и суппортом (рис. 29.13).

Пильные рамки представляют собой рамную конструкцию, внутри которой натянут инструмент (чаще всего полосовые пилы), приводимую в движение кривошипно-шатунным механизмом. На рис. 29.14 дана конструкция механизма резания одношатунной пильной рамы. В нижней части располагается составной коленчатый вал, состоящий из двух полуосей 2 и 5, запрессованных в маховики 4, и пальца 3 кривошипа. Концы пальца зажимают в клеммах ступиц маховиков. Вал монтируют в трех сферических самоустанав­ливающихся роликоподшипниках 6 фундаментной плиты 7, из которых два расположены со стороны приводного шкива 1. Цельный стальной шатун 8 двутаврового сечения соединяет кривошипный палец с пильной рамкой. Нижняя головка шатуна соединяется с кривошипом посредством сферического роликоподшипника, а верхняя — с пальцем проушины нижней поперечины 9 пильной рамки посредством игольчатого подшипника. Пильная рамка состоит из верхней 11 и нижней 9 стальных литых поперечин, соединенных стойками 10 из бесшовных труб. В цапфах поперечин закреплены пальцы, на которые свободно насажены текстолитовые ползуны 12, перемещающиеся по направляющим станины. Шарнирное крепление ползунов позволяет им самоустанавливаться в процессе работы при изменении уклона пильной рамки. Между поперечинами пильной рамки посредством специальных захватов 13 натягиваются пилы 14.

Расчет кривошипно-шатунного механизма (см. рис. 29.14). При крайнем нижнем положении шатуна длиной l его головка занимает положение a1, а палец кривошипа, соединенный с ней, положение а. При повороте кривошипа r на угол α палец кривошипа займет положение с, а головка шатуна переместится в точку с1 и т. д. Путь х, пройденный головкой шатуна, а следовательно, и пильной рамкой c1a1 определяется по формуле

. (29.19)

Скорость движения головки шатуна, м/с:

, (29.20)

где υ0 — окружная скорость пальца кривошипа, м/с.

Из формулы (14.8) следует, что υ = 0 при α = 0° и 180°; υ = υ o при α = 90° и 270°; υ max = υ 0.

Ускорение движения головки шатуна, м/с:

. (29.21)

В практических расчетах ограничиваются средней скоростью

vср = 2Sn/60 = rn/15; (29.22)

vср/v0 = 2/p » 0,63 или vср » 0,63v0 (29.23)

Наибольшее значение ускорения:

а = ±(v02/r)(1–r/l). (29.24)

 

Таким образом, в кривошипно-шатунном механизме наблюдается непрерывная неуравновешенность движения и наличие инерционных сил Ри, Н, в результате возвратно-поступательного движения массы т, кг.

. (29.25)

Суппорты механизмов с возвратно-поступательным движением служат для перемещения инструмента (горизонтальный строгальный станок, рис. 29.13, б или заготовки (вертикальный строгальный станок). Суппорт 2, приводимый от кривошипношатунного механизма 3, перемещается по направляющим 1 станины. На суппорте закреплены нож и прижимная линейка. Для улучшения условий строгания нож суппорта или заготовка расположены под углом по отношению к направлению движения резания.

Механизмы с реверсированием имеют рабочий цикл, состоящий из рабочего хода с постоянной скоростью υр.х холостого хода со скоростью υх.x и двух периодов реверсирования в конце и начале хода. Например, в горизонтальном строгальном станке (см. рис. 29.13, в) такой механизм имеет суппорт 2 с режущим инструментом, который приводится в движение реечным механизмом 4 по направляющим 1.

Процесс реверсирования состоит из двух фаз: торможения с υр.х до υ = 0 и разгона в обратную сторону с υ = 0 до υ х.х и наоборот в противоположном конце хода. Ускорение разгона и торможения, м/с2, рассчитывается по формуле

a = S/t2 , (29.26)

где S — путь реверсирования, м; t — длительность реверсирования.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Традиционно дисциплина Оборудование отрасли включает три части: резание, дереворежущий инстумент, оборудование деревообрабатывающих производств

В В Амалицкий... В В Амалицкий... Деревообрабатывающие станки и инструменты...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Механизмы главного движения

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Движения в процессе резания
На схеме резания (рис. 2.1) показаны резец 1 во взаимодействии с заготовкой 4 до обработки и деталью 10 после обработки резанием. В процессе резания исходная обрабатываемая пов

Геометрия резца
В процессе резания главную роль играет режущая часть клина резца – лезвие. Под геометрией лезвия понимают совокупность характеристик его формы и расположения в пространстве. Лезвие 3 перемещ

Геометрия срезаемого слоя, стружки
Форма и размеры срезаемого слоя оказывают решающее влияние на энергетические характеристики (работа, мощность, силы) и качество процесса резания. В случаях, когда срезанная стружка используется как

Виды резания древесины и древесных материалов
Древесина — это анизотропный материал, имеющий различные свойства по разным направлениям. В древесине таких направлений три: одно вдоль волокон и два поперек — радиальное и тангенциальное. Учитывая

Исходные и оценочные характеристики процесса резания
Исходные характеристики процесса резания определяются рядом факторов, которые можно сгруппировать следующим образом. 1. Факторы, относящиеся к заготовке: вид материала (для древесины — пор

Процесс стружкообразования и качество обработанной поверхности ПКДМ
Опыты по прямолинейному (элементарному) резанию, которые проводятся на малых скоростях резания порядка 0,4 м/с, с постоянной толщиной срезаемого слоя и шириной резца большей, чем ширина образца, по

Сравнительная оценка резания древесины и композиционных древесных материалов
Сравнение показателей резания ЦСП, ДСтП и древесины различных пород позволяет выявить влияние на процесс обработки особенностей строения и свойств ПКДМ. Результаты опытов подтверждают, что

Пиление рамными пилами
В процессе рамного пиления древесина делится полосовым многорезцовым инструментом при его возвратно-поступательном движении (рис. 8.2, а). В простейшем случае пильная рамка 1 с компле

Пиление ленточными пилами
В процессе пиления ленточной пилой древесина делится многорезцовым инструментом в виде бесконечной тонкой ленты с резцами (зубьями) по рабочей кромке при его прямолинейном непрерывном поступательно

Пиление круглыми пилами
В этом процессе резание осуществляется тонким многорезцовым вращающимся инструментом в форме диска — круглой пилой. В круглопильных станках пила может находиться относительно заготовки в верхнем ил

Главa 21. Инструментальные материалы и их термическая обработка
Инструментальные стали. Дереворежущие инструменты работают в условиях совместного механичес­кого, химического и абразивного изнашивания. Высокие скорости резания (до 100 м/с), малы

Определение рабочих машины. Основные органы и движения в машинах.
Рабочая машина представляет собой сочетание механизмов, осуществляющих необходимые движения для выполнения определенной работы. С их помощью изменяется форма, размеры, свойства и состояние обрабаты

Буквенная индексация.
Лесопильные рамы Р Круглопильпые станки для продольной распиловки с конвейерной подачей ЦДК Круглопильные станки для поперечной распиловки, суппортные с автоматизированной подачей

Двигательные механизмы
Электрический привод включает электродвигатель, аппаратуру управления и передаточные элементы, связывающие электродвигатель с передаточным механизмом, а при отсутствии последнего —

Механизмы подачи
Механизмами подачи называются устройства машин, осуществляющие движение подачи, т. е. движение, необходимое для повторения главного движения. В современных машинах используются механизмы, придающие

Базирующие устройства.
Общие сведения о базировании заготовок на машинах.Базированием называется процесс ориентирования обрабатываемой заготовки относительно определенных, называемых установочными

Загрузочно-разгрузочные устройства.
Загрузочно-разгрузочныс устройства разделяются на две группы: с накопителями и без них. Устройства с накопителями представляют собой механизмы с емкостью для размещения заготовок. По способу размещ

ВСТАВкА - НЕМНОГО О ПРОГРАММИРОВАНИИ
Технические характеристики обрабатывающих центров с ЧПУ. Операционный блок по осям: Х Y Z максимальная величина рабочих перемещений, мм 3060 1080 155 максимальная

Эту группу станков отличает большое разнообразие функциональных схем. Традиционно начнем рассмотрение со схемы станков с подачей бревен кареткой.
На рис.61.1 дана схема двухпильного станка. Бревно из накопительного устройства укладывается на механизированную тележку 8 , которая перемещается по рельсовому пути 3 . На тележке установлены попер

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги