Общий коэффициент полезного действия з передаточного механизма, состоящего из К элементов, равен:
з = з1 з2 з3 …зк. (3.3)
Мощности на отдельных элементах передаточного механизма уменьшаются пропорционально величинам потерь по ходу движения потока мощности от двигателя до рассматриваемого элемента.
Мощность на валу исполнительного механизма Ps составляет:
Ps =Pдв * з. (3.4)
3.1.5 Общая характеристика функциональных узлов станка
Устройства базирования. На станке используется подвижное (скользящее) базирование заготовки 1 (рисунок 2). Рабочая плоскость стола 2 является главной установочной поверхностью станка, по которой при подаче перемещается главная технологическая база заготовки 1.
Устройства прижима. Устройствами прижима на станке являются верхние подающие вальцы 6 и 8, а также прижимы скольжения 7.
Механизм главного движения. По конструктивному признаку механизм резания станка выполнен в виде рабочего вала с расположением инструмента между опор. По характеру движения ножевой вал относится к инструменту с вращательным движением, выполняющим функции фрезерования.
Механизм подачи. Механизм подачи рифленым и гладким приводными вальцами относится к группе механизмов прямолинейного поступательного движения с фрикционной связью рабочего органа с заготовкой.
3.1.6 Анализ конструкций станков аналогичного типа
Станок СР4–1 является представителем гаммы отечественных односторонних рейсмусовых станков, объединяющей станки с различной шириной фрезерования 415 (СР4–1), 630 (СР6–10), 810 (СР8–2) и 1320 мм (СР12–3). Станки выполнены по одной функциональной схеме.
Однако кинематика таких станков может отличаться. У станков с шириной стола от 630 мм вводится наряду с ручным перемещением стола и механизированное его перемещение от отдельного электродвигателя.
Существуют станки, у которых вальцы, установленные в столе станка, выполняются приводными для повышения тяговой способности механизма подачи. С этой же целью некоторые фирмы выпускают станки, в которых базовая поверхность стола покрыта тефлоном для снижения трения заготовки по столу.
Скорость подачи у рейсмусовых станков может регулироваться плавно с помощью вариатора или регулируемого электропривода, либо ступенчато, как в рассматриваемом станке.
Как правило, передний подающий валец у более тяжелых станков выполняется секционным для обеспечения возможности одновременной обработки заготовок в несколько ручьев с целью повышения производительности.
При изменении толщины обрабатываемых деталей на рейсмусовых станках положение стола относительно пола изменяется, что создает определенные трудности при встраивании таких станков в линии.
Таблица 2 – Расчеты потерь мощности в кинематической цепи
| Наименование i – го элемента | КПД i-го элемента, з | Мощность, отводимая после i – го элемента, кВт Pi=Pi-1* з | Потери мощности в i – том элементе, кВт P′i = Pi-1 – Pi |
| Ременная передача | 0,96 | Р1 = Рдв * 0,96 = 1,2 * 0,96 = 1,15 | Рдв – Р1 = 1,2 – 1,15 = 0,05 |
| Подшипник качения | 0,99 | Р2 = 1,15 * 0,992 = 1,13 | Р′2 = 1,15 – 1,13 = 0,02 |
| … | … | … | … |
| Цилиндрическая зубчатая передача | 0,98 | Pi = Pi-1 * 0,98 | P′i = Pi-1 - Pi-1* 0,98 = Pi-1 * (1 – 0,98) |
| … | … | … | … |
| Подшипник скольжения | 0,98 | Pк = Pк-1 * 0,98 | P′к = Pк-1 * (1 – 0,98) |
| … | … | … | … |
Подобным образом в курсовой работе проводится анализ конструкций аналогичных станков других типов и другого технологического назначения.
4. Расчетная часть
Расчетная часть курсовой работы включает в себя следующие расчеты:
Технологические (задачи технолога, позволяющие определить возможности станка)
– скорость подачи по мощности установленного двигателя привода механизма резания;
– скорость подачи по заданному качеству обработанной поверхности;
– скорость подачи по работоспособности режущего инструмента;
– силы и мощность резания;
– производительность станка.
Конструкторские
– определение тягового усилия механизма подачи (МП);
– определение давления прижимных элементов МП;
– определение мощности привода МП;
– кинематический расчет цепей станка;
– расчет баланса мощности и составление ручьевой диаграммы;
– расчет параметров гидравлической (пневматической) системы.
4.1 Технологические расчеты
Выполнение технологических расчетов производится в соответствии с методиками, изложенными в цикле лекций первой части дисциплины «Оборудование отрасли», посвященной вопросам резания древесины и дереворежущему инструменту в соответствии с алгоритмами решения таких задач. Подробно методики решения инженерных задач по типовым процессам резания изложены в разделе 3 учебного пособия [10].
4.1.1 Алгоритмы решения типовых расчетных задач для процессов резания
При составлении алгоритма для заданной расчетной задачи и ее решения рекомендуется пользоваться учебным пособием [10]. Для этого следует придерживаться следующей последовательности:
1.Однозначно уяснить цель расчета и выбрать (по смыслу, памяти, учебнику или справочнику) конечную расчетную формулу и описание ее символов.
2.Наметить путь решения задачи и, анализируя его, убедиться, что избранный путь вполне однозначен.
3.Четко установить для каждого шага действий, что должно стать результатом.
Далее приведены алгоритмы решения типовых задач в общем виде.
1. Расчет мощности резания Рр.
В табл. 8 показана последовательность действий, необходимых и достаточных для составления алгоритма расчета мощности резания в любом конкретном процессе. Составителю требуется только уточнить зависимость для величин 3-й колонки таблицы и подготовить справочные материалы для выбора апопри Кт (зависимости, требующие обращения к справочным материалам, помеченным знаком «С» в рамке).
2. Расчет сил резания Fx,Fy,Fz,Fs,FN.
Для расчета координатных сил резания студент должен составить простейшие алгоритмы, руководствуясь основными представлениями о конкретном расчетном процессе и методическими положениями табл. 9.
3. Расчет мощности подачи PП = Fs · vs 60.
4. Прогнозирование качества обработки Rm max.
В современных инженерных расчетах резания оценка качества обработки ограничивается одним из параметров шероховатости – обычно Rm max по ГОСТ 7016–82. Составляемый алгоритм для конкретного процесса должен в результате давать:
– оценку ожидаемого уровня шероховатости обработанной поверхности по кинематическим неровностям (глубине волн, рисок);
– то же, по неровностям разрушения (глубине вырывов).
Общие методические рекомендации по составлению алгоритмов содержит табл. 10.
5. Расчет наибольшей допустимой скорости подачи Vs(p)no заданной мощности резания.
Логика расчета проста: по известной величине Р с помощью расчетной формулы для табличной касательной силы (расчетная формула для Fхт есть преобразованная «объемная» формула мощности резания) и справочных таблиц, однозначно связывающих Fхт с аср, устанавливается наибольшая допустимая толщина срезаемого слоя; далее по аср вычисляется подача на режущий элемент Sz(p) и скорость подачи vs(p). Правильно составить подробный алгоритм расчета помогут указания табл. 11.
6. Расчет наибольшей допустимой скорости подачи vs(R) по заданному уровню шероховатости обработанной поверхности.
Очевидно, что эта задача, обратная рассмотренной в пункте 3. Соответственно, обратным должен быть и порядок действий (табл. 12).
7. Расчет наибольшей допустимой скорости подачи vs(a) no работоспособности (предельным возможностям) режущего инструмента.
Расчеты такого рода конкретны, поэтому алгоритмы должны составляться с учетом цели расчета, процесса резания, типоразмера режущего инструмента.
станок графический резание
4.1.2 Составление рабочего алгоритма решения задачи для конкретного процесса резания и порядок его реализации
Приступая к решению задачи по заданному процессу резания, студент должен самостоятельно составить рабочий алгоритм, т.е. выписать все расчетные формулы (с учетом принятых размерностей величин), однозначно указать порядок вычислений по этим формулам (стрелками), включая обращения к справочным материалам (в алгоритме должны быть указаны шифры справочных материалов, под которыми они даны в приложениях к настоящему пособию).