Расчёт работоспособности станка

Для рабочего пермещения инструмента на поперечном суппорте с направляющими предназаначен привод. Движение на суппорт от электродвигателя передается через пару зубчатых колес, двухступенчатый червячный редуктор и винтовую передачу.

1) Исходные данные для расчета:

- D = 1400 мм, диаметр обработки цапфы;

- S = 2 мм/об, максимальная продольная подача на один оборот мельницы;

- t = 2 мм, максимальная глубина резания;

- n = 2,5 об/мин, частота вращения цапфы.

Скорость резания

2) Расчет сил резания:

Для определения тяговой силы произведем расчет сил резания [5]. Направления сил: тангенциальная P_z- сила резания, направленная по касательной в точке резания к цапфе; радиальная P_y- нормальная сила,

114 направленная по нормали к поверхности цапфы; осевая P_x- сила подачи, направленная параллельно подаче.

Тангенциальная сила резания

где К_р - поправочный коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал

где n=0,75; σ_e=482 мПа (для стали 35Л).

Значения коэффициента С_р и показателей степени в формуле силы резания

коэффициент, характеризующий условия обработки и материал заготовки;

Нормальная сила

3) Расчет тяговой силы:

Произведем расчет тяговой силы, необходимой для преодоления сил полезного сопротивления

где f- приведенный коэффициент трения, f = 0,2;

Отсюда следует

Двигатель, выбранный для привода имеет мощность М_пр= 0,6 кВт, что является достаточным для перемещения продольного суппорта в процессе обработки цапфы.

5) Расчет винтовой передачи скольжения, являющейся ответственной деталью механизма плавного перемещения станка, который определяет долговечность привода.

Исходные данные для расчета:

- расчетная схема - напряженная;

- наружный диаметр d_H = 48 мм;

- средний диаметр резьбы винта с учетом износостойкости поверхностей d₁ = 44,5 мм;

- внутренний диаметр d_BH = 34 мм;

- шаг винта t = 7 мм;

- тяговая сила Q = 7,25 кН;

- профиль резьбы - трапенциедальный с углом 30°;

- материал винта - Бронза ОЦС 5-5-5.

Произведем расчет винта на прочность.

Допускаемое напряжение винта в зависимости от материала, определяется по формуле

I

Попереченая площадь сечения винта равна

где d₁- внутренний диаметр винта, см.

Приведенное напряжение винта определяется по формуле

где S - ход винтовой линии, S = 0,7 мм;

η- КПД винтовой пары.

Тогда

Предел текучести материала для бронзы σ_τ = 686 МПа.

Тогда допускаемое напряжение в материале винта

Так как допускаемое напряжение больше приведенного напряжения винта - условие прочности винта σ_πp ≤ [σ_p] выполняется.

Произведем расчет винта на износостойкость.

Рабочая высота витка резьбы

Среднее давление на рабочей поверхности резьбы

где I - длина гайки, I= 80 мм; z - число заходов резьбы, z = 1.

При этом допускаемое значение удельного давления [q] =50 кгс/см². Тогда

Произведем расчет винта на устойчивость.

Расчетная длина винта L = 130 см.

Расчетный момент инерции поперечного сечения винта

Расчетный запас устойчивости рассчитаем по формуле

118

где m - табличный коэффициент [101], m = 10; Е - коэффициент упругости, Е = 2,06 ∙ 10⁶МПа.

Тогда

Для горизонтальный ходовых винтов в винторезных станках допускаемое значение запаса устойчивости n_y ≥ 4 ÷ 5 [86]. Согласно проведенным расчетам, выбранный ходовой винт полностью удовлетворяет условиям работоспособности.

5.4.