Проектирование привода главного движения для токарного станка с ЧПУ

Страницы работы

Фрагмент текста работы

показатель степени (n = 1,0 для роликовых подшипников); d и D – соответственно внутренний и наружный диаметр подшипника; К1 и К2 – коэффициенты податливости;

,                                                                                             

;                                                                                             

rАz = 4,4×10-10×1987,28 = 0,87×10-6 м,

rВz = 6,6×10-10×8054,7 = 5,3 ×10-6 м;

К2 = 0,2×10-11 м3/Н,

,

;

Упругие смещения:

drАz = 0,87×10-6 + 1,29×10-6 = 2,16×10-6 м,

drВz = 5,3×10-6 + 7,89×10-6 = 13,19×10-6 м;

Жесткость:

               ,

              .

Прогиб dАВ конца шпинделя определяется по формуле:

.

Уравнение прогиба конца шпинделя записывается в виде:

drz = dРz - dQz + dMz – dmz – dAB,

drz = 1,83×10-5 - 0,51×10-5 + 3,22×10-5 – 1,72×10-5 – 1,7×10-5 = 1,12×10-5 м.

Расчет прогиба в плоскости YOX

Ау

 


Мy = Py×h = 1495,528×0,2 =299,1 Н×м.

1)

.

2)

.

3)

4)

,                                      

    где k – коэффициент защемления (для данных подшипников равен 0,45);

.

5)

а) определение реакций опор:

А = 0,   – Рy×(a + l)– Qy×(l - b) + By × l – Мy = 0,   By = 4225.96 H;

SFz = 0,        Ay + Qy – By + Py = 0,   Ay = 559,6 Н.

б) определение жесткости:

                                                                        ,                                                                           

где F – радиальное усилие, действующее на опору; z – количество подшипников, несущих нагрузку; drF– упругое смещение опоры, м;

drF = d¢rF + d²rF,

где d¢rF – упругие сближения тел качения и колец подшипника; d²rF – контактные деформации на поверхности посадки колец на шпиндель и в корпус;

rF = К1×Fn;

                                                 ,                                     

где n – показатель степени (n = 1,0 для роликовых подшипников); d и D – соответственно внутренний и наружный диаметр подшипника; К1 и К2 – коэффициенты податливости;

,

rАy = 4,4×10-10×559,6 = 0,25×10-6 м,

rВy = 6,6×10-10×4225.96 = 2,79 ×10-6 м;

К2 = 0,2×10-11 м3/Н,

,

;

Упругие смещения:

drАy = 0,25×10-6 + 0,36×10-6 = 0,61×10-6 м,

drВy = 2,79×10-6 + 4,14×10-6 = 6,93×10-6 м;

Жесткость:

               ,

              .

Прогиб dАВ конца шпинделя определяется по формуле:

.

Уравнение прогиба конца шпинделя записывается в виде:

dry = dРy - dQy + dMy – dmy – dAB,

dry = 0,73×10-5 - 0,47×10-5 + 1,29×10-5 – 1×10-5 – 0,88×10-5 = -0,33×10-5 м.

Определяется суммарный прогиб конца шпинделя и жесткость:

               ,

              (345 Н/мкм).

6.2.2 Осевая  жесткость

Осевая жесткость практически полностью зависит от жесткости установленных в опорах подшипников. Поэтому данный расчет фактически сводится к определению жесткости подшипников, воспринимающих нагрузку в осевом направлении.

Рх = (0,3…0,5)Рz = 1495,528 Н – осевая сила;                                                             

Po = Рх =1495,528 H

S = (1,5…2)Рo = 2243,292 Н – натяг;

.

По величине w по графику [1] определяется  осевая жесткость jо = 3,5×108 Н/м (350 Н/мкм) и смещение в осевом направлении:

.

6.3 Анализ результатов

Величина допустимой погрешности [D], которая включает в себя помимо  Dr + dr также упругие деформации несущей системы станка и собственно заготовки, износ инструмента и температурные погрешности, равна 115 мкм (9 квалитет точности обработки). На долю упругих перемещений отводится  не более 30% всех погрешностей технологической системы, т. е. 115×0,3 = 34,5 мкм.

Dr + dr = 7,92×10-6 + 11,67×10-6 = 19,59 мкм < [D].

Dо + dо = 5×10-6 + 4,27×10-6 = 9,27 мкм < [D].

7. Система смазывания

В практике станкостроения применяют системы смазывания индивидуального и централизованного типа. Первые обеспечивают смазку элементов и механизмов только одного узла, т.е. автономны. Во втором случае ее осуществляют от единой системы станка. Централизованная система смазывания включает: трубопровод, масло-указатель, питатель, штуцер отвода  и подвода, пробку для слива жидкости.

Система смазывания – централизованная

  1. Необходимое количество масла: ,

      где  Nд – мощность двигателя;

                   Тм = 45…50°С – разность температур на входе, выходе.

= 0,81 л/мин.

  1. Производительность насоса ,

гдеk – коэффициент запаса, k =1,4.

= 1,134 л/мин.

3.  Диаметр трубопровода: всасывающего и напорного:   ,

                  где  V = 3 м/с – средняя по сечению скорость потока.

, примем  d = 3 мм.

4.  Потребный объем масла для смазки привода , где

t = 4 мин = 240 с – время работы привода.

.

8. Система управления

Существенным фактором при проектировании привода главного движения является выбор средств управления. В современном станкостроении применяют механические, электрические и гидравлические устройства.

Согласно техническому заданию, необходимо спроектировать станок с ЧПУ, поэтому более подробно рассмотрим структуру и механизмы программного управления.

Числовое программное управление является разновидностью автоматического управления и предусматривает то, что последовательность команд и величина перемещений узлов станка с ЧПУ выражается условным числовым кодом. Программа работы станка записывается на программоносители управляющей вычислительной машины. Эта программа считывается и преобразуется в электрические импульсы, которые затем используются для управления  движением исполнительных органов станков. 

Переключение скоростей с помощью ЧПУ наиболее просто осуществляется при использовании для этой цели электромагнитных муфт, электромеханических и гидравлических механизмов. Связь между органами управления и управляющей программы осуществляется электрическими цепями.

В данной курсовой работ в качестве механизма управления будем

Похожие материалы

Информация о работе