Пректування автомата бортикошліфувального. Міцнісний та динамічний аналізи його вузлів, страница 9

Робимо структуровану скінчено-елементну сітку чверті шліфувального круга (20-вузловими скінченими елементами) (Рис. 4.19).

Рисунок 4.19 - Чверть шліфувального круга D=450 мм.

 (Скінчено-елементна сітка)

Граничні умови - умови симетрії на бокових торцях.

Проводимо розрахунок.

4.3.2 Розрахунок шліфувального круга під дією навантаження при упорі круга у шліфуємо поверхню.

Зовнішній діаметр диска - 600 мм

Навантаження - притиск шліфувального круга до обробляємої поверхні із зусиллям до 10 кг (для розрахунку візьмемо 14 кг).

Робимо скінчено-елементну сітку шліфувального круга (8-вузловими скінченими елементами) (Рис. 4.20).

Рисунок 4.20 - Шліфувальний круг D=600 мм (Скінчено-елементна сітка)

Навантаження - 140 Н перпендикулярно поверхні притиску, 140 Н дотично до поверхні проти направлення обертання диску (коефіцієнт тертя між шліфувальним кругом та обробляємою поверхнею  варіюється, взяли 1)

Граничні умови - внутрішнє коло фіксовано за усіма ступенями свободи.

Проводимо розрахунок.

4.3.3 Розрахунок власних частот і форм коливань шпинделя шліфувальної бабки із встановленими на нього фланцем шліфувального круга та шліфувальним кругом.

Робимо скінчено-елементну сітку збірки (4-вузловими скінченими елементами) (Рис. 4.21).

Рисунок 4.21 - Шпиндель шліфувальної бабки із фланцем шліфувального круга та шліфувальним кругом D=450 мм (Скінчено-елементна сітка)

Граничні умови - фіксація за усіма ступенями свободи на поверхнях, якими шпиндель встановлено на підшипники.

Проводимо  розрахунок.

5 АНАЛІЗ РЕЗУЛЬТАТІВ

5.1 Аналіз розрахунку шліфувального круга під дією інерційних сил.

Проводився розрахунок диска діаметром 600 мм із швидкістю обертання - 26,5 ГЦ (166,7 рад/с).

Як бачимо з епюри (Рис. 5.2) максимальні напруги по Мізесу не перевищуюсь16,2 МПа при тому що нижня межа міцності на розтягнення у матеріалу кругу 300 МПа. Тобто мінімальний запас міцності - приблизно 18,5.

При зносі шліфувального диску коли його діаметр зменшується (допускається до 450 мм) збільшується частота обертання (Швидкість обертання може збільшуватися до 35,4 ГЦ (222,2 рад/с)). Але навіть за таких умов максимальні напруги по Мізесу не перевищують 17,6 МПа (Рис. 5.4). Запас міцності при цьому - приблизно 17.

З цього можна зробити висновок, що напруги від інерційного навантаження  невеликі в порівнянні із допустимими, тому руйнування шліфувального круга під час роботі можливе лише за недопустимих умов роботи або за наявності дефектів.

Перевіркарезультатів.

Проводимо аналогічний розрахунок в іншому скінчено-елементному програмному комплексі (COSMOS).

Як бачимо у розрахунку з кругом діаметром 600 мм розходження не перевищують 3,5% (Рис. 5.5, 5.6). У розрахунку з кругом діаметром 450 мм розходження не перевищують 1% (Рис. 5.7, 5.8).

Рисунок 5.1 - Чверть шліфувального круга D=600 мм

(Загальні переміщення)

Рисунок 5.2 - Чверть шліфувального круга D=600 мм

(Напруження по Мізесу)

Рисунок 5.3. - Чверть шліфувального круга D=450 мм

(Загальні переміщення)

Рисунок 5.4 - Чверть шліфувального круга D=450 мм

(Напруження по Мізесу)

Рисунок 5.5 - Чверть шліфувального круга D=600 мм

(Загальні переміщення (COSMOS))

Рисунок 5.6 - Чверть шліфувального круга D=600 мм

(Напруження по Мізесу (COSMOS))

Рисунок 5.7 - Чверть шліфувального круга D=450 мм

(Загальні переміщення (COSMOS))

Рисунок 5.8 - Чверть шліфувального круга D=450 мм

(Напруження по Мізесу (COSMOS))

5.2 Аналіз розрахунку шліфувального круга під дією навантаження при упорі круга у шліфуємо поверхню.

Проводився статичний розрахунок шліфувального круга під дією навантаження при упорі круга у шліфуєму поверхню.

Результати розрахунку показують, що найбільші напруги по Мізесу не перевищують 6,25 МПа, що значно менше нижньої межі міцності матеріалу.

Запас міцності - 48.

З цього можна зробити висновок, що напруги навантаження при упорі круга у шліфуємо поверхню  невеликі в порівнянні із допустимими, тому руйнування шліфувального круга за дотримання умов роботи неможливе.