Расчет и построение скоростных и нагрузочных диаграмм механизма продольно-строгального станка

2. Расчет и построение скоростных и нагрузочных диаграмм механизма

Для продольно-строгального станка характерны 10 участков циклограммы:

1.  Разгон до пониженной скорости;

2.  Движение с пониженной скоростью (врезание резца в деталь);

3.  Разгон с пониженной скорости до скорости рабочего хода;

4.  Резание детали со скоростью рабочего хода;

5.  Снижение скорости рабочего хода до пониженной скорости;

6.  Движение с пониженной скоростью (выход резца из детали);

7.  Снижение пониженной скорости до 0;

8.  Разгон до скорости обратного хода;

9.  Обратный ход.

10.Снижение скорости обратного хода до 0;

Рисунок 2.1 – Скоростная диаграмма работы механизма

Рассчитаем продолжительность каждого участка циклограммы:

Первым этапом расчёта скоростных и нагрузочных диаграмм механизма является определение временных интервалов . Для этого зададимся величиной допустимого  ускорения : где среднее значение допустимого  ускорения передвижения стола продольно-строгальных станков  м/с²

На первом интервале происходит разгон до пониженной скорости

где -пониженная скорость, м/с;

-линейное ускорение, м/c;

Интервал, пройденный резцом за время :

;

На втором интервале происходит движение с постоянной скоростью, примем интервал врезания

Найдём время врезания :

;

На третьем интервале происходит разгон с пониженной скорости до скорости рабочего хода.

Найдём время разгона :

Найдём интервал разгона :

;

.

Так как. интервалы 3-5, 1-7 имеют одинаковый характер разгона (торможения), можно записать

;

;

;

.

Найдём интервал движения на скорости прямого хода :

;

.

Найдём время движения при скорости прямого хода :

;

.

Найдём время разгона до скорости обратного хода :

;

.

Найдём интервал разгона до скорости обратного хода :

;

.

Найдём интервал движения со скоростью обратного хода :

;

.

Найдём время движения со скоростью обратного хода :

;

.

Найдём общее время цикла ;

;

.   

Сила, действующая на механизм на каждом временном интервале , определяется в соответствии с выражением:

где - статическая сила на i –ом  интервале времени с учетом потерь в передаче, H;

 – динамическая сила на i – интервале времени, H.

Рассчитаем статические силы, действующие на механизм передвижения стола продольно-строгального станка при обработке детали:

и при холостом ходе:

, где  – усилие резания, Н;

 – вертикальная составляющая усилия при резании, Н, ;

 - масса детали и масса стола, кг;

- коэффициент трения стола о направляющие;

 - к.п.д. передачи при обратном ходе.

Определим значение коэффициента загрузки передачи при обратном ходе:

 

Определим к.п.д. передачи во время обратного хода:

                                    где − коэффициент постоянных потерь в передаче, ;

Тогда:

;

;

Примем, что перемещаемая масса на протяжении всего цикла работы остается неизменной, тогда динамическая сила равна:

                                       

Зная значения статических и динамических сил, определим силы, действующие на механизм на каждом интервале в соответствии с выражением:

Зная время работы, а также силы, действующие на механизм на каждом интервале, построим нагрузочную и скоростную диаграммы (рисунок 2.2).

Рисунок 2.2 – Нагрузочная и скоростная диаграмма работы механизма.