Розрахунок сили затиску, параметрів приводу

1.7 Розрахунок сили затиску, параметрів приводу

Для надійності затискних механізмів в розрахунки сили закріплення вводять коефіцієнт запасу :

,

де  – гарантований коефіцієнт запасу;

 - коефіцієнт, який враховує наявність випадкових нерівностей на поверхні заготовки; - коефіцієнт, який залежить від прогресуючого затуплення різального інструменту;

 - коефіцієнт, який враховує збільшення сили різання при переривчастому різанні;

 - коефіцієнт, який характеризує затискний пристрій з точки зору постійності сил, які він розвиває;

 - коефіцієнт, який характеризує ергономіку немеханізованого пристрою;

 - коефіцієнт, який враховує наявність моментів, що намагаються повернути заготовку.

Значення поправних коефіцієнтів вибираємо згідно рекомендацій стор. 382¸384, [1].

=1,5; =1,0; =1,15; =1,0; =1,2; =1,0, =1,5.

При обробленні площини необхідно забезпечити дотримання двох умов:

заготовка не повинна переміщуватися (зсуватися) під дією колової складової зусилля різання ;

заготовка не повинна провертатися відносно вісі  під дією момента різання .

Розрахункова схема для визначення необхідної сили затиску  зображена на рис..

На розрахунковій схемі прийнято такі позначення:

 – момент різання, Н×м;  – колова складова сили різання, Н; – сила затиску, Н; – реакція опори, Н;  – cила тертя у точці прикладання сила затиску , Н;  – cила тертя у точці прикладання реакції опори, Н.

Із геометричних побудов приймаємо  м;  м;  м;  м;  м;  м;  м;  м.

Для спрощення розрахунків приймаємо, що реакції опор і повнопрофільного пальця  однакові.

Запишемо рівняння рівноваги для визначення сили затиску :

 (1.7.1)

, (1.7.2)

, (1.7.3)

, (1.7.4)

де , ,  - коефіцієнти тертя.

Із врахуванням (1.7.2), (1.7.3), (1.7.4) рівняння (1.7.5) матимуть вигляд:

 (1.7.5)

Маємо два рівняння рівноваги та два невідомих,– cтатично визначена задача.

Момент різання  та колову складову сили різання  визначають за емпіричними залежностями:

колова складова сили різання

(1.7.6)

С_p=54,5, х=0,9; y=0,74; u=1,0; q=1,0; w=0 - табл. 41, стор. 291, [4]; S_Z=0,08 мм/зуб - табл. 33, стор. 285, [4]; k_Mp=1,0; t=1,0 мм; B=128 мм; z=10; D=160 мм; n=125 хв^-1.

 Н.

момент різання :

(1.7.7)

 Н×м.

Прийнявши  - табл. 10, стор. 85, [4], спрощуємо рівняння і розв’язуємо спрощену систему рівнянь (2.19) в середовищі Mathcad.

(1.7.8)

Розв’язок систем рівнянь в середовищі Mathcad

Отже, сила затиску для нашого випадку становить Q=4916,4 Н.

Рис. 2.4. Розрахункова схема для визначення сумрного зусилля затиску при закріпленні однієї заготовки

(1.7.9)

 Н.

В якості приводу приймаємо два пневмоциліндри, які живляться від пневмомережі підприємства. Зусилля на штоці кожного пневмоциліндра при використанні пристрою важільного типу

,

Звідси, ,

Для зменшення зусилля приводу приймаємо

.

 Н.

Рис. 1.7.3 Розрахункова схема для визначення зусилля приводу

Діаметр поршня пневмоциліндра визначають за формулою:

де  – тиск повітря в пневмомережі, приймаємо  МПа;

 - коефіцієнт корисної дії пневмоциліндра; приймаємо .

 мм.

Приймаємо  мм.

В зв’язку із малою величиною ходу штока вибираємо конструктивне виконання пневмоциліндра – вбудований у конструкцію верстатного пристрою.

Така конструкція пневмоциліндра передбачає меншу величину ходу штока у порівнянні із стаціонарним поршневим пневмоциліндром.

Приймаємо конструктивні та технологічні параметри вбудованого пневмоциліндра:

робочий тиск -  МПа;

діаметр поршня пневмоциліндра -  мм;

діаметр штока -  мм.