С точки зрения удешевления механической обработки деталей наилучшей схемой компоновки будет та, по которой при изготовлении деталей не требуется выдерживать точные допуски.

7.3. Составление эскизных вариантов компоновок

Эскизные варианты компоновок машины разрабатываются на базе выбранной рациональной схемы проектного решения машины (см. п. 2.6 " Выбор лучших вариантов" ) и рациональной кинематической схемы. Для наглядности разработка вариантов компоновок разобрана на примере.

Пример. Разрабатывается торцовочный станок для обработки пиломатериалов. В процессе технико-экономического обоснования выбрана рациональная схема станка (рис. 28, а).

Станок выполнен в виде шарнирно закрепленного маятника, соединенного с гидроцилиндром. На маятнике закреплен пильный вал с пилой, соединенный с электродвигателем ременной передачей. Электродвигатель смонтирован на маятнике.

Требуется составить варианты эскизных компоновочных схем станка и из них выбрать рациональную схему.

Решение. На рис. 28 представлены различные компоновочные схемы: вертикальная (рис. 28, б), вертикальная перевернутая (рис. 28, в), горизонтальная (рис. 28, г), с наклонным расположением механизмов (рис. 28, д). Станок с горизонтальным расположением маятника может быть выполнен в двух вариантах: с надвиганием пилы снизу вверх или сверху вниз. Все компоновки замкнутые, загрузка заготовок и выгрузка деталей производятся на одном месте.

Вертикальная компоновка позволяет уменьшить площадь, занимаемую машиной, но может создать неудобства при обслуживании механизмов. При горизонтальной компоновке машина занимает большую производственную площадь. Для выбора рациональной компоновочной схемы надо подобрать критерии, которые наилучшим образом характеризовали бы требования, предъявляемые к станку. В качестве критериев можно принять, например, возможность обработки широких досок пилой небольшого диаметра, минимальные габариты и масса станка, удобство обслуживания механизмов станка, удобство удаления опилок, эстетичный внешний вид и др.

Дальнейшая процедура выбора рациональной компоновочной схемы выполняется согласно методике, изложенной в п. 2.6.

Контрольные вопросы и задания

1. Дайте определение компоновки машины и сборочной единицы.

2. Как выполняется эскизная компоновка?

3. Что указывается на рабочей компоновке машины?

Компоновка валов и шпинделей

Общие положения

В зависимости от назначения валы подразделяются на простые, шпиндели и рабочие валы механизмов главного движения.

Простые валы - это валы, применяемые в различных передачах типа валов редукторов, вариаторов, открытых передач, цепных, зубчатых, ременных, валов конвейеров, транспортеров и т.д.

Механизмы главного движения в дереворежущих станках часто выполняют в виде рабочих валов и шпинделей.

Рабочим валом называют быстроходный вал станка, на котором режущий инструмент закреплен в промежутке между подшипниковыми опорами. Вал закрепляется на станине без регулировочных перемещений.

Шпиндель - быстроходный вал станка, на котором режущий инструмент закреплен на его консольной части. Шпиндели, как правило, имеют настроечные перемещения.

Наиболее характерными являются три конструктивные схемы механизмов главного движения станков (рис. 29):

- шпиндель на двух опорах с консольно расположенным режущим инструментом (рис. 29, а). Применяется при длине консоли а = 230 мм;

- ножевой вал на двух опорах с инструментом, расположенным между опорами (рис. 29, б);

- шпиндель на трёх опорах, из которых две стационарные, а одна правая - съёмная (поддерживающая), режущий инструмент расположен между стационарной и съёмной опорами (рис. 29, в).

Для определения размеров, указанных на рис. 29, а также для выполнения расчетов вала делают эскизную компоновку узла (рис 30). Компоновка должна обеспечить удобную сборку и разборку узла, условия смазки, а также достаточную жесткость узла действию внешних сил и точность работы режущего инструмента.

При компоновке делается эскизный чертеж шпинделя без

подробного вычерчивания деталей. На эскизе проставляются размеры деталей, зазоров, формирующих длину каждой консоли. Указанные размеры задаются конструктивно с учетом размеров существующих конструкций. Длину ступицы, например, назначают (1, 5-2)d, длину шеек под подшипники качения - (0, 3-0, 5)d, длину шеек под подшипники скольжения - (0, 8-1, 0)d, где d - диаметр вала в шейке подшипника (задается пока приближенно). Путем сложения назначенных размеров находятся длины консолей а и b, которые должны быть по возможности минимальными.

Расстояние между подшипниковыми опорами принимается равным l ³ 2а. После назначения длин элементов вала его диаметр в шейке подшипника рассчитывается.

Расчет валов и шпинделей

Количественная оценка надежности работы валов и шпинделей ведется с учетом их циклической прочности, жесткости и виброустойчивости. Методики расчета валов и шпинделей изложены в специальной литературе по деталям машин. Ниже приведены основные положения расчета.

Напряжения в валах

Основным видом напряжений, действующих в валах при их кручении и изгибе, являются касательные и нормальные напряжения. Во вращающемся вале эти напряжения переменные, величина их периодически меняется от наименьшего значения s_min до наибольшего s_max (рис. 31).

Среднее напряжение цикла

. (69)

Амплитуда переменных напряжений:

(70)

Цикл называется симметричным, если s_min и s_max равны по величине, но противоположны по знаку.

Коэффициентом асимметрии цикла называют отношение

Для асимметричного цикла s_max = - s_min и r = -1, тогда среднее напряжение s_m = 0, а амплитуда напряжения

(71)

Приведенные соотношения справедливы и для касательных напряжений t.

Предел выносливости сталей

⇐ Предыдущая 1 2 34