Предварительный выбор параметров ШВП и подшипников

Дата: 2025-05-01; Просмотры: 4

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Предварительный выбор параметров ходового винта ШВП

Определение параметров ходового винта выполняют путем последовательных приближений. Предварительный диаметр винта d₀ можно выбрать исходя из заданного отношения длины винта к его диаметру. Для сравнительно коротких винтов (длиной до 0,7 -1м) это отношение принимается около 20-25; для винтов большей длины – 25-30.

Определим диаметр винта согласно рекомендациям, касающимся отношения длины винта к его диаметру. Длина винта:

L_общ = L_max + L_г + L_ОП + L_m

где L_max - величина максимального перемещения подвижного узла ( см. исходные данные); L_max = 420 мм

L_г – длина гайки в сборе с уплотнениями;

L_ОП - суммарная длина опор ходового винта;

L_m - длина технологических участков без резьбы (например, для свинчивания гайки при некоторых методах регулирования натяга).

Примем для винта поперечной подачи ;

Принимаем длину гайки L_г -80 мм; L_ОП - суммарная длина двух опор ходового винта -2*50=100 мм.

L_общ=420+80+100=600 мм

L_В=L_общ = 600 мм

тогда

Уточним полученное значение в соответствии со стандар­том (см Приложение 6 или; Анурьев т 2 2006г. стр 786,787(отечественные производители) для или Приложение 8(фирма «TNК»)).

Принимаем (Анурьев): мм

Примечание. По аналогии с подшипниками качения в соответствии с международными стандартами в каталогах задается основная номинальная динамическая нагрузка – С или Са. и основная номинальная статическая нагрузка С₀ или С_0а ( первое обозначнние по см Метод п3.2 второе –по анур т2)

По таблице технических характеристик и основных размеров llIВП выбранного типа находят передачу с заданным шагом, способную воспринимать максимальную нагрузку на подвижный узел Famax

Для учёта особых условий эксплуатации вводят статический fs и динамический fw коэффициенты безопасности для расчётной нагрузки (см. Метод п3.2 таблицы 3.1 и 3.2). Методика выбора и расчета ШВП по основной номинальной динамической и статической нагрузкам приведен в(Анур т2 гл 8 стр . 862,863;868, 869 и Молод). Во втором источнике более подробно разобраны особенности приводов станков с ЧПУ.

Передачу выбирают так, чтобы выполнялись условия

Со > f_s Fa _max (3,6а)

С> f_w Fa _max (3,6б)

Для металлорежущих станков рекомендуется выбирать f_s >4 и f_w >1,5 .

С_0- базовая статическая грузоподъемность Соа;

F_{под maх.} (при черновой) = 1118,041 н

Fa= F_{под maх.}= 1118,041н

Со = f_s*Fa = 5 * 1118,041 = 5590,205 н

С = f_w*Fa = 2 * 1118,041 = 2236,082 н

Выбор типоразмера ШВП

По (приложение 2.1) выбираем типоразмер ШВП : диаметр d₀ 32 мм; шаг винта P 5 мм (BNFF 3205-3) c характеристиками Со= 34200 н; С= 10100 н

Диаметр опорных шеек под подшипники меньше внутреннего диаметра винтовой канавки и диаметра d1 (cм. Приложение 2.6) можно ориентировочно принять 0,8*32=25,6. Принимаем подшипник комбинированный радиально-упорный роликовый подшипник качения диаметр внутренний d=25 мм типа ZARN 2557.

Определение кинематических параметров привода

Частота вращения ходового винта

n_в = V_*I _ред. /t_в

где – V- линейная скорость, мм/мин; I _ред. ≥ передаточное отношение редуктора ( в современных приводах подач станков с ЧПУ редукторы обычно отсутствуют ); t_в- шаг винта, мм.

Частота вращения ходового винта при перемещении рабочего органа на скорости холостого хода V_х.х

V_х.х = 16м/мин = 16000 мм/мин

I _ред. = 1

t_в = 5 мм

n_{в х.х.}= V_х.х*I _ред. /t_в=16000*1/5 =3200 (об/мин)

где – V_х.х - линейная скорость холостого хода, мм/мин.

Рассчитаем частоту вращения ходового винта при перемещении рабочего органа на рабочей подаче.

Минимальная максимальная частоты вращения винта при перемещении рабочего органа на рабочей подаче.

n_{в р.п.i.}= V_{р.х. i} /t_{в;(Pz) шаг винта}

где V_{р.х. i.}- минимальная (V_{р.х. min}) и максимальная(V_{р.х. max} ) линейная скорость рабочего органа при черновой и чистовой рабочих подачах.

Преобразовав подачу с мм/об в мм/мин получим линейную скорость рабочего органа

V_{р.х. i} =s_{мм/об *} n_об/мин (мм/мин) _.;

Где n- частота вращения (об/мин).

n_об/мин =1000*V_рез /π*d (об/мин)

Частота вращения при черновой обработке

V_чер = 160

d = 170 (исх. Данные)

n_об/мин =1000*V_чер /π*d =1000*160/ 3,14 * 170 = 300 (об/мин)

V_чер- скорость резания при черновой обработке (м/мин); d-диаметр обрабатываемой детали(мм).

линейную скорость рабочего органа при черновой обработке

V_{р.х. чер}= S_{чер *} n_чер.=1,1 * 300 = 330 (мм/мин);

Принимаем V_{р.х. чер}=330 (мм/мин);

Аналогично определим линейная скорость рабочего органа на рабочей подаче при чистовой обработке V_чис и минимальной подаче при чистовой обработке .

n_чис =1000*V_чис./π*d=1000*180 / 3,14 * 170 = 338 (об/мин)

V_{р.х. чис}= S_{чис *} n_чис =0,11 *338 = 37,18 ( мм/мин);

Минимальная и максимальная частота вращения винта при перемещении рабочего органа на рабочей подаче.

n_{в р.х.}= V_{р.х. чис} /t_{в;шаг винта}=37,18/5=7,436

n_{в р.х.max}= V_{р.х. чер} /t_в=330/5 = 66

Минимальная частота вращения ходового винта n_{в р.х.}= 7,4

Максимальная частота вращения ходового винта на скорости холостого хода V_х.х n_{в х.х.} = 3200 об/мин

Выбранную передачу проверяют по критерию быстроходности ND

d_wn_max <ND (3,7)

где d_w - диаметр окружности шариков, мм (см мет Приложение2.6) d_w=32,5; n_max = n_{в х.х} максимальная частота вращения винта мин^-1; ND - значение критерия быстроходности для выбранного типа передачи (ND=70000…100000 для передач без сепараторов, ND=130000…160000 для передач с сепараторами).

32,5*3200=104000 <130000(мм/мин)

Если неравенство (3,7) выполняются, переходят к выбору подшипников, если нет, возвращаются к первому шагу. Возникшие трудности можно преодолеть, изменив кинематические характеристики передачи (выбирая двигатель с меньшей максимальной частотой вращения и увеличивая соответственно шаг винта), или выбрав тип передачи с большим значением ND.