Расчет вальцовых механизмов подач деревообрабатывающих станков (стр. 2 из 2)

. (6)

Подобным образом составляются уравнения для других расчетных схем. Каждой расчетной схеме будет соответствовать свое уравнение. Однако для решения задачи оптимизации и составления для этого компьютерной программы желательно иметь одно обобщенное уравнение, пригодное для любой расчетной схемы. Это можно сделать с помощью коэффициентов, характеризующих конструкцию механизма подачи.

Коэффициенты, характеризующие конструкцию механизма подачи:

Х – коэффициент симметрии; если Х = 2, то вальцы расположены по обе стороны от механизмов главного движения, если Х = 1, то вальцы расположены только перед механизмами главного движения;

С – коэффициент, указывающий на наличие или отсутствие стола; если при обработке заготовка опирается и скользит по столу станка, то С = 1, при отсутствии стола С = 0;

А₁, А₂ – коэффициенты, указывающие на связь верхних и нижних вальцов с приводом; если А₁ = 0, А₂ = 0, то вальцы неприводные, если А₁ = 1, А₂ = 1, то вальцы приводные;

В₁, В₂ – коэффициенты, указывающие на наличие или отсутствие верхних и нижних вальцов; если В₁ = 0, В₂ = 0, то вальцы в конструкции станка отсутствуют (станок с ручной подачей), если В₁ = 1, В₂ = 1, то верхние и нижние вальцы имеются;

М – коэффициент; при В₂ = 0 М = 1, при В₂ = 1 М = 0.

Общая сила трения при движении заготовки в механизме подачи. Числитель в формуле (132) представляет собой сумму силы S₁ и силы трения Т, возникающей в механизме подачи. С учетом конструктивных коэффициентов значение силы трения можно определить по следующим выражениям, Н:

при С = 0

; (7)

при С = 1

,

где n_c, n_пр, n_р – количество стружколомателей, прижимов, прижимных роликов;

q_c, q_пр, q_р – сила давления на заготовку стружколомателей, прижимов, прижимных роликов, Н;

f – коэффициент трения скольжения, f = 0,4-0,6;

K_pi – коэффициент трения качения ролика, мм;

d_pi – диаметр прижимного ролика, мм.

Сила давления верхних вальцов. Опираясь на расчетные схемы вальцовых механизмов подач (рис. 2) и конструктивные коэффициенты, из выражения (6) можно получить следующую обобшенную формулу для определения силы давления верхних вальцов:

. (8)

По полученному значению Р₁ настраиваются все верхние вальцы. После этого можно перейти к определению тягового усилия механизма подачи.

Тяговое усилие механизма подачи. Тяговое усилие представляет собой сумму проекций всех сил сопротивления движению заготовки на направление подачи. Тяговое усилие может быть найдено с помощью следующих выражений, Н:

при С = 0

; (9)

при С = 1

Мощность двигателя привода механизма подачи, кВт

, (10)

где V_s – скорость подачи, м/мин;

h – КПД механизма подачи.

Подготовка исходных данных

Для подготовки исходных данных необходимо изобразить расчетную схему проектируемого механизма подачи. При наличии в станке стружколомателей, скользящих или роликовых прижимов их давление на заготовку находится следующим образом. Сначала находится окружная касательная сила резания

, (11)

где Р – мощность двигателя механизма главного движения, кВт;

V – скорость главного движения, м/с.

Средняя сила резания на дуге контакта при продольном фрезеровании, Н

, (12)

где D – диаметр окружности резания, мм;

l – длина дуги контакта, мм;

z – количество зубьев фрезы.

Длина дуги контакта

,

где t – глубина фрезерования, мм.

По данным Манжоса Ф.М. сила давления стружколомателей на заготовку, Н

. (13)

Сила давления на заготовку прижимов скользящих и роликовых, Н

. (14)

Сила S₂ со знаком + (плюс) должна быть направлена в сторону нижнего вальца, стола, направляющей линейки.

Если станок имеет несколько механизмов главного движения, то

,

.

Значения коэффициентов трения качения и сцепления. Коэффициенты трения качения и сцепления приведены в табличной форме. В компьютерных программах удобнее пользоваться уравнениями, поэтому по данным таблиц получены следующие уравнения.

Уравнения для определения коэффициентов трения качения К, мм, гладких вальцов (роликов) по древесине:

для сосны влажностью 12%

,

влажностью 65%

;

для березы влажностью 12%

,

влажностью 65%

;

для дуба влажностью 12%

,

влажностью 65%

.

Для рифленых вальцов

; для обрезиненных – .

Уравнения для определения коэффициентов сцепления m рифленых вальцов с древесиной:

для сосны влажностью 12%

,

влажностью 65%

;

для березы влажностью 12%

,

влажностью 65%

;

для дуба влажностью 12%

,

влажностью 65%

.

Для обрезиненных вальцов

.