Точность и надежность металлорежущих станков

Министерство  образования и науки, молодежи и  спорта Украины

ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет»

Механико-машиностроительный факультет

Кафедра «Металлорежущие  станки и инструменты»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Домашняя  работа

По  дисциплине

«Точность и надежность металлорежущих станков»

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:ст.гр.СИ-08-М

                                                                                      

                                                                                      

 

 

 

                                                                                     Проверил:

                                                                                   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мариуполь, ПГТУ ,2012

Задание

 

Определить погрешность  позиционирование рабочего органа станка, связанную с жесткостью привода перемещения с передачей винт-гайка качения.

Определить характер движения рабочего органа, если движение в виде скачков рассчитать максимальную погрешность позиционирования.

Рассчитать общую осевую податливость передачи винт-гайка качения.

Рассчитать параметры  регулирования натяга пары винт-гайка  качения.

Заданная точность 0,02 мм. Если погрешность позиционирования привода с исходными параметрами  больше заданной, необходимо указать  конкретные пути уменьшения этой погрешности.

 

 

Исходные данные

 

Винт со специальной резьбой  NI 80 x 10 (do=80 мм, шаг р= 20 мм)

Длина винта L= 3500 мм

Ширина гайки В= 160 мм

Масса рабочего органа m= 6000 кг

Материал направляющих сталь – чугун

      Коэффициенты  трения для которых f=0,26  fo=0,31   Δf= 0,05

Опоры винта подшипников  с внутренним диаметром d= 60 мм

Отношение γ= 300

Число зубьев на полугайках Z1=112, Z2=113

 

Решение

Принимаем допустимую скорость подхода органа в точку Vдоп=50 мм/мин, тогда расчетная скорость должна быть меньше или равна допустимой Vкр≤Vдоп

Определяем расчетную  скорость подхода рабочего органа по формуле

 

где Δf – разница коэффициентов трения материалов в состоянии движения и покоя;

N – вес рабочего органа

Ψ – коэффициент демпфирования Ψ=0,9

m – масса рабочего органа

k – жесткость ходового винта

 

Определяем вес рабочего органа

N=m·g=60000 Н

 

Определяем тяговую силу на винте

Q=f·m·g=1530 Н

Определяем жесткость винта как стержня работающего на сжатие–растяжение

где F – площадь поперечного сечения винта

E – модуль Юнга E=2,1·10⁵ Мпа

Lp–расчетная длина винта

 

 

Определяем диаметр  ходового винта

 

76,848 мм

 

где dв=80 мм – диаметр резьбы винта

dш=6 мм – диаметр шарика

 

 

 

Жесткость винта

 

 

Определяем расчетную  скорость подхода рабочего органа

 

 

 

 

 

 

 

Vкр < Vдоп

Следовательно, будут иметь место скачкообразные движения

  

Определим величину скачка

 

 

 

Определяем период скачка

 

 

Определяем продолжительность  остановки

 

 

Максимальная погрешность  позиционирования при линейном перемещении

 

 

Если началась остановка

 

 

Расчетная погрешность  удовлетворяет требуемой точности.

Повысить точность можно  применением специальных антискачковых  масел на направляющих, а также  применением более антифрикционных  материалов для направляющих, например, фторопластовые накладки, нанесение  компаунда, при этом необходимо обеспечить защиту направляющих от попадания стружки и пыли.

 

Определяем осевую податливость опор

 

Общий баланс податливости винт-гайка качение

 

δ= δ₁+ δ₂+ δ₃+ δ₄

 

где δ – общая осевая податливость

 

δ₁ – податливость корпусов опор

 

δ₂ – податливость подшипников опор

 

δ₃ – осевая податливость винта

 

δ₄ – податливость винтовой пары

 

 

 

jоп=3100 по графику [3] стр.157 при γ=300 и d=60 мм

 

 

 

 

            Определяем общую жесткость передачи

 

 

Предельно допустимая статическая  нагрузка

 

R=Kσ·dш=2520 Н

Kσ=70

dш=6 мм – диаметр шарика

 

Определяем предварительный  натяг в винтовой паре

 

 

 

Co=141 кН – статическая грузоподъемность

 

Определяем необходимое  смещение полугайки

 

 

Определяем осевое смещение полугайки при повороте на одну впадину(зуб)

 

 

Определяем число впадин, на которое необходимо повернуть полугайку для обеспечения требуемого натяга

 

 

Принимаем 3 впадины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература

1. Точность и надежность  станков с ЧПУ под ред. Проникова  А.С. 1982г.

2. Конструирование металлорежущих  станков. Пуш В.Э. 1977 г.

3. Марголит Р.Б. Эксплуатация  и наладка станков с ЧПУ  и промышленных роботов. 1991 г.