1.7. Конструирование станин машин.
Станина является несущим элементом машины, воспринимающая статические и динамические нагрузки возникающие при работе машин.
Статические нагрузки как правило связаны как правило с обработкой материала.
Динамическая нагрузка: силы инерции звеньев, силы ударного взаимодействия звеньев из-за наличия зазоров в кинетических парах и др.
Технологичность конструкции. Возможность изготовления с наименьшей трудоёмкостью и затратами в конкретных условиях производства.
Износостойкость. Это способность противостоять износу поверхностей станины контактирующих с подвижными звеньями машины.
Прочность. Это способность выдерживать статические и динамические нагрузки без разрушения материала в опасных сечениях.
Жёсткость. Это способность сохранять неизменным взаимное расположение в пространстве рабочих поверхностей под действием статических нагрузок.
Виброустойчивость. Это способность сохранять положение рабочих поверхностей и положение центра масс станины под действием динамических нагрузок.
Допускаемая нагрузка на опорную поверхность машин.
Удобства монтажа и эксплуатации машины.
Самыми технологичными являются литые станины.
СЧ 18
СЧ21
СЧ28 - швейные машины.
СЧМ38
Достоинства: экономичность материала; большая жесткость; виброустойчивость.
Недостатки: требуют длительного старения; невысокая прочность материала; наличие пороков при отливке.
При единичном производстве более технологичным являются сварные или сборные станины. (сталь)
Недостаток: меньшая жесткость и виброустойчивость.
Применяются и комбинированные станины.
Износостойкость достигается:
- сменными элементами;
- применением более износостойких материалов
- системой смазки.
Прочность достигается:
применением более прочных материалов;
избеганием резкого изменения формы сечения;
применением съёмных элементов
5) Обеспечивается использованием замкнутых рамных конструкций станин.
Использование рёбер жесткости, перемычек, перегородок.
Предпочтительное использование чугуна как гасителя колебаний.
Устойчивость станин достигается: закреплением станины на основании; увеличением массы.
Достигается применением фундаментной плиты, за счёт чего нагрузка на основание становится равномерной.
Габариты и масса машины должны согласовываться с размерами дверных, оконных проёмов.
Конструкция станины должна обеспечивать доступ к механизмам и узлам машины.
1.8. Расчет станин на жесткость и прочность.
Для расчета станины на прочность и жесткость необходимо разработать расчетную схему,
рассчитать изгибающие моменты.
Расчет на прочность:
1.Материал- стальной прокат, нагрузка статическая
масштабный
коэффициент
коэффициент
запаса прочности (1,2...1,3)
определяется
по таблице
2. Чугун, нагрузка статическая
коэффициент
формы сечения(
-
,
швеллер,
двутавр)
коэффициент
концентрации напряжений при постоянной
нагрузке
определяется
по таблице
коэффициент
чувствительности материала к концентрации
напряжений, определяется по таблице
3. Сталь нагрузка переменная
коэффициент, учитывающий состояние поверхности (чаще всего равен 1, если нет специальных упрочнений);
эффективный
коэффициент концентрации напряжений
при переменной нагрузке
4.Чугун переменная нагрузка
-определяется
по таблице в зависимости от марки чугуна
Расчет станины на жесткость.
Целью расчета является определений упругих перемещений в заданных сечениях станины и сравнение этих перемещений с допустимыми:
Величина упругих перемещений элементов станины в заданных сечениях может быть определена по методу Верещагина.
1.С помощью метода сил строится эпюра изгибающих моментов для расчетной схемы.
2.Освобождаем
осн. систему (статически определимую)
от всех силовых факторов, включая внешние
и внутренние. Прикладываем в сеч., для
которого требуется определить
единичную силу, в направлении этого
перемещения (для определения угла
поворота- единичный момент). Строятся
эпюра изгибающих моментов для единичной
силы.
3. Перемножаются эпюры от ед. силы и суммарная эпюра, результат делится на ЕI.