69. Конструкции направляющих скольжения. Материалы. Основные формы направляющих. Устройства для регулировки зазоров, смазка и защита направляющих скольжения. Расчет направляющих скольжения

П о форме направляющие делятся на:

1). Плоские:

а) охватываемые

б) охватывающие:

+: просты в изготовлении и контроле

-: требуют устройств для регулировки зазоров.

2) Призматические или треугольные или V-образные:

В токарных станках результирующая силы д.б. направлена по нормали к грани. Отсюда выбирают угол α (угол β ~ 45º).

+: саморегулирование зазоров

-: плохое удерживание смазки, наиболее сложные в изготовлении по сравнению с плоскими

3 ) В форме ласточкиного хвоста: а) охватываемые (замкнутые) и б) охватывающие:

+: воспринимают нагрузку в различных направлениях – замкнутые, компактность

-: необходимо обязательно устройство для регулировки зазоров, сложны в изготовлении (исходя из угла фрез)

П рименяются при небольшой скорости относительного движения. Пример: поперечный суппорт 16К20.

4) Цилиндрические или круговые (скалки, валики):

-: небольшая жесткость, сложность регулировки зазора (соединение вал-втулка). Применяются: в несложных узлах. Пример: устройства для правки круга.

5 ) Комбинированные. Наиболее часто используется комбинация: плоские + призматические (треугольные):

Материалы: наименьший износ направляющих обеспечивается при различной твердости трущихся поверхностей, благодаря приработке более мягкого материала по более твердому. Из более твердого материала изготавливают неподвижные направляющие, а из более мягкого – подвижные.

1) Серый Чугун – основной материал. Для обеспечения различной твердости – неподвижные направляющие закаливают (ТВЧ). 2) Сталь. Используется в основном для составных направляющих. Сталь 40Х с закалкой ТВЧ. Также используются цементированные стали типа 20Х13. 3) Цветные сплавы - используются как бронзовые накладки, обладающие хорошей износостойкостью. 4) Пластические материалы: фторопласт, текстолит, тефлон. Изготавливаются в виде планок, которые приклеивают.

Регулировка зазоров. Устройства для регулировки зазоров необходимы для: а) обеспечения требуемого зазора; б) для компенсации износа направляющих.

1. Регулировка производится планками постоянной величины.

Рис. На нем: 1 – регулировочная планка, 2 – винт.

3. Устройства с регулирующими клиньями. Уклон у них: 1:40 – 1:100. Рабочая поверхность клина устанавливается между подвижной и неподвижной направляющей и необходимо устройство для перемещения в продольном направлении.

В станках с повышенной точностью рекомендуется использовать устройства, например гидравлические, которые позволяют устранить зазор между трущимися поверхностями.

Защита и смазка направляющих. Долговечность направляющих зависит от условий эксплуатации, попадания стружки, абразива. Для этого используются следующие защитные устройства: 1) Обычные щитки; 2) Телескопические щитки; 3) Щитки в виде гармоники.

1). Применяются для защиты короткого участка.

2). Когда необходимо защитить всю направляющую, применяются телескопические щитки.

Такие щитки защищают от попадания стружки.

3 ) Для защиты от попадания пыли.

Материалы: резинотканые, стеклоткань. Для защиты боковых поверхностей используется уплотнение в виде пластин, войлочных уплотнений и др.

Смазка может осуществляться различными способами:

1. Ручная смазка: направляющие очищены от стружки, отерты и мазаны.

2. Ц иркуляционная смазка – осуществляется системой, включающей насос, емкость для сбора масла, фильтры.

В отдельных случаях можно использовать смазку роликами – удобно смазывать наклонные поверхности.

Расчет направляющих скольжения.

О сновной критерий работоспособности направляющих – износостойкость. При прочих равных условиях она существенно зависит от величины и закона распределения удельных давлений по поверхности трения. Для обеспечения нормальной износостойкости среднее удельное давление не должно превышать значений, установленных для данного типа станков. Удельное давление определяется расчетом при следующих допущениях: 1) Линейность распределения давления по длине направляющей; 2) Равномерность распределения давлений по ширине направляющей.

Этапы расчета.

1. Определение усилий, действующих на каждую грань направляющих. (Рис.)

При этом учитываются следующие нагрузки: Px, Py, Pz, вес подвижных узлов с установленными на них приспособлениями, устройствами; нагрузки от тяговых устройств.

2. Определение среднего удельного давления. . Средние удельные давления не в полной мере характеризуют износостойкость. Большее влияние на износостойкость оказывает максимальное удельное давление.

3. Определение наибольших удельных давлений на гранях направляющих. При принятых допущениях значения максимального давлений зависят от положения точки приложения нагрузки.

4. Сопоставление расчетных и опытных данных. Значения максимальных давлений зависят назначения станка, скорости движения исполнительных органов. Выделяют группы:

а) малые скорости скольжения, порядка подачи. Пример: токарные, фрезерные [3МН/м² ].

б) станки с большими скоростями скольжения, порядка скорости резания: строгальные, долбежные. [0,8-1 МН/ м²]

в) Шлифовальные станки, прецизионные (Pmax=0,05-0,08 MH/ м²)

г) У специальных тяжелонагруженных станков удельные допустимые средние давления уменьшаются на 25% - сложно ремонтировать.