Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

4406

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
08.01.2021
Размер:
995.89 Кб
Скачать

31

ся на точностных и качественных показателях обработки и интенсифицирует износ основных элементов станков.

При проведении всех лабораторных работ используется единый комплекс.измерительной и регистрирующей аппаратуры, блок-схема которого дана на рис. 3.4, включающей индуктивные датчики ДДИ-20 в комплекте с вторичным преобразователем ИД-2 и для измерения относительных виброперемещений, датчик оборотов ДОФ в комплекте, с электронным цифровым частотомером ЧЗ-З2.

ЭО

С1-19

БП

ДДИ-20

 

 

 

ИД-2

 

коммутацион-

 

ШО

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ный щит кщ

 

Н-700

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДОф

 

 

 

ЧЗ-32

 

П-001

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3.4 – Блок схема измерительной части

32

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4.

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА МЕХАНИЗМА ПОДАЧИ И РЕЗАНИЯ ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО СТАНКА С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭВМ

Цель работы: Получить практические навыки моделирование рабочего процесса механизма подачи и резания деревообрабатывающего станка с применением ЭВМ

Математическая модель процесса обработки

Математическая модель процесса обработки включает в себя алгоритм поиска состояний рабочих органов и расчет параметров резания в некоторые дискретные моменты времени обработки партии деталей.

Введем следующие обозначения (рис.1).

3

S

bh

u1

3

4

2

1

 

D

 

 

 

 

 

 

 

dt

tsl

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

bw Ld

ht

 

 

hw

 

 

 

XK

Lr

 

XH

Рисунок 4.1 – Схема взаимодействия рабочего органа с деталью

Ld,Lrразмер (длина или ширина) детали и промежуток между деталями в направлении подачи;

XH,XKкоордината переднего и заднего конца детали относительно системы координат станка, XK=XH-Ld;

S- координата рабочего органа;

tslтолщина обработки (снимаемого слоя);

33

D- диаметр резания;

bwрасстояние по горизонтали от оси рабочего органа до точки контакта зуба с нижней поверхностью детали;

bhтоже с верхней поверхностью детали;

hwвыступ зубьев рабочего органа над поверхностью детали;

Расчетными параметрами являются:

isсостояние рабочего органа, определяемое координатой передней и задней кромки детали;

u1,u2,u3,u4координаты характерных точек контакта резцов с деталью;

htтекущее значение выступа рабочего органа при срезе неполномерных стружек;

dtфактическая текущая толщина обработки (снимаемого слоя).

Введите по заданию преподавателя в качестве исходных данных следую-

щие параметры:

 

 

d,tls,hw,S?

400,50,10,500

Введите XH,XK?

475,175

Результат расчёта:

 

 

Код состояния

___________

ht

___________

dt

___________

Повторить ? Y/N?

N

 

Введите ширину пропила (ширину В пилы),mm?

2.8

Введите скорость подачи u,м/мин?

 

12

Введите скорость резания v,м/с?

 

60

Введите удельную работу резания К,Н/м2?

 

30000000

Введите КПД механизма резания nu,%?

 

92

Введите коэффициент запаса K?

 

3

Введите частоту вращения n,мин-1?

 

3000

Результат расчёта:

 

 

Мощность механизма резания ,кВт N

 

_________

Продолжить Y/N ?

 

N

34

Математическая модель процесса подачи на ЭВМ.

Математическая модель процесса подачи включает в себя алгоритм поиска состояний опорных и прижимных элементов и расчет режимов их нагружения в некоторые дискретные моменты времени.

Различают следующие типы ( TipEl ) опорных и прижимных элементов и

условия их применения:

 

1)

стол, направляющая, прижим скольжения;

(TipEl=1);

2)

конвейер ( цепь, лента, ремень );

(TipEl=2);

3)

ролик гладкий или с прямыми рифлями;

(TipEl=3);

4)

ролик с винтовыми рифлями;

(TipEl=4);

5) ролик с наклоном его оси вращения к направлению подачи.

Для составления математической модели используют понятие участок. Элементарным участком станка называют часть общей длины станка между двумя соседними элементами (ведущий ролик, прижим скольжения или режущий орган), расположенными в одной или разных координатных плоскостях. Если в зоне участка находится обрабатываемая деталь, то такой участок и принадлежащие ему опорные и прижимные элементы станка считаются активными.

На неактивных элементах и участках полезная нагрузка отсутствует. Схема взаимодействия прижимного элемента типа ролик с деталью

показана на рис. 4.2. Введем обозначения:

Detalномер готовой детали, вышедшей из станка; Zagotномер заготовки, находящейся в станке;

Ld,Lrразмер (длина, ширина) детали и промежуток между деталями в направлении подачи;

XH,XKкоордината переднего и заднего конца детали; S- координата рабочего органа;

XH,XKкоордината переднего и заднего конца детали; S- координата рабочего органа;

hwначальный уровень настройки образующей прижимного элемента относительно поверхности детали (выступ ролика); Drдиаметр опорного и прижимного ролика.

hwначальный уровень настройки образующей прижимного элемента относительно поверхности детали (выступ ролика);

35

Drдиаметр опорного и прижимного ролика.

Рисунок 4.2 – Схема взаимодействия прижимного элемента с деталью при базировании: а) на опорном столе; б) на опорном ролике.

Расчетными параметрами являются:

is-состояние опорного и прижимного элемента, определяется положением передней и задней кромки детали; u1,u2,u3,u4,u5координаты характерных точек контакта элемента с деталью;

htтекущий уровень настройки образующей прижимного элемента относительно поверхности детали (выступ ролика);

36

dtтекущее значение выступа (подъема) прижимного органа.

Если в станок подается первая заготовка (Zagot=1) или последняя (Zagot=end), или половина промежутка между заготовками больше начальной длины захода (схода) ролика, то текущая длина захода (схода) bt равна начальному значению, в противном случае – половине промежутка между деталями.

Введите по заданию преподавателя в качестве исходных данных следую-

щие параметры:

 

Введите d1,d3,hw1,hw3?

120,150,3,5

Результат расчёта:

 

b1

___________

b3

___________

Введите S,XH,XK?

500,480,180

Результат расчёта:

 

TipEl[1]

__________

TipEl[3]

__________

tgf[1]

__________

tgf[3]

__________

Код состояния

__________

Введите коэффициенты сцепления роликов с

 

заготовкой c1,c2?

0.95,0.7

Введите коэффициенты трения роликов и стола с

 

заготовкой f1,f2?

0.35,0.07

Введите силу сопротивления подаче при обработке F,H? 500

Введите силу прижима Q,H?

160

Введите вес заготовки G,H?

50

Введите КПД механизма подачи, nu?

0.72

Введите скорость подачи u,м/мин?

12

Результат расчёта:

 

Мощность механизма подачи ,кВт N

_________

37

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5. СОСТАВЛЕНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ И РАСЧЕТНОЙ

СХЕМЫ ЗАХВАТА.

Цель работы: Получить практические навыки составления кинематических схем захватных устройств по моделям. Спроектировать захватное устройство по исходным данным

Приборы и оборудование: Опытный образец захватного устройства УБТ- 0,8, установленный на действующий лабораторный стенд. Измерительные инструменты: слесарная линейка, штангенциркуль. Чертѐжные инструменты.

Исходные данные: Параметры захвата-модели. 1. Порядок выполнения работы.

Изучить конструкцию действующего стенда захвата-модели и инструкцию по технике безопасности.

Измерить основные геометрические размеры захвата-модели согласно обозначениям на рис. 5.1.

Рисунок 5.1 – Расчетная схема захвата.

ВЫЧЕРТИТЬ В МАСШТАБЕ КИНЕМАТИЧЕСКУЮ СХЕМУ ЗАХВАТА С НАНЕСЕНИЕМ ВСЕХ РАЗМЕРОВ.

Определить следующие силы: Усилие в гидроцилиндре:

 

Д

2

 

Pц Pmax

 

ц

(5.1)

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

38

 

 

где

Pmax

– максимальное давление рабочей жидкости при срабатыва-

 

нии предохранительного клапана в гидросистеме;

 

Pmax

= 13,5 МПа;

 

 

 

 

 

 

 

M 01 Pц h1 Pт h2 Pр h4

0;

(5.2)

 

M 02 Pт h3 Pр h5 0.

 

 

 

 

 

 

Реактивные силы:

 

 

 

 

 

 

 

 

Pp

 

 

Pц h1

 

,

(5.3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(h4 h5 h2 ) / h3

 

Усилие в тяге согласования:

 

 

 

 

 

Pт

 

Pp h5

 

 

 

(5.4)

 

 

h3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определить изгибающие моменты в опасных сечениях челюстей, и по максимальному определить расчетный момент сопротивления Wp и сравнить его с фактическим Wф:

W p

M из (max)

 

(5.5)

[G]из

 

 

где [G]из – допустимое направление изгиба

 

[G]из = 80-120мПа; Mиз(max) = Pph5

(5.6)

W

BH 3

bh3

 

 

(5.7)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ф

6H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

запас прочности

K p

 

Wф

 

 

(5.8)

W р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определить поперечные сечения тяги согласования и пальцев шарнирных

соединений и сравнить их с фактическими:

 

 

 

 

Pт

 

 

 

Pт

(5.9)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[G] р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d n

 

 

 

 

 

4Pт

(5.10)

 

 

[ ]ср

 

 

 

 

 

 

 

Допускаемые напряжения на разрыв и срез принять в пределах:

[ ]p 200 250мПа,

[ ]ср 80 120мПа.

39

По исходным данным (по заданию преподавателя) выбираем по варианту для бригады заданную массу пакета Mg, технологические силы T и N, длину бревен Lg, и определяем основные геометрические параметры проектируемого захвата и строим кинематическую схему:

Радиус кривизны рабочей поверхности челюсти:

R

Mg n

(5.11)

 

Lg Kз

где – плотность древесины 600-800кг/м3; Кз – коэффициент заполнения 0,7-0,75.

Остальные геометрические параметры захвата определяем методом геометрического подобия по захвату-модели, например:

Величина раскрытия челюстей

L = Lm (5.12)

– масштаб геометрического подобия определяем по соотношению известных величин радиусов кривизны:

 

 

 

 

Rm

 

 

 

 

(5.13)

 

 

 

R

 

 

 

Определяем усилия обжатия, действующие на челюсти, из условия на-

дежного удержания стволов в захвате:

 

 

 

P

 

 

(Т Fg)R

 

(5.14)

 

 

об

 

 

 

2 0,8 f I

 

 

 

 

 

 

 

где Fg – сила трения между стволами от силы тяжести деревьев:

 

Fg

Nf I

(R d

бр

)2

 

(5.15)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dбр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где f I – коэффициент трения древесины f I =0,8; dбр – средний диаметр хлыста dбр =0,2-0,4м.

Сила обжатия Роб приложена к середине челюсти и линия ее действия проходит через центр захвата, поэтому можно определить усилие в тяге согласования:

Рт

Роб R

(5.16)

h5

 

 

40

а затем по расчетным формулам для захвата-модели определить все остальные силы, в т.ч. потребное усилие в гидроцилиндре:

Pц

Р р h1

Рт h5

(5.17)

 

h1

 

 

 

Определить диаметр потребного гидроцилиндра и выбрать его по ГОСТу:

Dц

ц

.

(5.18)

 

 

 

 

2. СОСТАВЛЕНИЕ ОТЧЕТА.

Замеры геометрических параметров захвата-модели и заполнения таблицы Таблица 5.1

Па-

Mg

R

h

L

Dц

W

dn

h1

h2

h3

h4

h5

раметры

кг

м

м

м

м

см

м

м

м

м

м

м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Захвата-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

модели

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проектируе-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мого захвата

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Построение масштабной кинематической схемы захвата-модели с нанесением всех размеров.

Определение силовых и прочностных характеристик захвата-модели. В этом разделе приводятся расчетная схема захвата и формулы 1-10 с пояснениями, результаты расчетов заносятся в табл.5.1.

Определение геометрических параметров проектируемого захвата с использованием метода геометрического подобия. В этом же разделе приводятся формулы 10-15 с пояснениями и результаты расчетов заносятся в табл. 5.1.

Построение масштабной кинематической схемы проектируемого захвата. Анализ табличных данных для захвата-модели и проектируемого захвата на соответствие геометрического и физического подобия конструктивных и си-

ловых параметров.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]