Расчет сил сопротивлений механизмов подачи

При расчете усилий, действующих на механизм подач токарных и некоторых других станков, кроме собственного усилия подачи F_x учитывается также усилие трения, возникающее в направляющих суппорта от действия усилий F_z, F_y и веса G. Суммарное усилие, необходимое для перемещения суппорта с резцом в направлении подачи [4-9], определяют по формуле

,

где: К - коэффициент запаса, равный 1,2 ...1,5; G - вес перемещающихся деталей станка, связанных с подачей; - коэффициент трения в направляющих суппорта, равный 0,5...0,8 [4-8].

При определении усилий, действующих на механизм подач продольно-строгальных и других станков подобного типа, учитывается только вес перемещающихся деталей, т.к. подача осуществляется при холостом ходе.

При трогании усилие подачи определяется по формуле

где: μ_тр - коэффициент трения, обычно выше (в 1,5–2 раза), чем при рабочих скоростях подачи; β - удельное усилие прилипания, равное 0,5Н/см² [4-9]; S_тр - площадь прилегания взаимно трущихся поверхностей механизма подачи, см².

Момент на валу электродвигателя для механизмов главного движения и подачи можно определить по формуле:

где: F_C - усилие резания или подачи, Н; V - скорость резания или подачи, м/с.

Для привода главного движения момент определяется по формуле: а для механизма подачи – по формуле:

где: F_z, F_П - усилие резания и подачи соответственно, Н; d, d_ср - диаметр обрабатываемой детали и средний диаметр ходового винта, м; α, - угол наклона резьбы и трения ходового винта.

Определение усилий резания для землеройной машины

При резании или копании грунта ковшом экскаватора или другими землеройными машинами сопротивление грунта резанию можно определить по формуле [4-10].

где: h - толщина стружки в м; В - ширина ковша по внутренним стенкам в м; К - коэффициент сопротивления в Н/м².

Удельное сопротивление резанию зависит от формы ковша, вида грунта и других факторов.

Среднее усилие резания для экскаватора ввиду неравномерности глубины копания иногда определяется по формуле:

где: V=Вh_срl - объем породы в ковше, м²;

b - коэффициент разрыхления породы (принимается 1,1...1,35); l - длина линии резания или высоты карьера, м.

Значение коэффициента удельного сопротивления К для отдельных видов грунтов приведено в [4-11].

В [4-11] предложена уточненная эмпирическая формула для определения силы резания (копания экскаватора):

где: С - коэффициент, зависящий от плотности грунта; α - угол резания, обычно принимается 35-40⁰; Z - коэффициент, зависящий от глубины резания и ширины ковша.

При h=10см и ширине ковша от 0,25 до 1,5м Z=0,13...0,8, при h=25см и тех же значениях ширины ковша Z=0,72...0,85. Момент от силы резания определяется по формуле:

где: V - скорость резания (0,5...1)м/с (для ковшей емкостью от 0,25м² и более).

23.5. Определение моментов сопротивления от сил тяжести

Наиболее распространенными активными моментами сопротивления являются моменты, созда-ваемые силой тяжести (в том числе при движении по наклонной плос-кости).

О

Рис.23.9. Схема нагрузки одноконцевой лебедки

пределение сопротивления, соз-даваемого силой тяжести, зависит от типа грузоподъемной лебедки (одноконцевой или двухконцевой).

Для одноконцевой лебедки (рис. 23.9) расчет производится по формуле

(23.12)

где: Gг, G_о - вес груза и крюка с канатом, Н; D_б - диаметр барабана лебедки в м; i - передаточное число полиспаста и редуктора.

В реальных условиях электропривод преодолевает одновременно активные и реактивные моменты сопротивления, например, при подъеме груза преодолевается момент, определяемый силой тяжести, и момент трения в подшипниках лебедки, блоков и редуктора, а при передвижении по наклонной плоскости сопротивление от сил трения и уклона.

При подъеме груза момент трения учитывается коэффициентом полезного действия:

тогда . (23.13)

При спуске груза отсюда

(23.14)

где:М_С, М_г, М_тр - моменты сопротивления на валу двигателя от груза и трения соответственно.

Значение кпд зависит от нагрузки, зависимость , дана в [4-12].

И

Рис.23.10. Пределы изменения нагрузок электропривода одноконцевых лебедок

з формулы (23.14) следует, что при спуске груза, когдаМ_тр>М_г и η<0,5 двигатель работает в силовом (двигательном) режиме.

При при спуске груза можно определить по формуле

(23.15)

Пределы изменения момента нагрузок при подъеме и спуске представлены на рис. 23.10.