6. Розрахунок механізмів підйомних колон

6.1. Розрахунок гвинтових механізмів

Особливістю гвинтових механізмів є плавність і точність ходу при

переміщеннях робочих органів, що сприяло їх широкому застосуванню у зварювальному виробництві.

Гвинтові механізми застосовуються для перетворення обертального руху гвинта в поступальний рух повзуна. Силові гвинтові механізми виконують в основному триланковими по схемі (рис.12) де ведучою ланкою є гвинт 1 з різьбою, що створює з стояком 3 обертальну пару, а веденою ланкою –гайка 2 з такою ж різьбою.

Рис. 12. Розрахункова схема гвинтового механізму

В передачах гвинт-гайка застосовують трикутну (метричну), трапецоїдну, упорну та прямокутну (рідко) різьби. Основні параметри різьби: зовнішній діаметр d_зв; середній діаметр d_ср; внутрішній діаметр d_вн; кут підйому гвинтової лінії α; крок різьби S; кількість заходів різьби m; хід різьби h. Хід різьби залежить від кроку та кількості заходів. За один оберт гвинта 1 повзун з гайкою 2 (Рис.12) переміститься на один хід h гвинтової лінії

При кількості заходів m=1 хід різьби дорівнює її кроку, тобто h=S.

.

Швидкість переміщення повзуна з гайкою залежить від частоти обертання гвинта n₁ та величини ходу h гвинтової лінії .

Для зменшення швидкості переміщення веденої ланки V₂ при заданій частоті обертання ведучої ланки n₁ гвинтові механізми часто сполучають з зубчастими або черв’ячними механізмами. В цьому випадку швидкість веденої ланки при частоті обертання двигуна

,

де - частота обертання приводного двигуна, об/хв;

- передаточне відношення зубчастої або черв’ячної пари (редуктора);

- частота обертання ведучої ланки-гвинта, об/хв.

Практичне заняття №8

Завдання №8. Розрахувати гвинтову передачу піднімання каретки підйомної колони по напрямним ковзання з швидкістю V м/хв та вагою усих механізмів G, н (рис.12). Вихідні дані, наведені в таблиці 8.

Таблиця 8

Вихідні дані	Варіант
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
G, кн	8,0	9,0	10	11	12	13	8,5	7,5	5,5	9,5	10	12
V,м/с	0,04	0,04	0,04	0,04	0,04	0,04	0,04	0,04	0,04	0,04	0,04	0,04

Розв’язання

1. Вибір матеріалу гвинта та гайки

Для гвинта використовують сталі 45, 50, 40Х, 40ХГ, У10, 65Г, які підлягають термічному обробленню. З метою зменшення витрат на тертя гайки виготовляють з бронзи Бр,ОФ20-1 або з чавуну СЧ18-36. Застосовуються також сталеві гайки.

2. Визначення осьової сили гвинта

Осьова сила гвинта Q при піднятті вантажу G залежить від величини опору пересуванню повзуна. Опір пересуванню повзуна залежить від величини опорних реакцій напрямних ковзання.

Опорна реакція Т визначається з рівняння моментів сил (рис.12)

звідки ,

де Н-довжина повзуна,м; L-відстань від осі гвинта до центра ваги вантажу (точка прикладання сили G).

Осьова сила гвинта з урахуванням тертя ковзання f

.

Коефіцієнт тертя ковзання в напрямних, які змащуються, f=0,1.