Расчёт и описание узла отрезного станка. 3 Расчёт и описание узла отрезного станка 1 Описание работы узла резки

• Название: 3 Расчёт и описание узла отрезного станка 1 Описание работы узла резки
• Анкор: Расчёт и описание узла отрезного станка
• Дата: 15.01.2023
• Размер: 242.94 Kb.
• Имя файла: Расчёт и описание узла отрезного станка.docx
• Тип: Документы; #887125

3 Расчёт и описание узла отрезного станка

3.1 Описание работы узла резки

Чертёж узла резки отрезного станка представлен в Приложении Б (КП 02 00 СБ). Ниже на рисунке 3.1 для наглядности описания представлена упрощённая схема узла.



1 – труба; 2 – электродвигатель; 3 – редуктор; 4 – колесо; 5 – вал; 6 – диск; 7 – опора; 8 – кронштейн резки; 9 – гидроцилиндр; 10 – вал; 11 – рычаг

Рисунок 3.1 – Схема узла резки
Узел резки работает следующим образом: после захвата и фиксации трубы 1 зажимным устройством, гидроцилиндр 9 поворачивает посредством рычажного соединения 11 установленный в опорах 7 вал 10. На валу закреплён кронштейн резки 8 с ножом, который после срабатывания гидроцилиндра прижимается к трубе. Затем включается двигатель, его вращающий момент через редуктор 3, вал 5 и колесо 4 передаётся на диск 6. В результате закреплённый на диске кронштейн «оббегает» трубу по кругу и режет трубу.
3.2 Расчёт узла резки
К важным параметрам узла резки относятся усилие резания P_z, мощность резания N_р, мощность приводного двигателя N_дв, которые должны обеспечить рациональный режим резания. Также не менее важна величина развиваемого усилия гидроцилиндра Р_г, который обеспечивает прижим режущего инструмента к трубе (Р_г должно быть больше усилия Р_х, стремящегося отжать нож от трубы). Зная величину
усилия Р_х, можно рассчитать параметры гидроцилиндра.

Мощность приводного двигателя N_дв, кВт, согласно [1] формула 7.7 определяется:


где P_z – горизонтальная сила резания, Н;

υ – действительная скорость резания, м/мин;

η_ст – коэффициент полезного действия станка.

Горизонтальная сила резания P_z, кгс, определяется по [2] приложение 1:

где – постоянный коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

s – подача резания, мм;

- постоянный коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

t – глубина резания, мм;

– постоянный коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала.

Глубина резания t, мм, рассчитывается согласно [2] приложение 1:

где D – начальный диаметр детали, мм;

D₁ – диаметр, на который врезается нож, мм.

Действительная скорость резания υ, м/мин, определяется ( [2] приложение 1):

где – скорость резания, м/мин;

– поправочный коэффициент;

– поправочный коэффициент;

– поправочный коэффициент.

где – постоянный коэффициент зависящий от обрабатываемости материала;

Т – период стойкости, мин;

m – показатель степени зависящий от обрабатываемости материала;

– показатель степени зависящий от обрабатываемости материала;

– показатель степени зависящий от обрабатываемости материала.

Усилие Р_х вычисляется по зависимости приведённой в [1] с. 495:

где – коэффициент износа ножа.

Вычислим величину глубины резания: D₁ = 280 мм (наружный диаметр трубы); D = 253,2 мм (внутренний диаметр трубы)

На практике такую глубину резания не используют, поэтому согласно [2] таблица 2 принимаем t = 5 мм, то есть труба режется не один, а за несколько оборотов инструмента вокруг неё.

= 357 ( согласно [2] таблица 1); Т = 90 мин ( согласно [2] с. 23); m = 0,31 (согласно [2] таблица 1); = 0,05 (согласно [2] таблица 1); = 0,18 ( из [2] таблица 1); s = 0,5 мм ([2] таблица 1).

Тогда:



= 0,88 (согласно [2] с. 19); = 1 (согласно [2] с. 19); = 1 (согласно [2] с. 19).

Тогда:
.
= 11,2 ( из [2] таблица 2); s = 0,5 мм ([2] таблица 1); = 0,32 ( согласно с [2] таблица 2); t = 5 мм (вычислено выше); = 0,5 ( из [2] таблица 2).

Тогда:


Полученное необходимое значение не превышает паспортную характеристику отрезного устройства (станка) TRK 110-630, что подтверждает правильность расчёта.
= 0,3 ( согласно [2] с. 10), тогда:

Следует учесть, что гидроцилиндр передаёт развиваемое усилие не на прямую на режущий орган, а через два рычага разной длины L₁ и L₂ (рисунок 3.3).


1 – нож; 2 – вал; 3 - гидроцилиндр

Рисунок 3.3 – Схема передачи усилия от гидроцилиндра к ножу
Для учёта разных длин рычага воспользуемся формулой:

а с учётом того, что соотношение L₁/ L₂ = 1/ 3,5, получаем:


Конструкция гидроцилиндра используемого в отрезном устройстве представлена на рисунке 3.2.


D – диаметр поршневого кольца; d – диаметр штока

Рисунок 3.2 – Одноштоковый гидроцилиндр
Для определения диаметра поршневого кольца D, мм, воспользуемся формулой:

где F – площадь поршневого кольца, м², которая вычисляется из соотношения, [3] формула 2:

где р – давление в системе, Па.

Согласно характеристике отрезного устройства р = 35 бар (3500·10³ Па), тогда:


Согласно [3] таблица 2 выбираем значение d = 70 мм.