proraČun prigona pomoĆnog gibanja alatnog stroja knv-bijelo.pdf · torziona kruta spojka inda...

Zavod za tehnologiju – Katedra za alatne strojeve

1/29

PRORAČUN PRIGONA

POMOĆNOG GIBANJA ALATNOG STROJA

Prof.dr.sc. Damir Ciglar


2/29

ALATNI STROJMODULI - SKLOPOVI

PRIGON – za glavno gibanje PRIGON – za pomoćno gibanje

VODILICE – za vođenje i nošenje klizača

POSTOLJE – za prihvat vodilica i ostalih sklopova AS

PRIBOR – za prihvat alata i obradka


3/29

PRIGONI POMOĆNOG GIBANJA

Mora omogućiti gibanje na alatnom stroju kojim se osigurava stalnost (kontinuitet) procesa obrade odvajanjem čestica (vf).

ROTACIJSKO GIBANJE

TRANSLACIJSKO(PRAVOCRTNO)

GIBANJE

najčešće

posmično

dostavnoMora omogućiti gibanja izvan obrade, potrebna za primicanje i

odmicanje te zauzimanje dubine rezanja (max. brzina).

Mora omogućiti promjenu vrijednosti posmičnog gibanja.


4/29

POSMIČNO GIBANJE

vf = f n , m / min

Učestalost vrtnje, 1/minPosmak, mm

vf – posmična brzina, m/min

vf = f n = fz z n, m/min

Broj zubi (oštrica)

Posmak po zubu (oštrici), mm Učestalost vrtnje, 1/min

vc / vf = 10 –100vc >> vf

Fc > Ff

Pc = Fc vcPf = Ff vf

Pc >> Pf

Posmični prigoni su manjih snaga od glavnih prigona


5/29

Posmično gibanje

KONTINUIRANO(bezstepena)vfmin vfmax

NUAS


6/29

POSMIČNI PRIGON ZA PRAVOCRTNO GIBANJE kod NUMERIČKI UPRAVLJANIH ALATNIH STROJEVA

Kuglično navojno vreteno i dvodjelna matica

Kibernetski krug

USPOREĐIVAČSERVOMOTOR

Uređaj za pretvaranje rotacije u translaciju

MJERNISUSTAV

Programiranavrijednost

Mjerena vrijednost

AC ili DCNOSAČ ALATA ili OBRATKA


7/29

KNV - KUGLIČNO NAVOJNO VRETENO I MATICA

ND = 160 000vf < 100 m/mina < 10 m/s2 ≈ 1g

Trenjekotrljanja


8/29

KUGLIČNO NAVOJNO VRETENO I MATICA

DN 160 000vf < 150 m/mina < 15 m/s2 ≈ 1,5gTangencijalno gibanje kuglicaTrajnost 3000 km , mala bukaKeramički uložak-prigušenje vibracija

Metalni dodir kuglica

Kuglice su u “plastičnom”kavezu


9/29

KUGLIČNO NAVOJNO VRETENO I MATICA


10/29


AC ili DCmotor


11/29


AC ili DCmotor

KONTINUIRANO

vfmin vfmax


12/29

Kugličnonavojno vreteno

Dvodjelnamatica + kuglice

Kućište matice

Kućište prednjeg ležaja

Kućište stražnjeg ležaja

Prihvat pogonskog AC ili DC motora

NOSAČ ALATA ili OBRATKA


13/29


14/29

Proračun sila glodanja F c , F f , F p (vrsta alata , materijal sirovca ... )gruba obrada – veće dubine rezanja , veći posmak po zubu glodala,

manja brzina rezanjafina obrada – manje dubine rezanja , manji posmak po zubu glodala,

veća brzina rezanja

ULAZNI PODACI ZA PROJEKTIRANJE OSNOVNIH ELEMENATA PRIGONA NU-OSI GLODAĆEG OBRADNOG CENTRA

vv h

vn maxmax =

Brzina praznog hoda – pozicioniranja – DOSTAVNO GIBANJEpotrebna maksimalna učestalost vrtnje KNV

vf = fz z n, m/minv

fv hv

n =


15/29

Aksijalna sila na KNV - obrada

μ⋅+⋅+= )( pfv FgmFF

Masa stola i sirovca

Koeficijent trenja vodilica i

stola

Aksijalna sila na KNV - pozicioniranje

μ⋅⋅= gmFv


16/29

q1 – gruba obradaq2 – polugruba obradaq3 – fina obradaq4 – brzi hod - pozicioniranjeq5 – mirovanje (5%)

Srednje promjenljivo opterećenje KNV

Srednja učestalost vrtnje KNV

3 4434

2232

1131 100100100 ⋅

⋅⋅++

⋅⋅

⋅+⋅⋅

⋅=vm

vv

vm

vv

vm

vvm n

qnFn

qnFn

qnFF L

100100100442211 qnqnqnn vvv

vm⋅

++⋅

+⋅

= L


17/29

Vijek trajanja mehanizma – KNV- izdržljivost mehanizma bez znakova zamora materijala na navojnom

vretenu, matici i valjnim dijelovima

L h – iskustveno vrijeme rada 5000 do 12000 sati

L = L h n vm 60 , milijuna okretaja

Dinamička nosivost – KNV

NLFC mrač ,3⋅=


18/29

Izbor KNV

račtab CC ≥

Uspon KNV – h v – prethodno izabran


19/29

Kontrola kritične učestalosti vrtnje KNV

a – faktor ovisan o montaži KNV (katalog)l – duljina KNV između ležajeva

12

5 min,10392 −⋅⋅=

ldan o

vkrit

maxvvkrit nn ⟩ (pozicioniranje)

(pozicioniranje)maxvvkrit nn ⟨KNV-ZADOVOLJAVA


20/29

Kontrola KNV na izvijanje

b – faktor uležištenja sustava KNV (katalog)l – duljina KNV između ležajeva

KNV-ZADOVOLJAVA

Nl

dbF okr ,

340002

4⋅⋅=Kritična sila izvijanja KNV

mkr FF ⟩


21/29

Teoretska mehanička iskoristivost KNV

k – koeficijent za prednapregnuto KNV (katalog)

Praktična mehanička iskoristivost KNV

v

ov

hdk ⋅

+=

1

1η

vvpE ηη ⋅=

100

"

E “ – koeficijent nosivosti KNV ovisan o (katalog)

račm CF

IZBOR MOTORA


22/29

Izbor posmičnog motora

vp

vv

vpvv

hFrFM

hFrF

ηπ

ηπ

⋅⋅⋅

=⋅=

⋅⋅=⋅⋅⋅

2

12

0

0


23/29

Izbor posmičnog motora

IZBOR MOTORA

Potreban moment motora za grubu obradu

( )[ ]Nm

hFgmFM

vp

vpf ,2 ηπ

μ⋅⋅

⋅⋅+⋅+=

Učestalost vrtnje motora maxvM nn ≥

Moment motora(nazivni)

MMM ≥

prazni hod – pozicioniranje


24/29

Istosmjerni servo motor INDA – FBM 90.2

M n =9,45 Nm – nazivni moment M p =54,4 Mn – potezni momentn M = 3000 1/min - učestalost vrtnjeI M = 0,0032 kgm2 – moment inercijeta= 8,5 ms – vrijeme ubrzanjamM= 15,1 kg – masa motora


25/29


26/29

Ukupni moment inercije sustava

Moment inercije motora

Moment inercije KNV

vvv lII ⋅= 1

Moment inercije masa stola i sirovca

2

2⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

⋅⋅=

πv

mhmI

Moment inercije spojke

2, kgmIIIII SmvMuk +++=

Torziona kruta spojka INDA -izbor prema Mp motora


27/29

Moment trenja vodilica i stola(pozicioniranje)

Nmhgm

Mvp

v ,2 ηπ

μμ ⋅⋅

⋅⋅⋅=

Moment ubrzanja motoraμMMM pa −=

Potrebno vrijeme ubrzanja motora do brzine pozicioniranja s

MnI

ta

ukar ,

602⋅

Δ⋅⋅=

π

Provjera motora na vrijeme ubrzanja

ara ttTablično

>


28/29


29/29

proraČun prigona pomoĆnog gibanja alatnog stroja knv-bijelo.pdf · torziona kruta spojka inda...

Documents