close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

2.Анализ и настройка кинематических цепей токарно-винторезного станка модели 16К20. Часть 1

код для вставкиСкачать
Министерство сельского хозяйства и продовольствия
Республики Беларусь
Учреждение образования
Белорусский государственный аграрный технический университет
Кафедра «технология металлов»
д.т.н., проф. Ефремов В.Д.
Методическое указание
к выполнению лабораторной работы
«Анализ и настройка кинематических цепей
токарно-винторезного станка мод.16К20»
ЧАСТЬ I
«Настройка цепи главного движения»
Для специальностей факультета «Технический сервис в АПК»
и заочного образования
1-74 06 03 «Ремонтно-обслуживающее производство в сельском хозяйстве»
1-74 06 03 01 «Организация и технология технического сервиса»
1-74 06 03 02 «Безопасность технологических процессов и производств»
1-74 06 06 «Материально-техническое обеспечение агропромышленного комплекса»
Минск 2007
Лабораторная работа по МРС
«Анализ и настройка кинематических цепей
токарно-винторезного станка мод.16К20»
Цель работы: изучить назначение и кинематику станка мод.16К20. Освоить методику настройки кинематических цепей на примере метода точения.
1.Общая последовательность анализа и настройки станка.
Для анализа и настройки кинематических цепей необходимо: - расшифровать
анализируемую модель станка; - установить количество кинематических цепей; - записать название кинематических цепей; - установить ведущие и ведомые звенья для
каждой кинематической цепи; - проследить с помощью каких передач, кинематических пар механизмов передается движение от ведущего звена к ведомому для каждой кинематической цепи; - составить уравнение кинематических связей каждой
(отдельно) кинематической цепи; - для настройки записать уравнение кинематического баланса в общем виде и с конкретными данными настройки для каждой настраиваемой цепи; - выделить произведение постоянных и переменных передаточных отношений; - выбрать переменные передаточные отношения, произведение которых между собой и с постоянными передачами были бы равны или близкие правой части уравнения баланса; - записать конечную настроечную кинематическую
цепь от ведущего звена к ведомому.
Станок мод. 16К20 расшифровывается следующим образом: 1 - группа токарных станков; 6 – тип, токарно-винторезный (универсальный) станок; К – модификация станка или шифр завода-изготовителя (завод «Красный пролетарий», г. Москва); 20 – основная характеристика станка – высота центров, в см. [1].
Схема метода точения приведена на рисунке 1.
Рисунок 1. Схема точения.
V – скорость резания, м/мин; n – частота вращения заготовки, мин-1; Sпр –
продольная подача, мм/об.; Sпоп – поперечная подача, мм/об.; Sн.р. – резьбонарезная подача, мм/об.;
1 – заготовка; 2 – резец
Для осуществления процесса точения необходимо два движения: главное (вращение заготовки) и движение подачи (перемещение резца относительно вращающейся заготовки). Главное движение и движение подачи обеспечиваются коробкой
скоростей и подач а также фартуком станка.
2
В соответствии со схемой обработки (рисунком 1) в токарном станке мод.16К20
имеются следующие кинематические цепи: 1. Цепь главного движения, V м/мин.; 2.
Цепи подач: 2.1. Продольных, Sпр, мм/об.; 2.2. Поперечных, Sпоп, мм/об.; 2.3. Резьбонарезных, Sн.р., мм/об.; 2.3.1. Для нарезания метрических, tн.р., мм/об.; 2.3.2 Дюймовых, tн.р.=
25,4
, где n – число ниток; 2.3.3. Модульных, tн.р.=
n
мм.; 2.3.4. Питчевых резьб, tн.р.=
π × m , где m – модуль,
25 , 4 × π
, где p – число питчей, мм/z.[2;3]
p
1.1. Анализ цепи главного движения.
Ведущим звеном цепи главного движения является вращение вала электродвигателя (n = 1460 мин-1, N = 11 кВт, рис.2), а ведомым – шпиндель (вал VI, рис.2).
Движение к шпинделю передается на I вал от вала электродвигателя через клиноременную передачу 140/268. С вала I на вал II движение передается через двойной
блок зубчатых колес 56/34 или 51/39 при включении фрикционной муфты М1 влево
(прямое вращение шпинделя) или через передачи 50/24 и 36/38 при включении М1
вправо (обратное вращение шпинделя). Таким образом муфта М1 служит для реверсирования направления движения шпинделя причем при обратном вращении получается вдвое меньше передач. Тройной передвижной блок колес позволяет включить одну из трех передач: 29/47; 21/55; 38/38 передавая движение валу III.
При включении перебора, двойной блок колес 48-60, находящийся в крайнем
правом положении вала VI, изображенном на схеме, рис.2, включает вал III с валом
IV, связанные передачей 15/60 или 45/45, затем на вал V через 18/72 и далее 30/60 на
вал VI. Через перебор получается 12 низших ступеней частот вращения. При включении перебора блок колес 48/60 сдвигается влево и зацепляется с одним из двух
колес на правом конце вала III. При этом возможны 12 верхних ступеней скоростей,
но две из них повторяются.
В соответствии с вышеизложенным и методикой анализа, запишем уравнение
кинематических связей цепи главного движения (с перебором) [4].
21/ 55
51/ 39
15 / 60
140
18
1460×
→ I → Μ1
→ II → 29 / 47 → III →
→ IV → → V → 30 / 60 → VI
56 / 34
45 / 45
268
72
38 / 38
(1)
Μ
1
→ 50 / 24 → 26 / 38
и без перебора
140
→I→
1460 ×
268
21 / 55
60 / 48
Μ 1 56 / 34 → II → 29 / 47 → III → 30 / 60 → VI
38 / 38
51 / 39
(2)
Μ → 50 / 24 → 26 / 38
1
3
Определим число частот вращения шпинделя:
- для цепи с перебором (прямое вращение шпинделя),
Кn1 = Pэд.-I ×PI-II ×PII-III×PIII-IV ×PIV-V ×PV-VI=1×2×3×2×1×1=12
(3)
- для цепи без перебора (прямое вращение шпинделя)
Кn2 = Pэд.-I×PI-II×PII-III×PIII-VI =1×2×3×2=12
- для цепей с перебором (обратное вращение шпинделя)
Кn3= Pэд.-I×PI-II×PII-III×PIII-IV×PIV-V×PV-VI=1×1×1×3×2=6
- для цепи без перебора (обратное вращение шпинделя)
Кn4= Pэд.-I×PI-II×PII-III×PIII-VI =1×1×1×3×2=6
Общее количество ступеней частот вращения цепи главного движения составит:
Κ
nΣ
= Кn1+ Кn2+Кn3+ Кn4=12+12+6+6=36
(4)
Учитывая, что все передачи в цепях Кn3 и Кn4 повторяются, а также две повторяются в цепях Кn1 и Кn2 , то окончательно:
Κ
nΣ
=36-14=22
По структурной формуле Кn, определим число валов коробки скоростей по формуле для цепи с перебором (3):
(5)
Кв=Кр+1=6+1=7
где Кр – количество групп передач между валами.
Для цепи без перебора: Кв=4+1=5
Определим диапазон регулирования частот вращения шпинделя:
D
p
=
n
n
max
,
(6)
min
где nmax – максимальная частота вращения шпинделя (для станка 16К20 nmax=1600
мин-1); nmin – минимальная частота вращения шпинделя (для станка 16К20 nmin=12,5
мин-1).
Определим знаменатель геометрического ряда φ для станка 16К20:
ϕ=K
n−1
D
P
= 21 128 = 1,26
(7)
Сравниваем полученное значение φ со стандартными значениями (8):
φ=1,06; 1,12; 1,26; 1,41; 1,58; 1,78; 2,0
(8)
4
1.2 Пример настройки цепи главного движения на максимальную частоту вращения шпинделя.
Для настройки цепи главного движения необходимо записать уравнение кинематического баланса [1.3.4]
'
nведом.зв. = 1000 × V ;
=
(9)
U общ.ц.гл.дв.
nведущ.зв. π × d × nвед.зв.
'
где U общ.ц.гл.д – общее передаточное число цепи главного движения; nведом.зв. частота вращение ведомого звена (шпинделя); nведущ.зв. – частота вращения ведущего
звена (электродвигателя); V – скорость резания, м/мин; d – диаметр обрабатываемой
поверхности, мм.
Исходя из условия необходимо настроить цепь главного движения на максимальную частоту вращения шпинделя (согласно Приложения 1, nmax=1600 мин-1).
Частота вращения ведущего звена (вала электродвигателя) берется из кинематической схемы станка (рис.2) и равна 1460 мин-1.Тогда:
'
U
общ.ц . гл.дв.
=
1600
= 1,0958 ≈ 1,096
1460
(10)
Общее передаточное отношение состоит из постоянных и переменных передаточных отношений. Поэтому можно записать:
U
'
'
const
×U пер = 1,096 × 0,985 = 1,0745
(11)
'
где U'const – произведение передаточных чисел постоянных передач; U пер –
произведение переменных передаточных чисел в цепи главного движения; 0,85 –
КПД зубчатых передач (η=0,985) [1].
В цепи главного движения к постоянным передачам относится ременная передача (140/268). Тогда:
U
'
общ
21 / 55
51 / 39
60 / 48
140
=
×
× 29 / 47 ×
;
30 / 60
268 56 / 34
38 / 38
(12)
Для обеспечения равенства (баланса) уравнения (10) необходимо в уравнении
(12) выбрать такие передачи, которые в произведении с U'const дали бы значение правой части в уравнении (11).
Для этого необходимо выбрать максимальные значения передаточных отношении чисел из набора переменных передач в уравнении (12).
140 56 38 60
× × ×
= 0,522 × 1,647 × 1,25 = 1,0746
268 34 38 48
5
Рисунок 2. Кинематическая схема токарно-винторезного станка мод.16К20 [1]
6
Таким образом, для получения максимальной частоты вращения шпинделя
(n=1600 мин-1) необходимо включить следующие передачи в цепи главного движения:
1460 ×
140 56 38 60
-1
× × ×
= 1570,12 ≈ 1600 мин
268 34 38 48
При диаметре обрабатываемой заготовки d=50 мм и n=1600мин-1,скорость резания составит:
π × d × n π × 50 × 1600
V=
=
= 251 м/мин
(13)
1000
1000
При заданной скорости и диаметре обрабатываемой заготовки настройку цепи
главного движения ведут по уравнению (9).
Требования к оформлению отчета.
1. Отчет оформляется в соответствии с требованиями стандартов к техническим отчетам.
2. В отчете необходимо привести требуемые расчеты и полные ответы на вопросы
вариантов задания.
3. Изложить выводы и дать анализ полученных результатов.
Контрольные задания и вопросы
1. Цель и содержание методики анализа кинематических цепей металлорежущих
станков.
2. Какое движение резания при точении называется главным?
3. Что такое формула кинематических связей?
4. Что такое уравнение кинематического баланса цепи главного движения?
5. Чему равно общее передаточное число кинематической цепи скоростей?
6. Привести формулу определения диапазона регулирования частот вращения
шпинделя.
7. Как определяется число ступеней частот вращения шпинделя?
8. Как определяется знаменатель геометрического ряда частот вращения шпинделя
φ?
9. Какова последовательность настройки кинематической цепи скоростей токарного
станка?
7
Литература
1. Ящерицын П.И., Ефремов В.Д. Металлорежущие станки. Учебник для вузов. –
Мн.: БАТУ – 2001 – 446 с.
2. Некрасов С.С. Обработка материалов резанием. – М. Агропромиздат.,
1988 – 336 с.
3. Ефремов В.Д. , Акулович Л.М. Методика анализа и настройки кинематических
цепей металлорежущих станков. – Мн.: БГАТУ – 2003 – 37 с.
4. Ефремов В.Д., Иванов И.А., Моисеенко П.В. Анализ и настройка кинематических
цепей токарно-винторезного станка мод. 16К20. Мн.: БАТУ, 1997 – 29с.
Приложение 1
Техническая характеристика коробки скоростей
токарно-винторезного станка мод. 16К20.
1. Наибольший диаметр заготовки над станиной, мм – 400;
2. Высота центров, мм – 200;
3. Наибольший диаметр заготовки, проходящий через отверстие шпинделя, мм -50;
4. Частоты вращения шпинделя, мин-1 – 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80; 100; 125;
160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800; 1000; 1250; 1600.
Приложение 2
Задание
Вариант 1
1. Написать формулу кинематических связей цепи скоростей при прямом вращении шпинделя. Определить число ступеней частот вращения шпинделя.
2. Настроить коробку скоростей для получения скорости резания V=70 м/мин
при диаметре обрабатываемой заготовки d=120 мм.
Вариант 2
1. Написать формулу кинематических связей цепи скоростей при прямом вращении шпинделя. Определить диапазон регулирования частот вращения шпинделя.
2. Настроить коробку скоростей для получения скорости резания V=40 м/мин
при диаметре обрабатываемой заготовки d=120 мм.
Вариант 3
1. Записать формулу кинематических связей при обратном вращении шпинделя.
Определить число ступеней частот вращения шпинделя.
2. Настроить коробку скоростей для получения скорости резания V=100 м/мин
при диаметре обрабатываемой заготовки d=60 мм.
Вариант 4
1. Записать уравнение кинематических связей при прямом вращении шпинделя.
Определить и записать её структурную формулу и число ступеней частот вращения
шпинделя
8
2. Настроить коробку скоростей на частоту вращения шпинделя n=80мин-1. Определить скорость вращения шпинделя.
Вариант 5
1. Записать уравнение кинематического баланса цепи скоростей при обратном
вращении шпинделя. Определить структурную формулу и число ступеней частот
вращения шпинделя.
2. Настроить коробку скоростей для получения скорости резания V=20 м/мин,
при диаметре заготовки d=90 мм.
Вариант 6
1. Записать уравнение кинематического баланса для цепи скоростей при прямом
вращении шпинделя. Определить цепь, обеспечивающую максимальную частоту
вращения шпинделя и диапазон частот вращения шпинделя.
2. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания
V=125 м/мин при диаметре заготовки d=70 мм.
Вариант 7
1. Записать уравнение кинематического баланса для цепи скоростей при прямом
вращении шпинделя и без перебора. Определить цепь, обеспечивающую величину
минимальной частоты и диапазон частот вращения шпинделя.
2. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания
V=45 м/мин при диаметре заготовки d=200 мм.
Вариант 8
1. Записать уравнение кинематического баланса для цепи скоростей при обратном вращении шпинделя и с перебором. Определить число ступеней частот вращения шпинделя.
2. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания
V=160 м/мин при диаметре заготовки d=55 мм.
Вариант 9
1. Записать формулу кинематических связей при прямом вращении шпинделя.
Определить число ступеней частот вращения шпинделя.
2. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания
V=50 м/мин при диаметре заготовки d=65 мм.
Вариант 10
1. Записать формулу кинематических связей цепи скоростей при прямом вращении шпинделя и с перебором. Определить число ступеней частот вращения шпинделя.
2. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания
V=28 м/мин при диаметре заготовки d=30 мм.
9
Вариант 11
1. Записать формулу кинематических связей цепи скоростей при прямом вращении шпинделя без перебора. Определить диапазон регулирования частоты вращения
шпинделя.
2. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания
V=110 м/мин при диаметре заготовки d=75 мм.
Вариант 12
1. Записать формулу кинематических связей цепи скоростей при обратном вращении шпинделя. Определить число ступеней частот вращения шпинделя.
2. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания
V=80 м/мин при диаметре заготовки d=48 мм.
Вариант 13
1. Записать уравнение кинематического баланса цепи скоростей при прямом
вращении шпинделя и без перебора. Определить число ступеней частот вращения
шпинделя.
2. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания
V=70 м/мин при диаметре заготовки d=90 мм.
Вариант 14
1. Записать уравнение кинематического баланса цепи скоростей при обратном
вращении шпиндели с перебором. Определить число ступеней частот вращения
шпинделя.
2. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания
V=115 м/мин при диаметре заготовки d=25 мм.
Вариант 15
1. Записать уравнение кинематического баланса цепи скоростей при прямом
вращении шпинделя и без перебора. Определить диапазон регулирования частот
вращения шпинделя и знаменатель геометрического ряда φ.
2. Настроить коробку скоростей для получения скорости резания V=55 м/мин
при d=85 мм.
Вариант 16
1. Записать уравнение кинематической цепи скоростей при прямом вращении
шпинделя и без перебора. Определить диапазон регулирования частот вращения
шпинделя.
2. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания
V=150 м/мин при диаметре заготовки d=58 мм.
Вариант 17
1. Записать уравнение кинематической цепи скоростей при обратном вращении
шпинделя и с перебором. Определить число ступеней частот вращения шпинделя.
2. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания
V=105 м/мин при диаметре заготовки d=46 мм.
10
Вариант 18
1. Записать формулу кинематических связей цепи скоростей при прямом вращении шпинделя. Определить число ступеней частот вращения шпинделя и диапазон
регулирования.
2. Настроить коробку скоростей для получения скорости резания V=90 м/мин
при d=120 мм.
Вариант 19
1. Записать формулу кинематических связей цепи скоростей при обратном вращении шпинделя и без перебора. Определить число частот вращения шпинделя и
знаменатель геометрического ряда φ.
2. Настроить коробку скоростей для получения скорости резания V=65 м/мин
при d=80 мм.
Вариант 20
1. Записать формулу кинематических связей цепи скоростей при прямом вращении шпинделя и без перебора. Определить число ступеней частот вращения шпинделя и диапазон регулирования частот вращения шпинделя.
2. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания
V=45 м/мин при диаметре заготовки d=68 мм.
Вариант 21
1. Записать формулу кинематических связей цепи скоростей при обратном вращении шпинделя. Определить диапазон регулирования частот вращения и знаменатель геометрического ряда φ.
2. Произвести настройку коробки скоростей на частоту вращения n=630 мин-1.
Определить количество валов в коробке скоростей станка 16К20.
Вариант 22
1. Записать формулу кинематических связей цепи скоростей при обратном вращении шпинделя и без перебора. Определить число частот вращения шпинделя и
количество валов.
2. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания
V=125 м/мин при диаметре заготовки d=55 мм.
Вариант 23
1. Записать уравнение кинематического баланса цепи скоростей при прямом
вращении шпинделя. Определить число частот вращения шпинделя.
2. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания
V=142 м/мин при диаметре заготовки d=38 мм.
Вариант 24
1. Записать уравнение кинематических связей цепи скоростей при обратном
вращении шпинделя и с перебором. Определить число ступеней частот вращения
шпинделя и диапазон регулирования.
11
2. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания
V=115 м/мин при диаметре заготовки d=35 мм.
Вариант 25
1. Записать уравнение кинематического баланса цепи скоростей при прямом
вращении шпинделя. Определить диапазон частот вращения шпинделя и знаменатель геометрического ряда φ.
2. Произвести настройку коробки скоростей для получения частоты вращения
n=800 мин-1.
Вариант 26
1. Записать уравнение кинематических связей цепи скоростей при прямом вращении шпинделя и без перебора. Определить число валов коробки скоростей для
указанной цепи.
2. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания
V=200 м/мин при диаметре заготовки d=40 мм.
Вариант 27
1. Записать уравнение кинематических связей цепи скоростей при обратном
вращении шпинделя и с перебором. Определить число ступеней частот вращения
шпинделя и количество валов для указанной цепи.
2. Произвести настройку коробки скоростей для получения частоты вращения
n=1000 мин-1.
Вариант 28
1. Записать формулу кинематических связей цепи скоростей при прямом вращении шпинделя и без перебора. Определить число ступеней вращения и число валов
для указанной цепи.
2. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания
V=115м/мин при диаметре заготовки d=125 мм.
Вариант 29
1. Написать формулу кинематических связей цепи скоростей при обратном вращении шпинделя и с перебором. Определить число ступеней частот вращения
шпинделя и диапазон регулирования станка 16К20.
2. Произвести настройку коробки скоростей для получения скорости резания
V=72 м/мин при диаметре заготовки d=45 мм.
Вариант 30
1. Записать формулу кинематических связей цепи скоростей при прямом вращении шпинделя и с перебором. Составить структурную формулу и определить число
ступеней частот вращения шпинделя.
2. Произвести настройку коробки скоростей на частоту вращения шпинделя
n=1250 мин-1.
12
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
213
Размер файла
568 Кб
Теги
анализа, винторезного, кинематическое, 16к20, часть, станка, токарно, модель, настройка, цепей
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа