Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní Katedra konstruování strojů
Podklady pro: KKS/ KOS str. 0/33
Katedra konstruování strojů Fakulta strojní
KKS/ KVS, KOS
Vedení kluzná - příklady
Zdeněk Hudec
verze - 1.0 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní Katedra konstruování strojů
Podklady pro: KKS/ KOS
Hledáte kvalitní studium? Nabízíme vám jej na Katedře konstruování strojů Katedra konstruování strojů je jednou ze šesti kateder Fakulty strojní na Západočeské univerzitě v Plzni a patří na fakultě k největším. Fakulta strojní je moderní otevřenou vzdělávací institucí uznávanou i v oblasti vědy a výzkumu uplatňovaného v praxi. Katedra konstruování strojů disponuje moderně vybavenými laboratořemi s počítačovou technikou, na které jsou např. studentům pro studijní účely neomezeně k dispozici nové verze předních CAD (Pro/Engineer, Catia, NX ) a CAE (MSC Marc, Ansys) systémů. Laboratoře katedry jsou ve všední dny studentům plně k dispozici např. pro práci na semestrálních, bakalářských či diplomových pracích, i na dalších projektech v rámci univerzity apod. Kvalita výuky na katedře je úzce propojena s celouniverzitním systémem hodnocení kvality výuky, na kterém se průběžně, zejména po absolvování jednotlivých semestrů, podílejí všichni studenti. V současné době probíhá na katedře konstruování strojů významná komplexní inovace výuky, v rámci které mj. vznikají i nové kvalitní učební materiály, které budou v nadcházejících letech využívány pro podporu výuky. Jeden z výsledků této snahy máte nyní ve svých rukou. V rámci výuky i mimo ni mají studenti možnost zapojit se na katedře také do spolupráce s předními strojírenskými podniky v plzeňském regionu i mimo něj. Řada studentů rovněž vyjíždí na studijní stáže a praxe do zahraničí. Nabídka studia na katedře konstruování strojů: Bakalářské studium (3roky, titul Bc.) Studijní program Zaměření
B2301: strojní inženýrství („zaměřený univerzitně“)
B2341: strojírenství (zaměřený „profesně“)
Stavba výrobních strojů a Design průmyslové techniky zařízení Diagnostika a servis silničních vozidel Dopravní a manipulační Servis zdravotnické techniky technika Magisterské studium (2roky, titul Ing.)
Studijní program
N2301: Strojní inženýrství
Zaměření
Stavba výrobních strojů a zařízení Dopravní a manipulační technika
Více informací naleznete na webech www.kks.zcu.cz a www.fst.zcu.cz
Západočeská univerzita v Plzni, 2012
ISBN 978-80-261-0394-3 © doc. Ing. Zdeněk Hudec, CSc.
Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní Katedra konstruování strojů
Podklady pro: KKS/ KOS
Předmluva Předkládaná publikace slouží jako text pro studium předmětů KVS a KOS strojní fakulty. Je zaměřena na konstrukci kluzných vedení obráběcích strojů. Text je členěn na 4 kapitoly: • V první kapitole jsou porovnány provozní vlastnosti kluzného vedení s vedením valivým a hydrostatickým • Druhá kapitola se zabývá účinností a samosvorností vedení • Třetí kapitola se zabývá výpočtem kluzného vedení s hranolovými plochami. Výpočet zahrnuje transformaci sil do souřadnic vedení a stanovení měrných tlaků • Čtvrtá kapitola se zabývá výpočtem kluzného vedení kruhového tvaru. Zahrnuje výpočet měrných tlaků a třecích sil ve vedení.
Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní Katedra konstruování strojů
Podklady pro: KKS/ KOS
OBSAH 1 Porovnání provozních vlastností kluzného vedení s vedením hydrostatickým a valivým.................................................................................................................................. 1 2 Účinnost a samosvornost vedení ......................................................................................... 2 3 Výpočet vedení s hranolovými plochami ........................................................................... 4 3.1 Transformace sil do soustavy souřadnic vedení ...................................................... 4 3.2 Zatížení jednotlivých párů vedení ............................................................................ 8 3.3 Měrné tlaky ve vedení zatíženého silou F a momentem M ..................................... 9 3.3.1 Pár vodicích ploch s rozdílnou šířkou b1, b2 ....................................................... 9 3.3.1.1 Zatížení obou ploch vedení b1 a b2 ................................................................ 10 Zatížení M>0, F>0, F<0 ................................................................................................... 10 Zatížení M<0, F>0, F<0 ................................................................................................... 13 Zatížení F=0, M>0, M<0 .................................................................................................. 14 Zatížení F=0, M>0............................................................................................................ 14 Zatížení F=0, M<0............................................................................................................ 14 3.3.1.2 Zatížení jedné z ploch vedení (b1 nebo b2) .................................................... 15 Zatížení F>0, M>0, M<0 .................................................................................................. 15 Zatížení F<0, M>0, M<0 .................................................................................................. 15 3.3.2 Pár vodicích ploch se shodnou šířkou b ............................................................. 16 4 Výpočet vedení kruhového tvaru ..................................................................................... 23 4.1 Měrné tlaky ve vedení ............................................................................................ 24 4.2 Třecí síla ve vedení ................................................................................................ 25 SEZNAMY......................................................................................................................... 2 Seznam příkladů ................................................................................................................. 2 Seznam obrázků ................................................................................................................. 2 Seznam tabulek .................................................................................................................. 2 Seznam použité literatury ................................................................................................... 2 Firemní literatura (katalogy, www.) ................................................................................... 2
Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní Katedra konstruování strojů
1
Podklady pro: KKS/ KOS str.1/28
Porovnání provozních vlastností kluzného vedení s vedením hydrostatickým a valivým Tab. 1 – Provozní vlastnosti materiálů používaných pro kluznou dvojici.
Kratší plocha
litina Biplast, Turcite Permaglide® P1, P2 [ 2]
Bronz Ocel kalená
Delší plocha
ocel, litina litina, ocel kalená ocel kalená litina, ocel kalená ocel kalená
Únosnost plochy (dovolený tlak při pohybu) pD MPa
Max. rychlost v
Součinitel pv
Součinitel tření
m/s
W/mm2
-
10
0,05
0,15
2
0,2
0,04-0,08
60-140 10-60
0,0010,005 0,005-0,05
6
0,05
0,15
20 - 40
0,05
0,15
1,8-2
0,05
Příklady užití
Pinoly, smykadla Saně lože Axiální a radiální ložiska, přímočará vedení Příčné saně soustruhu Čelisti upínací
Tab. 2 – Součinitel tření a únosnost valivého a hydrostatického vedení Statická bezpečnost C S0 = 0 P0
Vedení
Valivé
Hydrostatické
Tanky, předepnutá valivá vedení
3 - 20
Únosnost plochy
Max. Součinitel rychlost tření v
Příklady užití
MPa
m/s
-
8-10
1-5
0,002 – 0,0045
Pinoly, smykadla, saně -lože
3
0,0005 – 0,001
Pinoly, smykadla, saně -lože
2 - 10
Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní Katedra konstruování strojů
2
Podklady pro: KKS/ KOS str.2/33
Účinnost a samosvornost vedení
Obr. 1 – Účinnost a samosvornost vedení L [m] …………... délka vedení b [m] …………... šířka vedení fv = tgφ ……….... součinitel tření φ ………….….… úhel tření Fs [N] ………..… hnací síla F [N] ……..….… zatěžující síla as …………….… vzdálenost hnací síly od vedení aF …………….… vzdálenost zatížení od vedení ∆s ……...………. vzdálenost sil FVT [N] ……........ třecí síla ve vedení FN [N] ………….. normálná složka reakce vedení η ………………... účinnost vedení a0 ……………..… mez samosvornosti vedení F + 2 FVT − Fs = 0 ………………………….……………….…………. ( 1 ) FVT = FN ∗ f v ………………………………………………….………. ( 2 ) Fs ∗ ∆ s − FVT ∗ 2a F − FN ∗ L = 0 …………....……………….………… ( 3 ) Fs ∗ η = F ……………………………………………….…….………. ( 4 ) L = 2a 0 ∗ tgϕ Z tohoto vztahu následně vyplývá:
Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní Katedra konstruování strojů a0 =
Podklady pro: KKS/ KOS str.3/33
L L ……………………………………….......….……. ( 5 ) = 2tgϕ 2 ∗ f v
Z těchto vztahů se poté stanoví účinnost vedení:
L + aF − ∆ s 2 ∗ fv a + aF − ∆ s η= = 0 ……………….……………….. ( 6 ) L a0 + a F + aF 2 ∗ fv Po dosazení aF – ∆s = -as: a − as η= 0 a0 + a F Vedení je samosvorné, pokud η ≤ 0 - tj. pro a s ≥ a 0 . Pozn.: Celková účinnost vedení závisí taktéž na dalších parametrech (klopné momenty), které jsou v předchozích výrazech zanedbány (viz kap. 3).
Př.: 1 – Účinnost vedení upínací čelisti Dáno: Délka vedení Šířka vedení Součinitel tření Vzdálenost hnací síly od zatížení Vzdálenost zatížení od vedení Zatížení Stanovit: mez samosvornosti vedení účinnost vedení hnací sílu
Obr. 2 – Vedení upínací čelisti.
L = 200 mm b = 15 mm fv = 0,2 ∆s= 125 mm aF = 110 mm F = 150 kN
Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní Katedra konstruování strojů a0 =
Podklady pro: KKS/ KOS str.4/33
L L = 2tgϕ 2 ∗ f v ……………....…… ( 5 )
Ze vztahu L + aF − ∆ s a + aF − ∆ s 2 ∗ fv = 0 η= …………… ( 6 ) a z Fs ∗ η = F ………… ( 4 ) L a0 + a F + aF 2 ∗ fv a0 = 0,5 m η = 0,795 Fs = 188 kN
3
Výpočet vedení s hranolovými plochami
3.1
Transformace sil do soustavy souřadnic vedení
Obr. 3 – Vedení smýkadla - transformace sil Transformace sil působících na těleso do počátku souřadnic spoje (X, Y, Z) se provádí pro i = 1, 2…n takto: • určením vektoru polohy sil
•
ri = x i
yi
rS = x S
0 z S …………………………………………………….. ( 8 )
z i ……………………………………………………. ( 7 )
určením vektorů sil vnější síly Fi = Fxi
Fyi
hnací síla
Fzi ………………………………….………..……. ( 9 )
Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní Katedra konstruování strojů Fs = 0
− ∑ Fyi
Podklady pro: KKS/ KOS str.5/33
0 ………………………………………………… ( 10 )
ηv
Kde ηv je odhad účinnosti vedení.
Tab. 3 – Celková účinnost vedení Účinnost vedení ηv 0,5 0,3
Typ vedení hranolové plochy trojboké plochy
•
Pozn. Rybinovité vedení
určením vektorů momentu v počátku souřadnic spoje (X, Y, Z):
Mi = ri x Fi …………………………………………………….…..….. ( 11 ) MS = rS xFS …………………………………………………..……….. ( 12 ) Výpočet se provádí takto:
Mi = M i x
Miy
M iz …………………………………….....…….….. ( 13 ) yi
zi
Fyi
Fzi
Miy = determinant
zi Fzi
xi ………………………………………..….. ( 15 ) Fxi
Miz = determinant
xi Fxi
yi ………………………………..………….. ( 16 ) Fyi
Mix = determinant
MS = M S x
M Sy
MSx = determinant MSy = determinant MSz = determinant •
……………………..……………….……. ( 14 )
M Sz ………………………………………..……… ( 17 )
0
zS
FS
0
zS
xS
0
0
xS
0
0
FS
……………………………….………….... ( 18 )
……………………………...…………..…. ( 19 )
………………………..………………..…. ( 20 )
stanovením celkových vektorů sil a momentů v počátku souřadnic spoje (X, Y, Z): n
Fc = FS + ∑ Fi……………………………………………………….. ( 21 ) 1 n
Mc = M S + ∑ Mi …………………………………………………….. ( 22 ) 1
Př.: 2 – Transformace sil do souřadné soustavy vedení smykadla Dáno: Počáteční vyložení osy nástroje na okraj vedení Poloha těžiště fréz. zařízení Poloha těžiště vřeteníku
a1 = 245 mm a2 = 700 mm a3 = 60 mm
Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní Katedra konstruování strojů
Podklady pro: KKS/ KOS str.6/33
Tíha vřeteníku Tíha fréz. zařízení Délka vedení Max. zdvih vřeteníku Síly na fréze: • Obvodová • Radiální • Axiální Průměr frézy
FQ1 = 1 600 N FQ2 = 1 000 N L= 450 mm ∆y =-300 mm F = 3 300 N FR =2 600 N FAx =2 000 N D = 125 mm x1= -0,5 D = -62,5 mm z1 =-170 mm zS =-30 mm ηv = 0,5
Souřadnice
Účinnost vedení Obr. 3 – Vedení smýkadla - transformace sil Stanovit: vektor síly a momentu v počátku souřadnic Z Obr. 3 jsou zřejmé souřadnice ve směru Y pro max. výsuv smykadla: počáteční hodnoty L y 01 = − + a1 2 y 02 = ( y 01 + a 2 ) y 03 = ( y 01 + a 3 )
y 01 = -470 mm y 02 = 230 mm y 03 = -410 mm při max. výsuvu smykadla y i = y 0 i + ∆y
y1 = -770 mm y 2 = -70 mm y 3 = -710 mm Dle ri = xi y i r = xS 0 S
= Fxi Fyi Fi se stanoví:
z i ………………………….………..…………. ( 7 ) z S ……………………………………………… ( 8 ) Fzi
…………………………………………… ( 9 )
Vektor polohy síly r1 a síly F1 dle Obr. 3: Složka x y -62,5 -770 r1 2,64 -3,3 F1 Vektor polohy síly r2 a síly F2 = 0 0 − FQ 1 dle Obr. 3:
z -170 1,98
Mm kN
Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní Katedra konstruování strojů Složka r2 F2
x 0 0
Podklady pro: KKS/ KOS str.7/33
y -70 0
z 0 -1,6
Mm kN
z 0 -1
Mm kN
Vektor polohy síly r3 a síly F3 = 0 0 − FQ 2 dle Obr. 3: Složka r3 F3
x 0 0
y -710 0
Vektor polohy síly rS a síly FS = 0 FS 0
− ∑ Fyi
0
ηv
FS =
0 dle Obr. 3 a vztahu:
………………………………….….. ( 10 ):
Složka rS FS
x 0 0
y 0 6,6
z -30 0
Mm kN
Pro i = 1…3 pomocí vztahů: yi zi F Fzi Mix = determinant yi ……………...……………… ( 14 ) zi xi M = determinant Fzi Fxi ……………….…….……….. ( 15 ) iy
Miz = determinant Obdobně: MS = M S x
M Sy
yi
Fxi
F yi
……………….….….……….. ( 16 )
M Sz …………………………………… ( 17 )
MSx = determinant MSy = determinant MSz = determinant se stanoví: Složka M1 M2 M3 MS
xi
0
zS
FS zS
0 xS
0 xS
0 0
0
FS
…………………….…………. ( 18 ) ………………………….……. ( 19 ) ………………………………. ( 20 )
x -2 086 112 710 198
y -325 0 0 0
z 2 239 0 0 0
Dále dle vztahů bude stanoveno: n
Fc = FS + ∑ Fi ………………………………..……… ( 21 ) 1 n
Mc = M S + ∑ Mi ……………………………..……… ( 22 ) 1
Složka
x
y
z
Nm Nm Nm Nm
Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní Katedra konstruování strojů 2,64 -1 066
Fc Mc 3.2
3,3 -325
Podklady pro: KKS/ KOS str.8/33 -0,62 2 239
kN Nm
Zatížení jednotlivých párů vedení
Obr. 4 – Vedení s hranolovými plochami Vedení se vyznačuje třemi páry vodicích ploch (A1-A2, B1-B2, C1-C2). Každý pár je zatížen momentem a silou, které se odvodí z vektoru síly a momentu působících v počátku soustavy souřadnic. Soustava souřadnic se umístí do os souměrnosti párů vodicích ploch. Zatížení párů vodicích ploch se stanoví z těchto vztahů: FA =
Fz M y − ………………………………………………….....………. ( 23 ) 2 Lx
FB =
Fz M y + ………………………………………...…………..………. ( 24 ) 2 Lx
Fc = Fx........................................................................................................... ( 25 ) Kde je vzdálenost vedení A – B:
Lx = B −
b1 + b2 ……………………………………….………………….. ( 26 ) 2
MA = MB =
Mx …………………………………….……………..……… ( 27 ) 2
M C = M z ………………………………………………….………………. ( 28 ) Př.: 3 – Zatížení páru vodicích ploch Dáno: Zatížení saní v počátku souřadné soustavy Složky x y 2,64 -3,3 Fc
z -0,62
kN
Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní Katedra konstruování strojů -1 066
Mc
-325
Podklady pro: KKS/ KOS str.9/33 2 239
Šířka vedení páru A a B: • spodní vodicí plocha • horní vodicí plocha Šířka vedení páru C: Celková šířka vedení A, B: Délka vedení A, B, C: Obr. 4 – Vedení s hranolovými plochami
Nm
b1 = 33 mm b2 = 22 mm b3 = 75 mm B = 215 mm L = 450 mm
Stanovit: zatížení párů vodicích ploch Ze vztahů FA =
Fz M y − ………………………………………………….....………. ( 23 ), 2 Lx
Fz M y + ………………………………………...…………..………. ( 24 ), 2 Lx M b +b Lx = B − 1 2 MA = MB = x 2 2 …. ( 27 ), Fc = Fx ……………. ( 25 ), ………. ( 26 ), M C = M z ……………….. ( 28 ) se stanoví:
FB =
FA = -2 044 N FB= 1 424 N FC = 2 640 N MA = MB = -533 Nm MC = 2 239 Nm 3.3 Měrné tlaky ve vedení zatíženého silou F a momentem M Maximální hodnota měrného tlaku ve vedení je rozhodující veličinou pro bezporuchovou funkci kluzného vedení – určuje opotřebení a tím dlouhodobou přesnost a bezpečnost proti zadření. Výpočet je založen na těchto předpokladech: • vůle ve vedení jsou nulové • tuhost vedení je podstatně vyšší než tuhost stykových vrstev Postup výpočtu přizpůsoben těmto výstupům (viz Obr. 5, Obr. 6, Obr. 7, Obr. 8): • Na plochách A1, B1, C1 jsou tlaky označeny záporným znaménkem • Na plochách A2, B2, C2 jsou tlaky označeny kladným znaménkem To umožňuje přiřadit tlaky k jednotlivým plochám a stanovit vektor reakce nepohyblivé části vedení (lože) včetně jeho působiště působící na saně. Tato síla pak určuje radiální zatížení částí vedení saní např. vodicích lišt, dále třecí sílu ve vedení. 3.3.1 Pár vodicích ploch s rozdílnou šířkou b1, b2 Rozdělení měrných tlaků na jednotlivé vodicí plochy závisí na vztahu:
µ=
M ………………………………………………………………… ( 29 ) F∗L
Kde je: M ……... klopný moment
Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní Katedra konstruování strojů
Podklady pro: KKS/ KOS str.10/33
F ……… síla L …….... délka vedení
Obr. 5 – Pár vodicích ploch s rozdílnou šířkou
Obr. 6 – Zatížení obou vodicích ploch
Obr. 7 – Zatížení jedné z vodicích ploch 3.3.1.1 Zatížení obou ploch vedení b1 a b2 Podmínkou pro zatížení obou ploch je: M 1 > ……………………………………………………………..…….. ( 30 ) F ∗L 6 M µ= F ∗ L ……. ( 29 ). M > 0, M < 0, F ≥ 0, F < 0 ….definiční obor funkce Zatížení M>0, F>0, F<0 Dle Obr. 6 lze stanovit pro tyto podmínky: • Vzdálenost reakcí od počátku souřadnic
Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní Katedra konstruování strojů
Podklady pro: KKS/ KOS str.11/33
yK =
L y p 3L − 2 y p − = …………………………………………….…….. ( 31 ) 2 3 6
yL =
L L − yp L + 2yp − = ………………………………………………. ( 32 ) 2 3 6
•
Reakce vodicích ploch
FK =
1 p K ∗ b2 ∗ y p ……………………………………………….………. ( 33 ) 2
FL =
1 p L ∗ b1 ∗ (L − y p ) ………………………………….……………….. ( 34 ) 2
•
Podmínky rovnováhy
F − FK + FL = 0 ……………………………………………..…………….. ( 35 ) M = FK ∗ y K + FL ∗ y L ……………………………………….……………. ( 36 ) •
Poměr tlaků na plochách
pL L − y p ……………………………………………………...……….. ( 37 ) = pK yp • Dosazením do F − FK + FL = 0 ………………..…….. ( 35 ) se stanoví: (L − y p )2 b2 b2 2F ( ) y p − pL L − y p = pK y p − pK = pK b1 b1 b1 yp
b 2F 2 2 y p = p K ( 2 y p − (L − y p ) ) ………………………………………….. ( 38 ) b1 b1 Dosazením do M = FK ∗ y K + FL ∗ y L …………………..….. ( 36 ):
(L − y p ) (L + 2 y p ) b b 12 M = p K 2 y p (3L − 2 y p ) + p L (L − y p )(L + 2 y p ) = p K 2 y p (3L − 2 y p ) + p K b1 b1 b1 yp 2
b 12M 2 2 y p = p K 2 y p (3L − 2 y p ) + (L − y p ) (L + 2 y p ) …………………….. ( 39 ) b1 b1
Do tohoto výrazu se poté dosadí za pK b 2F 2 2 y p = p K ( 2 y p − (L − y p ) ) b b 1 ze vztahu 1 ……………….. ( 38 ) b2 2 2 y p (3L − 2 y p ) + (L − y p ) (L + 2 y p ) b 12 M 2F yp = yp 1 b2 2 b1 b1 2 y P − (L − y p ) b1
Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní Katedra konstruování strojů
Podklady pro: KKS/ KOS str.12/33
b2 2 2 y p (3L − 2 y p ) + (L − y p ) (L + 2 y p ) 6 M b1 …………………………….. ( 40 ) = b2 2 F 2 y P − (L − y p ) b1
Po dosazení
β=
µ=
M F ∗ L …………………………………... ( 29 ) a
b2 …………………………………………………..………………… ( 41 ) b1
6 µ ∗ L ∗ β ∗ y p − 6 µ ∗ L(L − y p ) − β ∗ y p (3L − 2 y p ) − (L − y p ) (L + 2 y p ) = 0 2
2
(
2
2
)
(
6 µ ∗ L ∗ β ∗ y p − 6 µ ∗ L L2 − 2 Ly p + y p − β ∗ y p (3L − 2 y p ) − L2 − 2 Ly p + y p 2
2
2
6µ ∗ L ∗ β ∗ y p − 6µ ∗ L3 + 12µ ∗ L2 ∗ y p − 6µ ∗ L ∗ y p − 3β ∗ L ∗ y p + 2 β ∗ y p 2
2
2
2
)(L + 2 y ) = 0 p
3
− L3 + 2 L2 ∗ y p − L ∗ y p − 2 L2 ∗ y p + 4 L ∗ y p − 2 y p = 0 2
2
3
Úprava rovnice 3. stupně: 3 2(β − 1) y p + + 6 µ ∗ L ∗ β ∗ y p − 6 µ ∗ L ∗ y p − 3β ∗ L ∗ y p + 3 L ∗ y p 2
2
2
2
+ 12µ ∗ L2 ∗ y p + − 6 µ ∗ L3 − L3 = 0 na tvar: 2(β − 1) y p + 3L(β − 1)(2 µ − 1) y p + 12 µ ∗ L2 ∗ y p − L3 (6 µ + 1) = 0 / 3
2
1 L3
při zavedení vztahu:
ξ=
yp L
……………………………………………………….…….…..….. ( 42 )
2(β − 1)ξ 3 + 3(β − 1)(2 µ − 1)ξ 2 + 12µ ∗ ξ − (6µ + 1) = 0 …………..….….…. ( 43 ) Součinitelé rovnice 3. stupně jsou poté: a 0 = 2(β − 1) ………………………………………………………………. ( 44 )
a1 = 3(β − 1)(2µ − 1) …………………………………………..…………… ( 45 ) a 2 = 12µ ……………………………………………………….….………. ( 46 ) a 3 = −(6 µ + 1) …………………………………………………….……….. ( 47 ) Rovnici lze řešit procedurou programu MATHCAD [ 1 ] nebo MATLAB. Maximální měrný tlak v místě K se stanoví ze vztahu b 12M 2 2 y p = p K 2 y p (3L − 2 y p ) + (L − y p ) (L + 2 y p ) b1 b1 …………….. ( 39 ) yp yp 1 …… ( 42 ) ξ = ……….. ( 42 ): , který se upraví násobením 3 a užitím výrazu ξ = L L L
Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní Katedra konstruování strojů
[
Podklady pro: KKS/ KOS str.13/33
]
12 M ξ = p K β ∗ ξ 2 (3 − 2ξ ) + (1 − ξ )2 (1 + 2ξ ) ……………………………… ( 48 ) b1 L2
Z tohoto vyjádření vyplívá měrný tlak v místě K: pK =
12 M ξ …………………………………. ( 49 ) ∗ 2 2 b1 L βξ (3 − 2ξ ) + (1 − ξ )2 (1 + 2ξ )
pL L − y p = pK yp
Měrný tlak v místě L se stanoví ze vztahu ………………….. ( 37 ) při využití yp ξ= L ……. ( 42 ) a se zahrnutím znaménka vzhledem k pK: vztahu
pL = pK
ξ −1 ………………………………………………………………. ( 50 ) ξ
Třecí odpor ve vedení je dán vztahem:
FT = ( FK + FL ) f v ………………………………………………..…….…... ( 51 ) 1 1 p K ∗ b2 ∗ y p FL = p L ∗ b1 ∗ (L − y p ) 2 2 Kde jsou reakce dle …… ( 33 ) a …. ( 34 ) a fv součinitel tření ve vedení. FK =
Zatížení M<0, F>0, F<0 Při změně smyslu zatěžujícího momentu (tj.pro M<0) se provedou tyto úpravy uvedených vztahů: b β = 2 ……………………. (41 ) se zamění za: b1
β=
b1 ………………….…( 52) a použije se pro výpočet ξ a pK dle vztahů: b2
a 0 = 2(β − 1) …………………………………………………. ( 44 ) a1 = 3(β − 1)(2µ − 1) …………………………….…………… ( 45 )
a 2 = 12µ ………………………………………..……………. ( 46 ) a 3 = −(6 µ + 1) ……………………………………………….. ( 47 )
Dále se provede přiřazení veličin: b1 ← b2 pro 12 M ξ ………………….. ( 49 ) pK = ∗ 2 b1 L βξ 2 (3 − 2ξ ) + (1 − ξ )2 (1 + 2ξ ) 12 M ξ pK = ∗ 2 2 b1 L βξ (3 − 2ξ ) + (1 − ξ )2 (1 + 2ξ ) ………………….. ( 49 ) tj.:
pK =
12 M ξ ……………………….………. ( 53 ) ∗ 2 b2 L βξ 2 (3 − 2ξ ) + (1 − ξ )2 (1 + 2ξ )
Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní Katedra konstruování strojů
Podklady pro: KKS/ KOS str.14/33
1 p L ∗ b1 ∗ (L − y p ) 2 ………………………………….….. ( 34 ) tj.: 1 FL = p L ∗ b2 ∗ (L − y p ) ………………………………….…….………… ( 54 ) 2 FL =
b2 ← b1 pro 1 FK = p K ∗ b2 ∗ y p 2 …………………………………………... ( 33 ) tj.: FK =
1 p K ∗ b1 ∗ y p ………………………………………..……………… ( 55 ) 2
Zatížení F=0, M>0, M<0 V případě, že je F = 0 což představuje zatížení pouhým momentem M a při β ≠ 1 se z rovnic b b 2F 2 2 y p = p K ( 2 y p − (L − y p ) ) β= 2 b1 b1 b1 …… ( 41 ) a ……….. ( 38 ),
ξ=
yp L ……………………………………………..………….. ( 42 ) odvodí:
1 − ξ β = ξ
2
Pro libovolné β se pak stanoví: 1 ξ= ………………………………………………………….…….. ( 56 ) 1+ β
Zatížení F=0, M>0 pK =
ξ 12 M ∗ 2 2 b1 L βξ (3 − 2ξ ) + (1 − ξ )2 (1 + 2ξ )
Měrné tlaky v místech K a L jsou dány vztahy: …… ( 49 ) ξ −1 pL = pK ξ …. ( 50 ) Reakce ve vedeních a třecí odpor: 1 FK = p K ∗ b2 ∗ y p 2 ………………………………….……………. ( 33 ) 1 FL = p L ∗ b1 ∗ (L − y p ) 2 ………………………………………….. ( 34 )
FT = ( FK + FL ) f v
…………………………………………...…… ( 51 )
Zatížení F=0, M<0 Měrný tlak v místě K je dán vztahem: 12 M ξ ……………………… ( 53 ) pK = ∗ 2 2 b2 L βξ (3 − 2ξ ) + (1 − ξ )2 (1 + 2ξ ) Reakce ve vedeních:
Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní Katedra konstruování strojů
Podklady pro: KKS/ KOS str.15/33
1 p L ∗ b2 ∗ (L − y p ) 2 ………………………………..………… ( 54 ) 1 FK = p K ∗ b1 ∗ y p 2 ………………………………………………… ( 55 )
FL =
3.3.1.2 Zatížení jedné z ploch vedení (b1 nebo b2) Podmínkou pro zatížení jedné z ploch je: M 1 ≤ ……………………………………………………………….…. ( 57 ) F ∗L 6 M > 0, M < 0, F > 0, F < 0 ……..definiční obor funkce
µ=
M F ∗ L ….. ( 29 )
Zatížení F>0, M>0, M<0 Měrné tlaky v místech K a L jsou dány vztahy: pK =
F 6M ………………………………………………………. ( 58 ) + 2 L ∗ b2 L ∗ b2
pL =
F 6M ………………………………………………….……. ( 59 ) − 2 L ∗ b2 L ∗ b2
Výsledná reakce tlakového zatížení plochy je pak dána vztahem: FKL = F ………………………………………………………….……..…… ( 60 ) Vzdálenost reakce od počátku souřadnic:
y KL =
MC ……………………………………………………………….…. ( 61 ) FC
Třecí odpor ve vedení je dán vztahem: FT = FKL ∗ f v ……………………………………….……………...……….. ( 62 )
Zatížení F<0, M>0, M<0 Měrné tlaky v místech K a L jsou dány vztahy: pK =
F 6M …………………………………………………….…. ( 63 ) + 2 L ∗ b1 L ∗ b1
pL =
F 6M ……………………………………………………..…. ( 64 ) − 2 L ∗ b1 L ∗ b1
Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní Katedra konstruování strojů
Podklady pro: KKS/ KOS str.16/33
Obr. 8 – Pár vedení s rozdílnými šířkami b1, b2 3.3.2 Pár vodicích ploch se shodnou šířkou b Pro shodné šířky vedení tj. β = 1 se rovnice 2(β − 1)ξ 3 + 3(β − 1)(2 µ − 1)ξ 2 + 12µ ∗ ξ − (6µ + 1) = 0 …………..….….…. ( 43 ) 2(β − 1)ξ 3 2(β − 1)ξ 3 + 12µ ∗ ξ − (6µ + 1) = 0 …….. ( 43 ) změní na tvar: 12 µξ − 6 µ − 1 = 0 tj.: 1 1 …………………………………………………….…….…… ( 65 ) ξ= + 2 12µ 12 M ξ pK = ∗ 2 2 b1 L βξ (3 − 2ξ ) + (1 − ξ )2 (1 + 2ξ ) ….. ( 49 ) a Měrné tlaky se stanoví dosazením do
pL = pK
ξ −1 ξ …………. ( 50 ) při zavedení vztahu b ← b se odvodí: 1
pK =
F 6M ………………………………………………..………. ( 66 ) + 2 L ∗b L ∗b
pL =
F 6M ……………………………………………..…………. ( 67 ) − 2 L ∗b L ∗b
Vodicí plochy C1, C2 jsou zatěžovány vektory síly FC, MC. Tato dvojice je orientována zrcadlově k soustavě FA, MA. Proto je nutné při výpočtu tlaků na těchto plochách předchozí výrazy upravit touto záměnou znamének:
Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní Katedra konstruování strojů
Podklady pro: KKS/ KOS str.17/33
p KC =
FC 6M − 2 C ………………………………………………………. ( 68 ) L ∗b L ∗b
p LC =
FC 6M + 2 C …………………………………………….………… ( 69 ) L ∗b L ∗b
• Zatížení obou ploch je dáno podmínkou: M 1 > F ∗ L 6 ………… ( 30 ) Pro tento stav se stanoví veličina yp (Obr. 8) ze vztahu: yp ξ= L …………………………………………….……….. ( 42 ) nebo jednoduše z pL L − y p = pK yp ………………………………………...…….. ( 37 ) a po úpravě:
yp = L
pK pK + pL
……………………………………………………..…… ( 70 )
Reakce vedení: 1 FK = p K ∗ b2 ∗ y p 2 ………………………………..………. ( 33 ) 1 FL = p L ∗ b1 ∗ (L − y p ) 2 …………………………….…….. ( 34 ) Vzdálenost reakcí od počátku souřadnic dle L y p 3L − 2 y p L L − yp L + 2yp yK = − = yL = − = 2 3 6 2 3 6 ….. ( 31 ), ….. ( 32 ) Třecí odpor ve vedení: FT = ( FK + FL ) f v …………………………………………. ( 51 ) • Zatížení jedné plochy je dáno podmínkou: M 1 ≤ F ∗ L 6 …………………………………………………. ( 57 ) Reakce vedení dle FKL = F ………………………………………………….… ( 60 ) Poloha reakce se stanoví se změnou znaménka ve výrazu M y KL = C FC …………………………………………………... ( 61 )tj.:
y KLC = −
MC ………………………………………………………………. ( 71 ) FC
Třecí odpor ve vedení: FT = FKL ∗ f v ……………………………………………… ( 62 )
Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní Katedra konstruování strojů
Podklady pro: KKS/ KOS str.18/33
Př.: 4 – Měrné tlaky na vedení čelistí při upínání obrobku a při procesu obrábění Dáno: Délka čelisti Šířka čelisti Šířka vedení páru A a B: • spodní vodicí plocha • horní vodicí plocha Šířka vedení páru C:
L = 200 mm B = 100 mm b1 = 33 mm b2 = 22 mm b3 = 20 mm
Poloha působící síly F1: • Ve směru X • Ve směru Y • Ve směru Z
x1 = 0 y1=-50 mm z1=110 mm Proces
Absolutní hodnoty složek působící síly F1: • Ve směru X • Ve směru Y • Ve směru Z
FT = 0 FR = 100 kN FAx = 0
Poloha hnací síly FS: • Ve směru X • Ve směru Y • Ve směru Z
Obrábění FT = 50 kN FR = 162 kN FAx = 50 kN
xS = 0 yS =0 zS =-15 mm Proces
Účinnost vedení Dovolený tlak pro „ocel kalená – ocel kalená“ Součinitel tření ve vedení Obr. 9 – Vedení čelisti
Upínání
Upínání ηv =0,8 pD1 = 40 MPa fv = 0,15
Obrábění ηv =1 pD2 = 100 MPa
Stanovit: Max. měrný tlak, reakce ve vedení a třecí odpor při procesu upínání Max. měrný tlak při procesu obrábění ve vedení A1, A2, B1, B2, C1, C2, reakce ve vedení C1, C2
Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní Katedra konstruování strojů
Podklady pro: KKS/ KOS str.19/33
Obr. 9 – Vedení čelisti
Transformace sil do soustavy souřadnic vedení Vektor polohy síly r1 a síly F1 dle Obr. 9: Složka x 0 r1 0 Upínání F1 -50 Obrábění F1 Vektor polohy rS a hnací síly FS = 0 FS 0
Fs =
− ∑ Fyi
ηv
y -50 -100 -162
z 110 0 -50
mm kN kN
z -15 0 0
mm kN kN
0 dle Obr. 9 a vztahu
0
…… ( 10 )
Složka rS Upínání FS Obrábění FS
x 0 0 0
y 0 125 162
Pro i = 1 se stanoví: Mix = determinant
yi
zi
F yi
Fzi
zi
xi
Miy = determinant Fzi xi
……………………………...………….( 14 )
Fxi ………………………………...……….( 15 ) yi
F F yi Miz = determinant xi …………………………...…………….( 16 ) Obdobně: = M S x M Sy M Sz …………………………………....………..( 17 ) MS
Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní Katedra konstruování strojů 0 MSx = determinant FS zS M = determinant 0 Sy
xS
MSz = determinant 0
Podklady pro: KKS/ KOS str.20/33
zS 0 ………………………………………….( 18 ) xS 0 ………………………………………….( 19 ) 0 FS …………………………………….….( 20 )
Dále se stanoví: n
= FS + ∑
Fc
Fi……………………………………………….……..( 21 )
1 n
= MS + ∑ 1 Mi ………………………………………….………..( 22 ) Mc Výsledkem je zatížení vedení v systému souřadnic:
Složka Upínání Obrábění Složka Upínání Obrábění
M1 MS M1 MS Fc Mc Fc Mc
x 11 000 1 875 20 320 2430 x 0 12 875 -50 22 750
y 0 0 -5 500 0 y 25 0 0 -5 500
z 0 0 -2 500 0 z 0 0 -50 -2 500
Nm Nm Nm Nm kN Nm kN Nm
Zatížení jednotlivých párů vedení FA =
Ze vztahů
Fz M y + 2 Lx ……. ( 23 ),
Fc = Fx.............. ( 25 ),
Fz M y − 2 L x ……. ( 24 ), M b +b Lx = B − 1 2 MA = MB = x 2 2 , , …... ( 26 ) ….. ( 27 ) FB =
M C = M z ..…. ( 28 ) vyplývá:
FA FB FC MA = MB MC
Upínání 0 0 0 6 438 0
Obrábění -100 862 50 862 -50 000 11 375 -2 500
Měrné tlaky, reakce ve vedení a třecí odpor při upínání FA = FB = 0 tj.: b β= 2 b1 ………………………………………………….. ( 41 ) β = 0,667
N N N Nm Nm
Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní Katedra konstruování strojů
ξ=
Podklady pro: KKS/ KOS str.21/33
1 1 + β ………………………………….…………… ( 56 ) ξ = 0,551
MA = MB >0 tj.: 12 M ξ ∗ pK = 2 2 b1 L βξ (3 − 2ξ ) + (1 − ξ )2 (1 + 2ξ ) …………….. ( 49 ) pL = pK
ξ −1 ξ ……………………………………………. ( 50 )
pK = 60 MPa
pL = -49 MPa Pozn.: Měrné tlaky překračují dovolenou hodnotu pD1 = 40 MPa yp 1 ξ= FK = p K ∗ b2 ∗ y p L …… ( 42 ), 2 Ze vztahů ……..... ( 33 ), FL =
1 p L ∗ b1 ∗ (L − y p ) 2 …………………………………. ( 34 ),
FQ = 72,4 kN
FR = -72,4 kN
FT = ( FK + FL ) f v
…………………………….………… ( 51 ) se stanoví pro vedení A i B: FT = 21,7 kN Pro obě vedení je poté třecí odpor dán vztahem: FT . A. B = 2 FT FT.A.B = 43,4 kN Skutečná účinnost vedení se pak stanoví pomocí vztahu: FR η v . A. B = FR + FT . A.B
ηv. A. B = 0,7
Měrné tlaky při procesu obrábění • vedení A M F ∗ L ………………………………………... ( 29 ) se dosadí: Do vztahu M = M A , F = FA µ A = 0,56
µ=
M 1 > Vzhledem k tomu, že F ∗ L 6 ……………………..…….. ( 30 ) a MA >0: b β= 2 b1 …………………………………………………….. ( 41 )
β = 0,667
Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní Katedra konstruování strojů
Podklady pro: KKS/ KOS str.22/33
Součinitelé rovnice 3. stupně: a 0 = 2(β − 1) ……………………………………………...…. ( 44 )
a1 = 3(β − 1)(2µ − 1) ………………………………………… ( 45 ) a 2 = 12µ ……………………………………………………. ( 46 ) a1 = 3(β − 1)(2µ − 1) ………………………………..……….. ( 47 )
a 0 = -0,667
a1 = 2,128 a 2 = -6,767 a3 = 2,383
3 2 Z rovnice 2(β − 1)ξ + 3(β − 1)(2 µ − 1)ξ + 12µ ∗ ξ − (6µ + 1) = 0 …… ( 43 ) se pak stanoví:
ξ = 0,395 pK =
Měrný tlak v místě K a L ze vztahů ξ −1 pL = pK ………. ( 50 ):
12 M ξ ∗ 2 2 b1 L βξ (3 − 2ξ ) + (1 − ξ )2 (1 + 2ξ ) …… ( 49 ),
ξ
p K 2 = 46 MPa
p L1 = -70,6 MPa Pozn.: Indexy 1 a 2 určují plochu A1, A2 dle znaménka.
• vedení B Obdobně jako v předcházejícím případě se stanoví:
µ B = 1,118 β = 0,667 Součinitelé rovnice 3. stupně: a 0 = 0,667
a1 = 1,236 a 2 = -13,419 a3 = 7,709 Řešení rovnice:
ξ = 0,622
Měrný tlak v místě K a L:
p K 2 = 125 MPa p L1 = -75,7MPa Pozn.: Měrné tlaky překračují dovolenou hodnotu pD2 = 100 MPa
• vedení C Jedná se o vedení se stejnou šířkou b3 – použijí se vztah
µ=
M F ∗ L …………. ( 29 )
µ C = 0,25
Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní Katedra konstruování strojů
Podklady pro: KKS/ KOS str.23/33
Měrné tlaky dosazením b = b3 do vztahů F 6M F 6M p KC = C − 2 C p LC = C + 2 C L ∗ b L ∗ b ………. ( 68 ), L ∗ b L ∗ b ……… ( 69 ) p L C1 = -31 MPa p L C 2 = 6,2 MPa Pro µ C >
pK 1 je y p = L ………………………………….. ( 70 ): 6 pK + pL y p = 33 mm
1 p K ∗ b2 ∗ y p …………………...… ( 33 ), 2 L y p 3L − 2 y p 1 yK = − = FL = p L ∗ b1 ∗ (L − y p ) 2 2 3 6 ……. ( 34 ), ….. ( 31 ), L L − yp L + 2yp yL = − = 2 3 6 ……………………………….. ( 32 ) normálné reakce ve
Dále se stanoví ze vztahů FK =
vedení a jejich souřadnice od počátku souřadnic:
FK = 2 100 N y K = 89 mm FL = 52 000 N y L = 44 mm
4
Výpočet vedení kruhového tvaru
Obr. 10 - Kluzné vedení kruhové
Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní Katedra konstruování strojů 4.1
Podklady pro: KKS/ KOS str.24/33
Měrné tlaky ve vedení L [m] ……....….. délka vedení D [m] ………….. průměr vedení a1 [m] ………….. počáteční vyložení síly F1 od okraje vedení a2 [m] ………..… vyložení síly F2 (tíhy pinoly) od působiště síly F1 ∆y [m] ……….… výsuv pinoly F1 [N] ………..… síla F1 (polovina tíhy obrobku) F2 [N] ………..… síla F2 (tíha pinoly)
Počáteční vyložení síly F1 od počátku soustavy souřadnic (X, Y): y 01 = a1 +
L ………………………………………………..……………… ( 72 ) 2
Vyložení síly F1: y1 = y 01 + ∆y …………………………………………….………………… ( 73 ) Vyložení síly F2: y 2 = − a 2 + y 01 + ∆y …………………………….……………….………… ( 74 ) Efektivní šířka vedení: be =
π 4
D ………………………………………………………….………… ( 75 )
Celková síla v počátku souřadnic: F = F1 + F2 …………………………………………………………...…… ( 76 )
Moment kolem osy Z
M = F1 ∗ y1 + F2 ∗ y 2 ………………………………………………...……. ( 77 ) Max. tlaky na vodicích plochách v místech K a L: • měrný tlak od síly:
F ………………………………………………………...……… ( 78 ) L ∗ be
pF = •
měrný tlak od momentu se stanoví ze vztahů:
FN =
1 L p M ∗ be ∗ ……………………………………………………...…. ( 79 ) 2 2
M =
2 L ∗ FN ……………………………………………………..………... ( 80 ) 3
po dosazení se stanoví:
pM = •
6M ………………………………………………….………..…. ( 81 ) L2 ∗ be výsledný měrný tlak v místech K a L:
Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní Katedra konstruování strojů pK = pF + pM = pL = pF − pM =
F L ∗ be
+
6M L2 ∗ be
Podklady pro: KKS/ KOS str.25/33
………………………………..……..…..( 82 )
F 6M ……………………………………………( 83 ) − 2 L ∗ be L ∗ be
4.2 Třecí síla ve vedení Třecí odpor ve vedení se určí v závislosti na zatížení vodicích ploch: • Zatížení obou ploch je dáno podmínkou: M 1 > F ∗ L 6 …………………………………………..……….. ( 30 ) Veličina yp se stanoví ze vztahu
yp = L
pL L − y p …………..…….. ( 37 ) upraveného na: = pK yp
pK pK + pL
……………………………………………….. ( 70 )
Reakce vedení pro b1 = b2 = be: 1 FK = p K ∗ b2 ∗ y p 2 ……………………………………….…… ( 33 ) 1 FL = p L ∗ b1 ∗ (L − y p ) 2 …………………………………….… ( 34 ) Třecí odpor ve vedení: FT = ( FK + FL ) f v ……………………………………………... ( 51 ) • Zatížení jedné plochy je dáno podmínkou: M 1 ≤ F ∗ L 6 ………………………………………………….…. ( 57 ) Třecí odpor ve vedení: FT = FKL ∗ f v …………………………………………………... ( 62 )
Př.: 5 - Měrné tlaky a třecí síla v kruhovém vedení Dáno: Délka vedení Průměr vedení Počáteční vyložení síly F1 od okraje vedení Vyložení síly F2 (tíhy pinoly) Výsuv pinoly Polovina tíhy obrobku Tíha pinoly Dovolená hodnota měrného tlaku pro materiály vodicích ploch: ocel - litina Součinitel tření ve vedení Stanovit: max. tlaky ve vedení
L = 1 050 mm D = 450 mm a1=195 mm a2 = 880 mm ∆y = 450 mm F1 = 280 kN F2 = 19 kN pD =10 MPa fv = 0,15
Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní Katedra konstruování strojů
Podklady pro: KKS/ KOS str.26/33
třecí sílu L y 01 = a1 + 2 …………………………………………………. ( 72 ): Z y 0 = 0,72m Z y1 = y 01 + ∆y …………………………..……………….. ( 73 )
y1 = 1,17m Z y 2 = − a 2 + y 01 + ∆y ……………………………………. ( 74 ):
Z
be =
π 4
y 2 = 0,29m D
……………………………………………….. ( 75 ): be = 0,353m
Ze vztahů
F = F1 + F2
…. ( 76 ), M = F1 ∗ y1 + F2 ∗ y 2 … ( 77 ) plyne: F = 299kN
M = 333kNm pK = pF + pM =
Ze vztahů pL = pF − pM =
F L ∗ be
+
6M
L2 ∗ be ……………….. ( 82 ),
F 6M − 2 L ∗ be L ∗ be ……………...…………… ( 83 ) poté plyne:
p K = 5,9MPa p L = −4,3MPa pD =10 MPa
Dovolená hodnota měrného tlaku: Dosazením do vztahu
µ=
M F ∗ L …………………………... ( 29 ) se stanoví: µ = 1,06>1/6
M 1 > Dle F ∗ L 6 ………….. ( 30 ) platí vztahy pro reakce a třecí odpor vedení. 1 FK = p K ∗ b2 ∗ y p 2 ……………………………………..…. ( 33 ) 1 FL = p L ∗ b1 ∗ (L − y p ) 2 …………………………………... ( 34 )
FT = ( FK + FL ) f v
………………………………………… ( 51 ) yp = 0,607 m FK =637 kN FL =338 kN FT = 146 kN
Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní Katedra konstruování strojů
Podklady pro: KKS/ KOS
SEZNAMY Seznam příkladů Př.: 1 – Účinnost vedení upínací čelisti ...................................................................................... 3 Př.: 2 – Transformace sil do souřadné soustavy vedení smykadla ............................................. 5 Př.: 3 – Zatížení páru vodicích ploch ......................................................................................... 8 Př.: 4 – Měrné tlaky na vedení čelistí při upínání obrobku a při procesu obrábění ................. 18 Př.: 5 - Měrné tlaky a třecí síla v kruhovém vedení ................................................................. 25 Seznam obrázků Obr. 1 – Účinnost a samosvornost vedení. ................................................................................. 2 Obr. 2 – Vedení upínací čelisti. .................................................................................................. 3 Obr. 3 – Vedení smýkadla - transformace sil. ............................................................................ 4 Obr. 4 – Vedení s hranolovými plochami. ................................................................................. 8 Obr. 5 – Pár vodicích ploch s rozdílnou šířkou. ....................................................................... 10 Obr. 6 – Zatížení obou vodicích ploch. .................................................................................... 10 Obr. 7 – Zatížení jedné z vodicích ploch. ................................................................................ 10 Obr. 8 – Pár vedení s rozdílnými šířkami b1, b2. ...................................................................... 16 Obr. 9 – Vedení čelisti.............................................................................................................. 19 Obr. 10 - Kluzné vedení kruhové. ............................................................................................ 23 Seznam tabulek Tab. 1 – Provozní vlastnosti materiálů používaných pro kluznou dvojici. ................................ 1 Tab. 2 – Součinitel tření a únosnost valivého a hydrostatického vedení ................................... 1 Tab. 3 – Celková účinnost vedení .............................................................................................. 5 Seznam použité literatury Firemní literatura (katalogy, www.) [ 1] http://www.dtn.mathsoft.cz/ [ 2] PERMAGLIDE. [cit.2013-08-12]. Dostupné z: www.permaglide.de/
KKS/KVS,KOS VEDENÍ KLUZNÁ - PŘÍKLADY doc. Ing. Zdeněk Hudec, CSc. Vydavatel:
Západočeská univerzita v Plzni, Vydavatelství Univerzitní 8, 306 14 Plzeň tel.: 377 631 951 e-mail:
[email protected]
Katedra: Vedoucí katedry: Určeno: Vyšlo: Počet stran: Nositelé autorských práv:
konstruování strojů doc. Ing. Václava Lašová, CSc. pro studenty FST červen 2013 33
Vydání:
doc. Ing. Zdeněk Hudec, CSc. Západočeská univerzita v Plzni 1. vydání, on-line
Tato publikace neprošla redakční ani jazykovou úpravou.
Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta strojní Katedra konstruování strojů
Podklady pro: KKS/ KOS
doc. Ing. Zdeněk Hudec, CSc.
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky v rámci projektu č. CZ.1.07/2.2.00/07.0235 „Inovace výuky v oboru konstruování strojů včetně jeho teoretické, metodické a počítačové podpory“.