Файл: ПРОЕКТ СХЕМЫ РЕЖУЩЕГО АППАРАТА ДИСКОВОЙ СОЛОМОРЕЗКИ1 2010.doc

Через точку пересечения этой прямой с окружностью (точка С) проводим горизонталь. Пересечение этой горизонтали с вертикалью в точке О определит центр вращения ножа, а также эксцентриситет е.
Находим на окружности такую точку В, в которой угол между радиусом R и радиусом-вектором τ_max равен (90° - τ_max), что дает нам в этой точке лезвия ножа В угол скольжения τ_max.

Для этого в точке В строим угол равным 90° — τ_max (см.фиг. 6). На левой стороне этого угла откладываем отрезок, равный R, и находим точку О_1.

Из точки О₁ величиной эксцентриситета [е] циркулем делаем засечку на правой стороне угла 90° — τ_max и находим точку О. Отрезок ОВ будет максимальный радиус-вектор r_макс. Затем из точки О (фиг. 5) радиус-вектором r_макс делаем засечку и находим искомую точку В на окружности.

Угол скольжения τ_min будет соответствовать точке С лезвия ножа. Точка А легко определяется засечкой на окружности из точки В длиной хорды изношенного стандартного ножа ВА, что определяет и r_мин (см. фиг. 4).
Ширина горловины в определяется графически. Из центра вращения О проводим дугу r_макс.Чтобы материал защемлялся по всей длине рабочей части лезвия ножа, задаемся размером максимального угла раствора из соотношения χ_макс= φ₁+ φ₂< τ_max

Под углом τ_max — χ_макс к горизонтали вниз проводим прямую из центра вращения О до пересечения с проведеной радиусом r_макс дугой. Получаем точку пересечения IV Эта точка определяет положение горизонтального нижнего края горловины, т.е. положение противорежущей грани. Действительно, в этой точке IV угол раствора имеет максимальное значение χ_макс, а когда нож достигает этого положения наибольшего раствора, то прямая, проходящая через точку IV и центр вращения О, составляет с горизонталью использованный для построения угол (τ_max — χ_макс) Чтобы учесть износ ножа, наиболее удаленная Точка противорежущей грани берется на 15 мм ближе к центру горловины. На эти же 15 мм приближаем к центру горловины и левую крайнюю точку противорежущей грани, т.е. точку II. Однако по конструктивным соображениям, размер с = r_мин + 15 мм не берут меньше 100мм.

Фиг. 4. Чертеж стандартного ножа по ГОСТу 441—58.

6) Высоту горловины определяем по формуле

В этой формуле число оборотов рассчитывают по заданной скорости V_cp.

ω_ср= V_cp/ r_ср; r_ср=;n=

Число ножей k выбирают в пределах от 2 до 6 с тем, чтобы а оказалась равной от 30 до 100 мм.Зная величину а, строим сечение горловины, так как теперь определяются последние две точки этого сечения точки I и ΙΙΙ

Построение диаграммы моментов резания М_peз и кривой изменения ω.

Диаграмму моментов резания строим, пользуясь формулой:

M_рез=ΔS r cosτ q (1+f´̀ tgτ)= ΔS r cosτ A_уд

Фиг.5 Построение схемы режущего аппарата

Входящие в формулу величины ΔS, r, τ определяют графически. Для такого графического определения строят (см. фиг. 5) последовательное положение ножа, начиная с момента начала резания и далее через каждый поворот ножа на Δ ψ = 10°. С этой целью проводим окружность из центра вращения радиусом, равным эксцентриситету е. По этой окружности перемещается центр кривизны ножа О₁ в процессе резания. Находим на этой окружности положение центра кривизны ножа в момент начала резания. Для этого засекаем на этой окружности точку радиусом кривизны ножа из точки I горловины. Отмечаем на окружности следующие точки вправо, соответствующие последовательному повороту ножа каждый раз на 10°. Для этих точек вычерчиваем в пределах горловины загруженные участки лезвия ножа ΔS . Эти загруженные участки для каждого положения промеряем на чертеже. (Также графически определяем радиусы-векторы, измеряя их от центра вращения до середины соответствующей дуги, т. е. до середины загруженного участка. Для определения углов скольжения, соответствующих каждому построенному положению ножа, измеряем транспортиром углы, образованные радиусами-векторами и радиусами кривизны ножа. Это углы 90° — τ. Для получения значения углов скольжения τ нужно эти углы (90° — τ) вычесть из 90°.

Рис. 6.

Для найденных таким путем углов скольжения τ определяем по фиг. 3 соответствующие значения величины А_уд = q(1 + f'tgτ). Все расчетные величины сводим в табл. 3.-

Δ ψ	0°	10°	30°
Δ ψ	0°	10°	30°
ΔS
r
τ
Χ
(90°-τ)
cos τ
А_уд
М_рез

В эту таблицу ΔS и r подставляем в см, а величину A_y_д = q(1 + f'tgτ)

На основании данных табл. 2. студент строит диаграмму моментов сопротивления резанию М_рез (см. фиг. 7).

По оси абсцисс откладывают углы поворота в градусах от 0°до 360/к , где к число ножей. Интервал берется в соответствии с табл. 3 в 10°.

Наряду с градусами указываются и радианы. По оси ординат наносятся моменты резания М_рез в кг*см. Построение необходимо сделать для двух смежных ножей. На фиг. 7 дан числовой пример такого построения.

Кривая изменения ω по углу поворота ψ строится посредством вычисления Δω.

; ;;

и т.д.; ;.

Расчет потребной мощности двигателя.

Расчетным является средний момент резания. Средний М_рез определяют делением работы резания за один оборот режущего аппарата на 2π. Работа резания одного ножа А_рез равна

Следовательно,

средний

Работа резания одного ножа А_рез представляет собой графически в определенном масштабе площадь, очерченную диаграммой (фиг. 7).

Эту площадь проще всего измерить планиметром. Но можно работу одного ножа подсчитать по формуле

Средний ,

Где F- площадь в см², соответствующая работе одного ножа. Эту площадь определяют планиметром, как указывалось выше подсчетом клеток на миллиметровой бумаге;

μ_мом - масштаб моментов.в кгс/см;

μ_ψ - масштаб угла поворота ножа в радиан/см;

ψ - угол поворота ножа в радианах;

b₁- расстояние в см, соответствующее началу резания

одного ножа до начала резания следующего ножа. Расчетный момент двигателя определяют как сумму трех моментов — моментов резания, холостого хода и подачи:

расчетный кгсм.

При этом можно исходить из расчета: %

средний ,тогда

Мощность двигателя определяют по формуле

кВт

Расчет степени неравномерности вращения вала и определение необходимого для вращения вала с заданной степенью, неравномерности момента инерции маховика.

Степень неравномерности вращения вала

определяют по формуле:

Степень неравномерности угловой скорости является важной расчетной величиной. Из формулы:

видно, что двойная неравномерность показывает, какая часть кинетической энергии затрачивается на преодоление избыточных сопротивлений А_изб.

Запас кинетической энергии должен быть достаточным для преодоления этих сопротивлений. Кроме того, разрушения вращающихся деталей могут возникать не только в результате достижения чрезмерно высокой угловой скорости, но и при недопустимой ее неравномерности, т. е. не из-за центростремительных, а вследствие тангенциальных ускорений. Тангенциальные ускорения создают резкие изменения напряжения. При данном радиусе центростремительные ускорения пропорциональны угловой скорости, тангенциальные — угловому ускорению и могут быть опасным при небольшой угловой скорости:

Поэтому максимальное угловое ускорение не должно превышать определенной величины. Исходя из заданной в табл. 1 величины этого ускорения, подсчитывают необходимый момент инерции маховика. * При этом А_изб для одного ножа определяют графически аналогично тому, как выше определена была работа резания. Площадь, представляющая в масштабе эту работу А _изб , на фиг. 7 заштрихована.