4.1. IZBOR I PRORAUN VOICA

4.1.1. Oblik voica je prvi korak u izboru voica je izbor oblika kliznih voica, prema zahtijevima u pogledu pokretljivosti i bonog zazora. Klizne - za maine normalne preciznosti ( > 0,001 mm) i vee snage ( > 3 kW). Kotrljajne - za maine poviene preciznosti (< 0,001 mm) i manje snage ( < 3 kW)

Bira se: klizne voice - pravugaoni oblik

4.1.2. Izbor nazivne mjere voice je drugi korak u izboru voica, koja se moe usvojiti prema potrebnoj irini modula X za linearno pomono kretanje:

usvajanjem prve vee dobija se nazivna mjera Mvoica = 25

Tabela 6.1. Osnovne mjere kliznih voica [6]Trouglaste voice

Kvadratne voice

4.1.3. Osnovne mjere voice

H = 25 mmB = (2 ... 2.5) H = 2 25 = 50 mmm 0.5 H = 0.5 H = 14 mm

4.1.4. Materijal voica:

Bira se: SL200

4.1.5. Optereenja voica se proraunavaju na osnovu oblika konstrukcije, eme optereenja i rasporeda aktivnih optereenja.

Slika 6.6. Raspored sila na voicama [6]

4.1.6. Sile u pravcima osa:

Sila rezanja u pravcu X ose: Fx = 6500 [N]Sila rezanja u pravcu Y ose: Fy = 6500 [N]Sila rezanja u pravcu Z ose: Fz = 5150 [N]

Teina radnog predmeta i stola: G = 10000 [N] Koordinate taaka na voicama - regulisana strana je strana gdje se nalazi letva za ponitavanje zazora i koja se smatra nepokretnim osloncem.

Y koordianata napadne take sile koja djeluje na sredini voice na regulisanoj strani: YA = 0

Z koordianata napadne take sile koja djeluje na sredini voice na regulisanoj strani: ZA = H / 2 = 25 / 2 = 12.5 [mm]

Y koordianata napadne take sile koja djeluje na unutranjem dijelu voice na regulisanoj strani:YB = B / 2 = 50 / 2 = 25 [mm]

Z koordianata napadne take sile koja djeluje na unutranjem dijelu voice na regulisanoj strani:ZB = 0

Y koordianata napadne take sile koja djeluje na sredini voice na neregulisanoj strani: YC = YS = 550 [mm]

Z koordianata napadne take sile koja djeluje na sredini voice na neregulisanoj strani: ZC = H / 2 = 25 / 2 = 12.5 [mm]

Ostale poznate veliine su:

Taka djelovanja rezultujue sile rezanja K (prema najdaljoj taki radnog prostora):XF = XS = 700 [mm]YF = YS = 550 [mm]ZF = ZS = 550 [mm]

Teina taka predmeta obrade L (ukoliko se obradak postavi na sredinu stola):XG = XS /2 = 700 / 2 = 350 [mm]YG = YS / 2 = 550 / 2 = 275 [mm]ZG = ZS / 2 = 550 / 2 = 275 [mm]

Taka djelovanja sila na zavojno vreteno N (ako je vreteno na sredini raspona i radnog stola):XQ = XS / 2 = 700 / 2 = 350 [mm]YQ = YS / 2 = 550 / 2 = 275 [mm]ZQ = - 100 [mm] - procjenjena vrijednost

Nepoznate veliine koje e se odrediti iz postavljenih uslova su:

FA , FB , FC - sile koje direktno djeluju na voiceQ - sila na vunom vretenuXA , XB , XC - koordinate djelovanja sila na voicama

4.1.7. Uslovi ravnotee prostornog sistema sila:

(1.1)

(1.2)

(1.3)

(1.4)

(1.5)

; (1.6)

Dopunski uslov - krutost voica srazmjerna je njihovoj efektivnoj irini, odnosno vai:

(1.7)

Rjeavanjem sistema dobija se:

Iz (1.2) FB = Fy = 6500 [N]

Iz (1.4) [N]Iz (1.3) FA = Fz + G FC = 5150 + 10000 3650 = 11500 [N]Iz (1.1) Q = FA + FB + FC +Fx = 0.111500+ 0.16500 + 0.13650 + 6500 = 8665 [N]

Iz (1.7)

Uvrtavanjem u (1.5) dobije se:

[mm]

pa e na osnovu jednaine (1.7) biti:

[mm]Iz jednaine (1.6) slijedi da je:

[mm]

4.1.8. Raspodjela pritiska na voicama se odreuje na osnovu empirijskih obrazaca, na osnovu kojih se koriste odgovarajui kriterijumi provjere povrinskog pritiska:

Ako je |xA, xB, xC| < L/6 raspored je trapez, a provjera se vri po kriterijumu:

Ako je |xA, xB, xC| = L/6 raspored je trougao, a provjera se vri po kriterijumu:

Ako je |xA, xB, xC| > L/6 raspored je dva trougla, a provjera se vri po kriterijumu:

gdje je:L / 6 = 700 / 3 = 233,3 [mm]

Poto je: (xA, xB, xC) < L / 6 raspodjela je trapez

Slika 6.7. Raspodjela pritiska na voicama prikazana je na slici

4.1.9. Dimenzionisanje voica od sivog liva SL200 vri se na osnovu kriterijuma da je

Srednji pritisci za svaku od grana A, B, C su:

[Pa] < pmaxDoz - zadovoljava

[Pa] < pmaxDoz - zadovoljava

[Pa] < pmaxDoz - zadovoljava

4.2. IZBOR I PRORAUN KUGLINOG ZAVOJNOG VRETENA

4.2.1. Izbor kuglinog vretena vri se na osnovu preporuka proizvoaa.

Tabela 6.2. Kuglino zavojno vreteno [6]

Nazivni prenik: d = 40 mmStandardna duina neoslonjenog dijela mora biti vei od hoda X ose: Lk = 1500 mm

4.2.2. Polazni podaci:

m = msr + mob = 500 + 500 = 1000 kg - masa pokretnih djelovavmax = 0.5 m/s - maksimalna brzinat1 = 0,2 s - vrijeme ubrzanja = 0,1 - koeficijent trenja voica

4.2.3. Kriterijum dozvoljene aksijalne sile koristi maksimalnu aksijalnu silu Famax

Ubrzanje:

Sila pri ubrzanju:

Sila pri uniformnom kretanju:

Sila pri usporavanju:

Sila usred radnog optereenja:

Maksimalna sila pritiska aksijalna sila na zavojnom vretenu je:

Dozvoljena sila pritiska:

gdje je:E = 2.1 104 N/mm2 - Jangov modul elastinostid - prenik jezgra vretenaLK - maksimalna neoslonjena duina zavojnog vretena.fk = 4 - korekcioni faktor koji uzima u obzir tip uleitenja zavojnog vretena, za tip uleitenja sa 4 leaja na obe strane vretena

Slika 6.10. Prikaz veliine korekcionog faktora s obzirom na tip uleitenja [1]

Provjera aksijalne sile

Na osnovu provedenog prorauna i provjere zakljuuje se da je maksimalna aksijalna sila na zavojnom vretenu znatno manja od dozvoljenje vrijednosti.

4.2.4. Kriterijum graninog broja obrtaja

Maksimalni broj okretaja zavojnog vretena

gdje je:p = 10 mm = 0,01 m - korak zavojnog vretena

Teina neoslonjenog dijela vretena:

Izraunavanje graninog broja obrtaja:

Dozvoljeni broj obrtaja:

gdje je:fk = 2,24 - korekcioni faktor koji uzima u obzir tip uleitenja zavojnog vretena, za tip uleitenja sa 4 leaja na obe strane vretena

Slika 6.11. Korekcioni faktori koji uzimaju u obzir nain ugradnje i tip uleitenja zavojnog vretena [1]

Provjera graninog broja obrtaja:

Na osnovu prorauna slijedi: nmax = 3000 N < ndoz = 3580 N to zadovoljava!4.2.5. Kriterijum krutosti

Dozvoljeno aksijalno opterecenje navrtke:

gdje je:Ca = 141 kN - ukupna dinamika nosivost navrtke iz tabelefs = 5 - stepen sigurnosti, koji obuhvata uslove rada maine (rad pod uticajem vibracija i udara)

Provjera krutosti

to zadovoljava!

4.2.6. Kriterijum vijeka trajanja

Radni vijek prema ukupnom broju obrtaja:

gdje je:C (N) - dinamika krutost kuglinog zavojnog vretenaFa2 (N) - sila pri uniformnom kretanju radnog stolaFR (N) - sila rezanja

Radni vijek prema ukupnom broju radnih sati:

gdje je:nm (min-1) - srednja vrijednost broja obrtaja (moe se uzeti nm = nmax / 2)fn (N) - stepen iskorienja kuglinog vretena

Provjera radnog vijeka kuglinog zavojnog vretena:

Radni vijek za kuglina zavojna vretena se kree u sljedeim granicama: Pri jednosmjernom optereenju i punom iskorienju: Lh = 10000 ... 20000 h Pri dvosmjernom optereenju i punom iskorienju: Lh = 20000 ... 40000 h

Na osnovu prorauna moe se zakljuiti da radni vijek kuglinog zavojnog vretena zadovoljava posavljene kriterijume!

4.3. KONSTRUISANJE POSTOLJA X-OSE

4.3.1. Modeliranje napona i pomjeranja pomou MKE:

Postolje se oslanja cijelom donjom stranom, pa je potrebno usvojiti fiksne oslonce:

Na irini stola voica postavlja se ukupno optereenje po osama:

Definie se veliina i tolerancija tetraedarskog konanog elementa:

Rjeavanje matrinih jednaina:

4.3.2. Rezultati simulacije:

Maksimalni napon:

Maksimalno pomjeranje:

Vjebe iz Obradnih sistema za rezanje 45