(1) Elementy, zespoły robocze i napędy obrabiarek
1. Podział maszyn technologicznych
2. Wielkości charakterystyczne maszyn technologicznych
• maksymalne wymiary gabarytowe, określające rodzaj transportu i niezbędną powierzchnię w hali produkcyjnej,
• masę maszyny decydującą o rodzaju fundamentu, na którym ma być osadzona,
• wymiary przestrzeni roboczej, ograniczające wymiary przyrządów i przedmiotów mocowanych na maszynie,
• moc zainstalowanych silników napędowych, określającą warunki techniczne instalacji elektrycznej,
• graniczne wartości parametrów pracy, jak np. zakres prędkości ruchów głównych i posuwowych, liczba stopni prędkości itp.
3. Cechy techniczno-użytkowe obrabiarek
• Przeznaczenie (maszyny ogólnego przeznaczenia, maszyny specjalizowane i maszyny specjalne),
• Wielkości charakterystyczne (max. wym. Obrabianych przedmiotów, max. wym. przestrzeni roboczej, wielkości przesuwów elem. roboczych, max. obciążenie robocze, wym. elementów przyłączeniowych)
• Wyposażenie maszyny może być normalne lub specjalne,
• Wydajność (objętościowa powierzchniowa i jednostkowa),
• Dokładność obrabiarki (geometryczna, kinematyczna, nastawcza, obróbki),
• Sprawność (stosunek mocy użytecznej do mocy silnika),
• Niezawodność (prawdopodobieństwo prawidłowego działania obrabiarki w określonych warunkach i określonym czasie),
• Trwałość maszyny (czas pracy, po którym zużycie osiągnęło dopuszczalną wartość).
4. Rodzaje i przykłady linii charakterystycznych
5. Klasyfikacja i przykłady ruchów w obrabiarkach
6. Główne i pomocnicze zespoły obrabiarek
Główne zespoły maszyny
- Silnik napędowy w sposób ciągły lub okresowy, przetwarza energię elektryczną na mechaniczną, która jest źródłem energii układu napędowego maszyny. Energię silnik pobiera z sieci elektroenergetycznej.
- Układ napędowy składający się z różnych mechanizmów i przekładni. Przenosi on ruch ze źródła napędu na zespoły robocze maszyny, najczęściej z jednoczesną wymaganą zmianą prędkości przenoszonego ruchu.
- Zespoły robocze realizują w procesie pracy maszyny niezbędne ruchy narzędzia i przedmiotu. Do zespołów tych zalicza się wrzeciona robocze, suporty, stoły itp. Zespoły te mogą wykonywać ruchy obrotowe lub posuwowe.
Pomocnicze zespoły maszyny
- Zespół uchwytowy służy do połączenia narzędzia lub przedmiotu obrabianego z odpowiednim zespołem roboczym maszyny. Do zespołów tych należą np. imaki narzędziowe, uchwyty, imadła itd.
- Zespoły nośne (korpusy) są to zespoły łączące w całość wszystkie zespoły maszyny, w określonym położeniu względem siebie.
- Zespół sterowania zapewnia kierowanie ruchami i czynnościami zespołów roboczych maszyny, np. włączaniem i wyłączaniem sprzęgieł, hamulców, uchwytów zaciskowych itp.
- Urządzenia nastawne i pomiarowe służą do nastawiania i mierzenia położenia narzędzia względem obrabianego przedmiotu.
- Urządzenia smarujące tworzą układ smarowania maszyny, który ma na celu zmniejszenie tarcia, strat energii i zużycia elementów ze sobą współpracujących.
- Urządzenia chłodzące mają za zadanie chłodzenie narzędzia i obrabianego przedmiotu.
7. Zespoły zabezpieczające i ochronne obrabiarek
- Sprzęgła przeciążeniowe samoczynnie rozłączają sprzęgnięte wały, gdy moment obrotowy przekroczy wartość dopuszczalną.
- Blokady mechaniczne lub elektryczne zabezpieczają zespoły maszyny przed wykonaniem ruchu w niewłaściwej kolejności.
- Bezpieczniki zabezpieczają maszynę przed skutkami przeciążenia mechanicznego siłą czy momentem lub przeciążenia elektrycznego.
- Zawory bezpieczeństwa zabezpieczają przewody lub zbiorniki przed nadmiernym wzrostem ciśnienia czynnika roboczego.
- Hamulce służą do zmniejszenia prędkości lub zatrzymania ruchomych części maszyny i uniemożliwiają ich ruch po zatrzymaniu.
- Osłony oddzielają operatora maszyny przed szkodliwymi oddziaływaniami ze strefy roboczej, np. ostrymi i rozgrzanymi wiórami w procesie skrawania.
- Urządzenia odprowadzające usuwają wióry w procesie skrawania, pyły itp.
- Urządzenia sygnalizacyjne to urządzenia przekazujące sygnał, stanowiący umowny odpowiednik informacji.
8. Podział i zadania łańcuchów kinematycznych
· łańcuch kinematycznych napędowych jest to doprowadzenie napędu od silnika do zespołów roboczych obrabiarki. Napędowymi łańcuchami kinematycznymi są:
· łańcuch ruchu głównego, który nadaje napędzanemu zespołowi roboczemu określoną prędkość skrawania v,
· łańcuch ruchu posuwowego, który nadaje napędzanemu zespołowi roboczemu określoną prędkość posuwu.
· łańcuch kinematycznych kształtowania jest to sprzęganie ze sobą dwóch składowych ruchów kształtowania w celu uzyskania ruchu złożonego.
9. Podstawowe funkcje i wymagania spełniane przez korpusy
• utrzymywanie elementów, zespołów i mechanizmów maszyny w określonym wzajemnym położeniu
• przyjmowanie wszelkich obciążeń w postaci sił i momentów sił np. od napędu, od procesu wykonywanej przez maszynę pracy,
• związanie maszyny z podłożem i przenoszenie wszelkich obciążeń na fundament
powinny zapewniać
• łatwość obsługi maszyny podczas pracy, łatwość wykonania montażu tj. łączenia elementów i zespołów w gotową maszynę, przy stosowaniu połączeń zarówno rozłącznych (np. śrubowych, klinowych), jak i nierozłącznych (np. nitowych, spawanych) oraz łatwość wykonania demontażu, tj. rozłączenia maszyny na elementy i zespoły,
• niezmienność kształtów i wymiarów z upływem czasu, uzyskiwaną przez sezonowanie, tj. stabilizowanie korpusów,
• odporność na drgania i zdolność ich tłumienia (osiąga się to przez właściwą konstrukcję oraz dobór na korpusy materiału o takich właściwościach),
• swobodne odprowadzenie wiórów.
10. Podstawowe wymagania stawiane połączeniom prowadnicowym
• wysoka dokładność geometryczna, określana wartościami i kierunkowością odchyłek toru ruchu rzeczywistego od teoretycznego,
• odporność na zużycie, stanowiąca podstawowy warunek zachowania wymaganej dokładności obrabiarki przez dostatecznie długi czas jej użytkowania,
• małe opory tarcia,
• dostatecznie duża sztywność stykowa, przejawiająca się małymi odkształceniami współpracujących powierzchni pod działaniem sił normalnych.
11. Podział połączeń prowadnicowych
· stałe - prowadnik nie zmienia swego położenia względem prowadnicy przez cały czas użytkowania maszyny (jest zdejmowany z prowadnicy tylko podczas remontu maszyny),
· przestawne - prowadnik można przemieszczać, w przypadku takiej potrzeby, podczas przerw w pracy maszyny,
· ruchowe (najczęściej stosowane) - prowadnik porusza się po prowadnicach podczas pracy maszyny. Ze względu na rodzaj występującego w nich tarcia dzieli się je na:
- połączenia ślizgowe o styku bezpośrednim - są najczęściej stosowane we wszystkich maszynach technologicznych,
- połączenia toczne kulkowe lub rolkowe - charakteryzują się bardzo małymi oporami tarcia, dużą trwałością i dokładnością; ograniczone naciski powierzchniowe,
- połączenia hydro- lub aerostatyczne o styku pośrednim - unoszą prowadnik na bardzo cienkiej warstwie oleju pod ciśnieniem lub sprężonego powietrza.
12. Materiały na prowadnice ślizgowe
- żeliwo szare - prowadnice żeliwne niehartowane 210-240 HB (obrabiane na gotowo przez skrobanie)
- żeliwo perlityczne lub ferrytyczno-perlityczne (ferryt < niż 50%) - prowadnice żeliwne hartowane powierzchniowo > 40 HRC (szlifowane)
- stal - prowadnice nakładane (listwy przyspawane do spawanego korpusu stalowego lub przykręcane do korpusu żeliwnego) - dla stali 40H hartowanej indukcyjnie uzyskuje HRC = 52-58,- dla stali 15H lub 20H po nawęgleniu i zahartowaniu HRC= 56-62.
- tworzywa sztuczne (teflonowe) – listwy przykręcane lub przyklejane do elementu przesuwanego, współpracujące z prowadnicami żeliwnymi.
13. Podstawowe zadania zespołu wrzecionowego i wymagania techniczne
Zadania
• ustalenie i zamocowanie bezpośrednio lub za pomocą uchwytu w określonym położeniu roboczym przedmiotu lub narzędzia,
• wprawienie w ruch obrotowy albo jednoczesny ruch obrotowy i postępowy obrabianego przedmiotu lub narzędzia,
• przenoszenie sił poprzecznych i wzdłużnych oraz momentów skręcających powstałych w procesie skrawania.
Wymagania
• wysoka dokładność obrotu, określana zgodnie z PN dopuszczalnymi wartościami bicia promieniowego i wzdłużnego osi obrotu oraz przedniej końcówki (przeciętnie 0,01 mm, a w obrabiarkach precyzyjnych 1-2,5m),
• duża sztywność statyczna i dynamiczna, przejawiająca się małymi ugięciami przedniej końcówki pod działaniem sił statycznych i dynamicznych,
• duża gładkość (Ra = 0,32-0,63 m) i twardość (HRC = 56-60) powierzchni ustalających (powierzchnie osadcze uchwytów i gniazd narzędziowych) i innych narażonych na ścieranie (czopów łożysk ślizgowych);
• odporność na drgania, co wiąże się z doborem odpowiedniego kształtu i wymiarów wrzeciona, rozstawu i rodzaju łożysk, jak również z wyrównoważeniem wrzeciona wraz z osadzonymi na nim elementami;
• możliwie małe opory ruchu, na co główny wpływ wywiera rodzaj łożyskowania i prędkość obrotowa.
14. Typy i charakterystyka łożysk ślizgowych stosowanych w obrabiarkach
• łożyska hydrodynamiczne, w których tarcie płynne uzyskuje się dopiero po przekroczeniu prędkości granicznej. Poniżej tej prędkości występuje tarcie mieszane i w tych warunkach łożyska wrzecionowe nie powinny pracować,
• łożyska hydrostatyczne, w których olej jest do komór smarowych panwi doprowadzony pod ciśnieniem i stale (nawet przy n = 0) rozdziela panew od czopa. Tarcie płynne występuje więc w całym zakresie prędkości obrotowych,
• łożyskowanie aerostatyczne, oparte na tych samych zasadach pracy co hydrostatyczne, z tym że czynnikiem smarującym i nośnym jest powietrze, co powoduje istotne zmiany konstrukcyjne panwi.
15. Podstawowe zadania spełniane przez napędy obrabiarek
• Uzyskanie ruchu niezbędnego do wykonania pracy wynikającej z głównej funkcji realizowanej przez obrabiarkę (maszynę). Napędy takie nazywają się napędami wykonawczymi, a w obrabiarkach napędami ruchu głównego
• Zapewnienie względnego ruchu organów roboczych obrabiarki (maszyny) po zaprogramowanym torze i...
rollo13