4.8 Проектирование и расчет вала.

Валы рассчитываются на динамическую прочность и на жесткость. Диаметр вала, полученный при расчете на прочность по величине бывает меньше, чем при расчете на жесткость. Поэтому расчет на динамическую прочность ведется приблизительно.

Межосевое расстояние:

А =1,5d₁, мм

А =1,5×160 =240 мм

При параллельных ветвях ремня и полуторном запасе натяжения на вал действует сила. Силу давления ременной передачи на вал определим по формуле:

Т =3zס₀F sin , Н

где ס0 =1,8МПа при угле наклона передачи к горизонту не более 60˚;

F -площадь поперечного сечения ремня А равна 81 мм²;

Z – количестворемней

- угол обхвата меньшего шкива, град.

.

Выбираем сталь для вала 40Х, при допустимом нагружении [סизг]=80МПа

По расчетной схеме, которая приведена ниже, составим уравнения изгибающих моментов:

- Горизонтальная плоскость:

М(А)=0

М(Б)=-F₁ а=- 0,15=-41,7Нм

М(В)= Т_г с=Т sin 45 с=1944 0,7 0,10= 136,08Нм

М(Г)=0

- Вертикальная плоскость:

М(А)=0

М(Б)=-F₂ а=-(- 150,5) ×0,15=22,57Нм

М(В)=-Т_в с=-Т cos 45 с= 0,7 0,10=-136,08Нм

М(Г)=0

- Крутящий момент:

М_кр=9555 Р η U/n=9,55 290 0,9 2,18/4800=1,13 Нм

Определим приведенный момент:

M_пр =√M_в²+M_r² +0,75 M_кр², Нм

M_пр(Б)= 47,4Нм

M_пр(В)= 192,4Нм

Выбираем для последующего расчета вала Мпр=192,4Нм

Определим диаметр вала в опасном сечении

Опасное сечение под подшипником Б.

d =³√10М_пр/[σ_-1u], мм

где [σ_-1u] - допускаемое напряжение на симметричный изгиб, для стали 40Хи твердости 42HRC_э[σ_-1u] =200МПа.

d = =21мм

Конструктивно принимаем диаметр вала 40 мм.

А

Fx

Вертикальная плоскость,Мв(изг)

Нмм

F2

Горизонтальная плоскость,

Мг(изг), Нмм

F1

Крутящий момент, Мкр

Нмм

1,13

Рисунок 4.8 Эпюры изгибающего момента.

При расчете валов шпинделя на жесткость добиваются, чтобы прогиб в месте закрепления режущего инструмента не превышал бы допустимой величины.

Допустимый прогиб вала от действующих на него сил равен:

где [Г]- допуск на радиальное биение шпинделя в месте крепления инструмента, [Г]=0,04.

мм

Определим момент инерции поперечного вала шпинделя:

мм⁴

где d-диаметр вала шпинделя.

Прогиб вала определяется по формуле:

где F-полная сила резания,определяется по формуле:

F= = =305H

E-модульупругости, МПа (E=215600 МПа для стали)

<[y]=0,0133мм

Результат показал, что жесткость вала обеспечена.

4.Мероприятия по технике безопасности.

Деревообрабатывающие станки принадлежат к опасным рабочим машинам, в связи с высокими скоростями движения режущих инструментов и большой скоростью подачи обрабатываемых заготовок.

Травмирование может произойти в процессе работы на станке и во время его наладки и технического обслуживания.

Для предупреждения несчастных случаев при работе на станке предусмотрено:

1. Надежное ограждение режущих инструментов.

2. Механизация подачи.

3. Предотвращение выброса обрабатываемой заготовки или ее части путем устройства специальных расклинивающих ножей у дисковых пил.

4. Автоматическое блокирование механизма резания и подачи.

5. Заземление электродвигателей.

6. Уровнавешивание вращающихся частей, в том числе и режущего инструмента.

7. Надежное устройство фундамента под станок.

8. Применение вибропрокладок.

Средствами снижения травматизма служат:

1.Факторы неподвижного состояния рабочих органов валов и подающих органов во время смены инструментов.

2.Блокированые пусковые устройства.

Существенным фактором является цветность и освещенность станка в рабочей зоне.

Бледно-зеленый цвет – для общей окраски.

Оранжевый цвет – повышающий внимание, для окраски органов управления и смазки.

Красный цвет – для обозначения опасных зон.