Ви є тут

Розробка принципів раціонального проектування пружних елементів різцетримачів для точіння з дробленням стружки.

Автор: 
Бєляєва Анастасія Юріївна
Тип роботи: 
Дис. канд. наук
Рік: 
2009
Артикул:
0409U005064
129 грн
Додати в кошик

Вміст

розділ 2).
Рис. 3.24. Графіки залежності деформацій д кільцевого пружного елемента від
сили Р при центральному навантаженні
При розгляді графіка залежності переміщень від сили, прикладеної у центрі,
видно, що експериментальні дані від розрахункових даних відрізняються
несуттєво, похибка не перевищує 11% [10].
Визначимо жорсткість кільцевих пружних елементів в залежності від місця
розміщення шарнірної опори (рис. 2.8). Це робиться для того, щоб дізнатися,
наскільки буде змінюватись жорсткість віджимної частини з різцем у місці
прикладення сили різання в залежності від відстані шарнірної опори до центру
віджимної частини різцетримача. Навантаження прикладається до вершини різця. Із
графіків, що наведені на рис. 3.25 видно, що чим далі знаходиться опора від
центра, тим менша жорсткість пружного елемента.
Рис. 3.25. Залежність жорсткості пружного елемента в осьовому напрямку від
точки прикладення важеля привода
Повертаємось до розрахункової схеми, яка показана на рис. 2.8. Розрахунок буде
вестись при тих же граничних умовах (жорстке закріплення у основи) та при тих
же умовах навантаження, але будуть змінюватись геометричні параметри пластин, а
саме товщина, різниця радіусів та кількість пластин. Результати розрахунків у
вигляді графіків представлені на рис. 3.26.
Рис. 3.26. Залежність жорсткості в осьовому напрямку від довжини ,
товщини та кількості пластин
Згідно графіка, показаного на рис. 3.27 жорсткість кільцевих пружних елементів
залежить від трьох геометричних параметрів кільця: кількості кільцевих пластин;
різниці між зовнішнім R та внутрішнім r радіусами ат товщини h кільцевої
пластини. А тепер більш конкретно: жорсткість пружного елементу збільшується:
при зменшенні кількості кільцевих пластин, а саме, з однією кільцевою пластиною
жорсткість пружного елементу більша, ніж з двома кільцевими пластинами; при
збільшенні товщини h кільцевої пластини від 1 до 3 мм, а також при зменшенні
різниці між зовнішнім R та внутрішнім r радіусами.
а)
б)
Рис. 3.27. Статичні характеристики прорізних пружин:
а) картина деформацій; б) графіки залежності жорсткості прорізної пружини від
товщини h пластини та кількості пружних елементів
Графік показаний на рис. 3.27 є нелінійним, але при дослідженнях товщина кільця
приймалася постійною, тому ця нелінійність не буде впливати на отримані
результати.
За допомогою діаграми порівняємо результати розрахунків, які показані на рис
3.28 , де - це навантаження, яке рівномірно діє на всю поверхню пружини, а
дрозр.- розрахункове переміщення, дпр.- переміщення, яке отримано за допомогою
спеціального розрахункового програмного пакету.
Рис. 3.28. Діаграма деформації прорізної пружини при порівнянні аналітичного
розрахунку та розрахунку за допомогою МСЕ
Аналізуючи графіки, які показані на рис. 3.28, можемо зробити висновок, що
похибка при розрахунках деформацій прорізної пружини аналітичним методом
(порівняння статичних характеристик прорізних пружин) по відношенню до
розрахунків за допомогою МСЕ є незначною, не перевищує – 13%. Таким чином,
аналітичний метод порівняння статичних характеристик прорізних пружин можна
рекомендувати для попередніх розрахунків прорізних пружин різцетримачів.
Згідно до розрахункової схеми, що показана на рис. 2.11 (див. п.2.2.1),
визначимо найбільш жорстку ділянку пружної частини різцетримача, прикладаючи
зосереджену силу Р: а) посередині верхньої перемички; б) посередині між двома
перемичками; в) посередині нижньої перемички (рис.2.11). Розрахункові графіки
залежності переміщення віджимної частини різцетримача від діючої сили показані
на рис.3.29. Дані отримані при товщині кільця мм, товщині прорізі мм, кількості
кілець – 1.
а) б)
в)
Рис. 3.29. Графіки залежності переміщення д від зосередженої сили та місця її
прикладення: а) сила прикладена над верхньою перемичкою; б) сила прикладена між
перемичками; в) сила прикладена над нижньою перемичкою
Результати розрахунків жорсткостей пружного елементу у вигляді прорізної
пружини наведені в табл. 3.8 (рис. 3.23).
Таблиця 3.8
Вісь
Жорсткість, С (Н/мкм)
сила прикладена над верхньою перемичкою
сила прикладена між перемичками
сила прикладена над нижньою перемичкою

Аналіз результатів розрахунків (табл. 3.8) показує, що жорсткість віджимної
частини різцетримача найбільша при прикладенні зосередженої сили між
перемичками. Але жорсткість пружного елемента легко збільшується, якщо
збільшити товщину пружного елемента.
Всі методи розрахунку пружних елементів розглянутої форми мають певні недоліки,
які необхідно враховувати при їх використанні. Перерахуємо їх нижче для кожного
з обраних методів.
Недоліки методу початкових параметрів:
Розглянутий метод початкових параметрів має наступні недоліки:
* його застосовують тільки при постійній товщині пластини;
* при великому числі ділянок вирази функцій , , (див. рис. 2.5) стають дуже
великими і при обчислюванні доводиться знаходити малі різниці великих величин.
Точне рішення задач отримати не завжди можливо, тому на практиці широко
застосовують наближені методи, які основані на наближеному представленні самої
шуканої функції, або на наближеному рішенні основного диференціального
рівняння. Метод Рітца і є одним з наближених методів розрахунку круглих
суцільних та кільцевих пластин.
Існує декілька методів розрахунку пружних елементів. При розгляданні
аналітичних методів (метод Рітца, метод початкових параметрів та інші) було
з’ясовано, що вони дають велику похибку, а як оболонку пружний елемент у
вигляді кільцевих пластин розраховувати неможливо, так як він не є оболонкою.
Тому доцільним є розрахунок такого типу пружних елементів чисельними мето