Проектирование и расчет направляющих скольжения по допустимым нагрузкам и на жесткость

 

Конструктивное оформление. Сечения направляющих трения скольжения нормализованы (рис.49 ). Соотношения размеров сечений зависят от высоты направляющих (табл.20).

 

Отношение длины подвижной детали к общей ширине (ширина направляющих ирасстояние между ними) направляющих должно быть в пределах 1.5—2. Длину неподвижных направляющих принимают такой, чтобы не было провисания подвижной детали.

Накладные направляющие крепят к базовой детали по всей их длине. При креплении винтами шаг между ними во избежание искривления и коробления должен быть не больше двукратной высоты на­кладной планки. При механическом креплении или приклеивании накладных направляющих необходимо предусматривать фиксацию их в поперечном направлении различными центрирующими высту­пами, поверхностями, фасками.

Расчет направляющих трения скольжения ведут исходя из обеспечения необходимой износостойкости и жесткости. Для обеспечения износостойкости ограничивают допустимые давления на рабочих гранях направляющих, а требования к жесткости лимитируют до­пустимые контактные перемещения.

Если собственная жесткость сопряженных базовых деталей су­щественно больше контактной жесткости направляющих, то давле­ния на рабочих поверхностях определяют приближенным методом. При этом пренебрегают собственными деформациями деталей и рас­сматривают относительный поворот и смещение деталей как твердых тел вследствие деформаций поверхностных слоев. К таким деталям относят суппорты токарных, карусельных, зубофрезерных и других станков, консоли и шпиндельные головки фрезерных станков, стойки, короткие столы и т. п.

В противном случае, т. е. когда собственная жесткость базовых деталей соизмерима с контактной жесткостью направляющих, рас­чет производят с использованием теории балок и плит на упругом основании. К этой группе деталей относят ползуны карусельных и долбежных станков, суппорта и длинные столы фрезерных, про­дольно-строгальных станков и т. д.

Рассмотрим первый случай на примере расчета направляющих токарного станка с ЧПУ. Допускаем, что по длине направляющих давления изменяются по линейному закону, а по ширине направля­ющих из-за ее малости по сравнению с длиной давления будем счи­тать постоянными. Составляем расчетную схему для подвижного узла при действии на него всех сил: составляющих силы резания, массы узла, тяговой силы, реакций на рабочих гранях направля­ющих и соответствующих сил трения (рис.50). Принимаем систему координат и по расчетной схеме составляем уравнения равновесия подвижного узла

 

(2.14)

Контактные перемещения на направляющих входят составной частью в общее упругое перемещение всей несущей системы и опре­деляют точность обработки.

Жидкостную смазку между направляющими можно обеспечить либо за счет гидродинамического эффекта, либо подачей смазочного материала между трущимися поверхностями под давлением. До­стоинство жидкостной смазки в том, что отсутствует изнашивание направляющих, обеспечиваются высокие демпфирующие свойства и плавность движения.