Wytrzymałość mechanizmu jarzmowego strugarki poprzecznej

[StudentIB]

Witam,

zastanawiam się jak podejść do analizy wytrzymałościowej mechanizmu jarzmowego strugarki poprzecznej (schemat na zdjęciu poniżej):

Kod: Zaznacz cały

https://imgur.com/MEZ8OFd

Pierwsza kwestia to który moment pracy mechanizmu wybrać do analizy (w którym momencie mechanizm będzie najbardziej obciążony) ? Na razie przyjąłem, że przy maksymalnym wysuwie narzędzia, czyli taki układ jak na załączonym rysunku. Druga sprawa to jak uprościć ten mechanizm do ręcznych obliczeń wytrzymałościowych (zawsze można zrobić analizę MES, ale nie w tym rzecz) ? Pomysł jaki mam na tę chwilę to potraktować czerwone ramię jako belkę podpartą w dwóch miejscach i uznać, że mechanizm jest obciążony tylko siłą reakcji od nacisku narzędzia na obrabiany przedmiot:

Kod: Zaznacz cały

https://imgur.com/eQW5klV

Czy to podejście jest prawidłowe ? A może należałoby to rozwiązać inaczej - jeśli tak to w jaki sposób ? I co z pozostałymi elementami mechanizmu - jak je przeanalizować pod kątem wytrzymałości ?

W literaturze znalazłem niestety tylko analizy kinematyczne tego typu mechanizmów. Nic na temat obliczeń wytrzymałościowych.

Z góry dziękuję za pomoc

[kruszewski]

Kod: Zaznacz cały

http://www.kdm.p.lodz.pl/wyklady/wyklady/tmmstud.pdf

Tę pozycję warto starannie przeczytać od str.70 .
W mechanizmach nie wolno pomijać sił masowych elementów poruszających się.
Siła na ostrzu narzędzie zależy od kształtu ostrza, prędkości ruchu narzędzie względem przedmiotu, materiału przedmiotu struganego. Potrzebne dane można znaleźć w odpowiednich pozycjach literatury.
Masy suwaka, kulisy, trzeba przyjąć szacunkowe wg doświadczenia wytwórców (podglądnąć jakie i do jakih warunków skrawania stosują inni, którzy mają pewne w tym doświadczenia.
Jeżeli pisze Pan o narzędziu to mechanizm taki jest podstawowuym w obrabiarkaach skrawających, strugarkach poprzecznych. Zatem tam są do znalezienia wytyczne i wzorce.
Zacząłbym od:
- Obrabiarki do skrawania metali. Stefan Lewandowski
- Projektowanie obrabiarek. Lucjan Tadeusz Wrotny

Które elementy chce Pan obliczać na wytrzymałość?

[StudentIB]

Dziękuję za odpowiedź. Chodzi tu właśnie o mechanizm stosowany w strugarce poprzecznej. Szukałem informacji w książkach “Podstawy konstrukcji obrabiarek” Wrotnego oraz “Obrabiarki do skrawania metali” Balula. Są tam informacje o tego typu mechanizmach, ale niestety tylko pod kątem kinematyki. Nie ma tam nic o wytrzymałości.

Ma Pan rację, że należy jeszcze uwzględnić ciężar własny elementów. Ale czy poza tym podejście, o którym pisałem w pierwszym poście (ramię mechanizmu jako belka) jest prawidłowe ? Jeśli chodzi o to, które elementy mnie interesują pod kątem obliczeń wytrzymałościowych to najlepiej wszystkie, które da się analitycznie sprawdzić pod tym względem. A szczególnie to czerwone ramię.

[kruszewski]

Nie tylko ciężary elementów ale i ich siły bezwładności, które są niekiedy niebagatelne.
Znam przypadek zniszczenia napędu podobnego mechanizmu kiedy zaniedbano uwzględnienie mas jego członów.
Jarzmo jest belką opartą obrotowo jednym końcem w podporze nieprzesuwnej drugim końcem obrotowo w suwaku obciążonym siłami masowę i skrawania jako siła akcji. Drugą reakcją jest tu zmienna co do położenia, wartości i kierunku siła działająca na czop kamienia. Można posłużyć się wykresem "linie wpływu" dla masksymalnego przekroju wióra i maksymalnych prędkość skrawania i skok. Oczywista, można na drugą reakcję wybrać "podporę" obrotową o zmiennym położeniu i zmiennej siłe skrawanie i masowej pochodząceej od ruchy suwaka. Wtedy siła działajaca na jarzmo jest siłą działania czopa na kamień.

[StudentIB]

O tych siłach bezwładności doczytam jeszcze w książkach od teorii maszyn i mechanizmów, pamiętam, że są tam rozdziały na ten temat.

Czy w takim razie schemat belki, który przedstawiłem na tym rysunku jest prawidłowy ?

Kod: Zaznacz cały

https://imgur.com/SOeslyq

Przyjąłem tu dwie podpory przegubowe i siłę od narzędzia. Właściwie to schemat powinien przedstawiać wysunięcie narzędzia z drugiej strony (tam jest węższa część), ale mniejsza z tym.

[kruszewski]

Brak sił bezwładności.

Dodano po 29 minutach 37 sekundach:
Schemat, bardzo uproszczony

[StudentIB]

Na razie ich nie uwzględniałem, bo muszę się jeszcze zapoznać z tym tematem. Dlatego zrobiłem schemat uwzględniający tylko statykę chcąc najpierw się upewnić, że jest poprawnt zanim przejdę do dynamiki.

Dziękuję bardzo za pomoc. A co oznacza ta pionowa strzałka prostopadła do siły \(\displaystyle{ F}\) ? To symbol końcówki narzędzia ?

[kruszewski]

One mogą być tak duże, że siła na ostrzu jest jest przy nich mało zauważalna.
Proszę poczytać o ilości skoków suwaka minutę i wyobrazić sobie masę suwaka taką, że mógłby Pan mieć kłopot z jego uniesieniem.A jarzmo to też nie trzy patyki.