Cubierta protectora de riel
La cubierta protectora del riel guía de las máquinas herramienta es un componente importante para proteger equipos eléctricos como rieles guía de máquinas herramienta, motores de control, tornillos de transmisión, cables, etc. Puede evitar el refrigerante, cortes de limaduras de hierro, etc. . entren en el interior de la máquina herramienta. Además, la cubierta protectora también contribuye a embellecer el aspecto de la máquina herramienta. Por ello, en los últimos años, el diseño de fundas protectoras para máquinas herramienta ha comenzado a llamar la atención de la gente.
A la hora de diseñar la estructura de la cubierta protectora de la máquina herramienta, los parámetros relevantes son más importantes y están relacionados con aspectos clave como la producción e instalación de la cubierta protectora. Los principales parámetros estructurales de la cubierta protectora de la máquina herramienta incluyen la longitud máxima estirada de la cubierta protectora, la longitud mínima comprimida, el número de secciones de la cubierta protectora, el ancho de la cubierta protectora, etc. Además, se utilizan tiras de sellado en algunas cubiertas protectoras de máquinas herramienta de alta velocidad, y el cálculo de la vida útil de las tiras de sellado afectará el cuidado y mantenimiento de la cubierta protectora. Por ello, en este artículo se proponen métodos y fórmulas de cálculo de los parámetros estructurales de la cubierta protectora de la máquina herramienta. El cálculo de estos parámetros ayuda en el diseño, producción e instalación de cubiertas protectoras [1].
1 Requisitos de diseño de parámetros para la cubierta protectora del riel guía de la máquina herramienta
Los parámetros de cálculo de la cubierta protectora de la máquina herramienta se refieren principalmente a la estructura física y el tamaño de la cubierta protectora. Algunos de estos parámetros se pueden medir directamente, mientras que otros deben calcularse utilizando parámetros conocidos. Si los parámetros obtenidos por el diseñador no tienen valores precisos o los parámetros son contradictorios o entran en conflicto entre sí, el resultado serán errores en la fabricación e instalación de la cubierta protectora, o incluso fallas en su producción o instalación, causando muchos problemas. . Por lo tanto, este artículo deduce y calcula varios parámetros necesarios para diseñar una cubierta protectora y analiza la relación entre cada parámetro, y finalmente aclara el proceso de diseño estructural y el método de cálculo de parámetros de la cubierta protectora.
2 Fórmulas comúnmente utilizadas para el diseño estructural de cubiertas protectoras de carriles guía de máquinas herramienta.
Según los parámetros estructurales conocidos de la cubierta protectora, se pueden utilizar diferentes fórmulas de cálculo para resolver la incógnita. Parámetros estructurales de la cubierta protectora [2]. El diseño estructural de la cubierta protectora específica se muestra en la Figura 1.
1) Si la cantidad máxima de estiramiento de la cubierta protectora Lmax, la cantidad de indentación de la primera sección Ffirst, la cantidad de escalonamiento de la hoja E, el número de secciones de la cubierta protectora n y la cantidad de superposición de dos secciones adyacentes las secciones C son conocidas, encuentre la protección La cantidad de contracción mínima de la cubierta protectora Lmin, la longitud promedio de cada sección Lev, la longitud de la primera sección Lfirst
2) Si la cantidad de contracción mínima de la cubierta protectora Lmin, el número de secciones de la cubierta protectora n, la cantidad de contracción de la primera sección Ffirst y la cantidad de superposición C de dos secciones adyacentes, la cantidad de escalonamiento de la hoja E, encuentre la cantidad máxima de estiramiento Lmax de la cubierta protectora, la longitud promedio de la cubierta protectora Lev de cada sección, y la longitud de la primera sección Lfirst;
3) Cálculo de los parámetros del ancho de la cubierta protectora
El ancho de la cubierta protectora incluye dos indicadores: el ancho de la cubierta protectora y el ancho del lateral. Si se sabe que el ancho de la parte superior de la cubierta protectora es Hup, el espesor de la placa de la cubierta protectora D, el número estimado de secciones de la cubierta protectora N y el ancho del riel guía de la máquina herramienta Hg, resuelva para la anchura de la funda protectora Hz y la anchura del lateral de la funda protectora Hc. La fórmula específica es la siguiente:
El proceso de solución es el siguiente:
Primero, de acuerdo con el ancho superior indeterminado de la cubierta protectora, use la fórmula (7) para estimar el número de secciones de la cubierta protectora; luego use la fórmula (8), calcule el ancho de la cubierta protectora en función del ancho del riel dado y el espesor de la placa de la cubierta protectora, finalmente use la fórmula (9) para calcular el ancho lateral de la cubierta protectora;
3 Análisis de la vida útil de la tira de sellado de la cubierta protectora del riel guía de la máquina herramienta
El diseño del anillo de sellado de la cubierta protectora o la tira de sellado tiene principalmente dos indicadores. Uno es la apariencia. diseño, incluido el tamaño, la selección de materiales, etc.; el otro es el diseño de la vida útil. Dado que las dimensiones exteriores de las tiras selladoras utilizadas en diferentes tipos de cubiertas protectoras son diferentes, este artículo no realiza un análisis detallado del diseño de la forma exterior de las tiras selladoras. Sin embargo, los materiales de las tiras selladoras de la cubierta protectora son en su mayoría los mismos y el cálculo de su vida útil es universal. Por lo tanto, el método de cálculo de parámetros de la vida útil de las tiras selladoras se analiza a continuación. Generalmente, la vida útil de la tira selladora está relacionada principalmente con la velocidad de movimiento. Cuanto mayor es la velocidad de movimiento, más corta es la vida útil. En la actualidad, desde la perspectiva de la velocidad de trabajo de las máquinas herramienta, las máquinas herramienta se pueden dividir en máquinas herramienta ordinarias y máquinas herramienta de alta velocidad. La velocidad de movimiento de la cubierta protectora de las máquinas herramienta ordinarias es generalmente de 1 m/min ~ 30 m/min; la velocidad de movimiento de la cubierta protectora de las máquinas herramienta de alta velocidad puede alcanzar 30 m/min ~ 200 m/min. Al calcular la vida útil de la tira de sellado, se utiliza principalmente la velocidad promedio V del movimiento relativo entre las cuchillas de la protección de la máquina herramienta. Por lo tanto, la velocidad no es muy grande, generalmente alrededor de 3 m/min.
La tira de sellado de la cubierta protectora utiliza principalmente poliuretano Akron como principal materia prima de fabricación. La tasa de desgaste de esta materia prima puede rondar el 0,05.
Por lo tanto, suponiendo que la cubierta protectora de la máquina herramienta se compone de 5 cuchillas, la cantidad de desgaste de la cubierta protectora de la máquina herramienta generalmente se puede calcular como m=(0,05/1,61x103)x(60V/5)=1,12 m3/h. También se puede inferir de esto que el tiempo de trabajo efectivo de la tira selladora es t=M/m=3315/1,12=2911h, donde M es el valor máximo de desgaste. Según el cálculo de que el período de mantenimiento de las máquinas herramienta en general es de 3 a 5 años, la vida útil de la tira de sellado de la cubierta protectora puede alcanzar completamente el período de mantenimiento de la máquina herramienta, y la tira de sellado o el anillo de sellado se pueden reemplazar durante la máquina. mantenimiento de herramientas [3].
En cuanto al cálculo de los parámetros de la cubierta protectora, este artículo utiliza la fórmula de cálculo del mecanismo tradicional para el cálculo. De hecho, en el proceso de cálculo real, también se pueden diseñar varios parámetros con la ayuda de una computadora. Por ejemplo, el software de análisis ANSYS WORKBENCH se utiliza para analizar la respuesta dinámica de la expansión y contracción de la cubierta protectora, analizar el rendimiento dinámico de diferentes estructuras de la cubierta protectora y, finalmente, seleccionar la estructura de mejor rendimiento para el diseño asistido por computadora. Además, al diseñar los parámetros exteriores de la cubierta protectora, se deben considerar la instalación y otras condiciones. Por tanto, es necesario dejar suficiente redundancia a la hora de diseñar la apariencia para facilitar la instalación y garantizar el normal funcionamiento de la máquina herramienta. Por ejemplo, al diseñar la extensión máxima de la cubierta protectora de la máquina herramienta, puede consultar la longitud del tornillo de la máquina herramienta y alargar el tornillo de la máquina herramienta de 3 a 5 veces al calcular la contracción mínima de la cubierta protectora; Reduzca el tornillo de la máquina herramienta según el cálculo de 3 a 5 veces la longitud adecuada. La fórmula utilizada en este artículo ha tenido en cuenta esta situación, pero si se diseña la cubierta protectora de un centro de mecanizado grande, se debe ajustar de acuerdo con la situación real para cumplir con los requisitos de diseño.
4 Conclusión
La cubierta protectora del riel guía es una parte muy importante de las máquinas herramienta de alta velocidad, que puede proteger los rieles guía y otros componentes. Este artículo analiza en detalle la estructura de la cubierta protectora de máquinas herramienta de alta velocidad y la relación entre los parámetros relacionados. Las fórmulas de cálculo de varios parámetros propuestas en este artículo también proporcionarán orientación para la fabricación e instalación de cubiertas protectoras para máquinas herramienta de alta velocidad.