Nosné struktury OS - rámy

Prezentace na téma: "Nosné struktury OS - rámy"— Transkript prezentace:

1 Nosné struktury OS - rámy
P3

2 Rám OS Charakteristika
Rám obráběcího stroje je soustava těles, které mezi sebou přenášejí účinky všech působících statických i dynamických sil. Tyto síly přenášejí do základu stroje.

3 Rám OS Požadované vlastnosti : statická tuhost dynamická stabilita
teplotní stabilita ekonomičnost výroby Typy rámů : dělený rám (spojený předepnutými šrouby) nedělený rám otevřený uzavřený

4 Otevřený rám- typ C Vřeteno vodorovně

5 Otevřený rám - typ C Vřeteno svisle

6 Uzavřený rám - typ O Typy : portál s pojízdným stolem

7 Uzavřený rám - typ O Gantry

8 Vlastnosti základních typů rámu
Otevřený : menší tuhost snadnější manipulace s obrobkem frézky, soustruhy, vyvrtávačky, vrtačky Uzavřený vyšší tuhost omezení maximální velikosti obrobku portálové frézky, karusely hoblovky

9 Materiály pro stavbu rámů
Při výběru materiálu se zohledňují: vlastnosti stavebního materiálu výrobní faktor ekonomický faktor

10 Odlitky z šedé nebo tvárné litiny
Nízká cena Dobré tlumicí schopnosti X Nízké E a G Pnutí v odlitcích potřeba modelu Hmotnější rámy

11 Ocel Odlitky Svařence z plechů a profilů vyšší E X
menší tlumicí schopnosti

12 Lehké kovy Použití jen výjimečně z důvodu vysoké ceny slitiny hliníku

13 Minerální litina Anorganické látky v pryskyřici Lití do forem
velmi dobré tlumení malá délková roztažnost ekologický materiál

14 Hydrobeton Tenké ocelové svařence vyplněné hydrobetonem
ke zvýšení tlumicích schopností

15 Granit řezané bloky přírodní žuly, těžba v Africe velmi dobré tlumení
teplotní stabilita homogenita

16 Částicové kompozity Kuličky nebo krátká vlákna kov, keramika,sklo
v pryskyřicové matrici velmi dobré tlumení jako výplň svařenců

17 Vláknové kompozity Orientovaná vlákna, nejvíce uhlíková v pryskyřicové matrici Vrstvený materiál vysoké E malá hmotnost

18 Sendvičové konstrukce
Základní materiál : ocelový svařenec Vyplnění : Kovové pěny na bázi Al Částicové kompozity vysoké tlumení

19 Zhodnocení materiálů pro stavbu nosných struktur OS
Litina, ocel - stále používány nejvíce, zejména u konvenčních strojů Minerální litina, granit - z důvodu tlumicích schopností se užívá u brusek Kompozitní materiály - vysoce dynamicky namáhané díly ( vysoké otáčky, vysoké pojezdové rychlosti)

20 Výpočtová kontrola dílů rámu
Analyticky jako velmi zjednodušený model (nosník, deska, křivé pruty) MKP : numerická metoda pro řešení fyzikálních úloh : tuhost, pevnost, dynamické úlohy, teplotní úlohy, akustické, elektromagnetické, biomechanické,…. Založena na myšlence diskretizace spojitého kontinua do konečných prvků

21 Výpočtová kontrola dílů rámu
Pomocí MKP se provádí : tvarová optimalizace z hlediska dosažení malé hmotnosti a vysoké tuhosti variantní řešení žebrování tuhostní kritéria

22 Základní díly rámů - lože
Nepohyblivý díl připevněný k základu stroje Musí přenést veškeré tíhové síly zbytku stroje, řezné síly  zatížení tlakem, krutem

23 Lože dlouhé, nízké  nutnost žebrování

24 Lože optimalizace MKP litina, ocel, betony

25 Stojan, příčník, konzola
Podle koncepce stroje pevný nebo pohyblivý díl Zásadně jako uzavřený profil

26 Stojan, příčník, konzola
Tíhové síly, řezné síly Namáhání ohybem a krutem  Vhodný základní profil

27 Stojan, příčník, konzola
Žebrování základního profilu

28 Stojan, příčník, konzola
Optimalizace MKP litina, ocel

29 Skříňové části rámu Uložení pohonných systémů : vřeteník smykadlo
koník suporty

30 Skříňové části rámu Nosná funkce pro kinematický řetězec převodovek -
Namáhání : řezné síly, tíhové síly ,reakce z pohonných mechanismů nutná vysoká tuhost tlumení ocel, litina

31 Deskové části rámu Upínací deska karuselu Lícní deska soustruhu
Upínací deska otočného stolu

32 Deskové části rámu Nízké  nutnost žebrování

33 Deskové části rámu Tuhost - optimalizace pomocí MKP ocel, litina

34 Vývojové trendy ve stavbě rámů OS
Pevné části rámu velmi tuhé, mohutné, z důvodu dobrého tlumení často vyplňované jiným materiálem Pohyblivé části velmi tuhé, značná snaha o minimalizaci hmotnosti ( setrvačné síly) Nekonvenční materiály

35 Ukládání strojů způsob uložení - je dán vlastnostmi stroje a provozními požadavky : velikost stroje velikost přemísťovaných hmotností tuhost spodku stroje a možnost vyrovnávání stroje do vodorovné polohy velikost rázů vznikajících při obrábění možnost výskytu rušivých kmitů v okolí

36 Ukládání strojů Na podlahu dílny - malé stroje do 10 t hmotnosti
tuhé podložky, podlití stroje pružné podložky Na samostatný základ - střední, velké stroje na zemní vrstvy- obráběcí stroje na pružné prvky - točivé stroje, tvářecí stroje, brusky, stroje na ozubení

37 Ukládání stroje Požadavky na uložení stroje : tuhost
dynamická stabilita teplotní stabilita ekonomičnost

38 Základ stroje Typy základů : plošné základy- armované betonové bloky
hlubinné základy- piloty, šachtové Izolace základu aktivní - izolovat okolí od účinků stroje pasívní - izolovat stroj od vlivu okolí podsypy, pružné koberce

39 Základ stroje Spojení lože se základem - stavěcí fixátory tuhost
výšková přestavitelnost

40 Základ stroje Návrh potřebné výšky základu , aby bylo dodrženo tuhostní kritérium ( maximální dovolený průhyb) orientačně podle norem a tabulek výpočtem - geologický průzkum staveniště stanovení tuhosti podloží výpočet průhybu základu pod působícími tíhovými silami

41 Návrh základu stroje Technická představa:
systém svislých a vodorovných pružin představujících zemní podloží