6.4.2 .Tính chọn động cơ
6.5. Tínhchọn ray dẫn hướng
6.5.1.Ray dẫn hướng (linear guide)
Hệ thống ray dẫn hướng có nhiệm vụ dẫn hướng cho các chuyển động của bàn theo phương X,Y và chuyển động lên xuống theo trục Z của đầu dao.Yêu cầu của hệ thống ray dẫn hướng phải thẳng, có khả năng tải cao, độ cứng vững tốt, khơng có hiện tượng dính, trơn khi trượt.
Có 2 loại ray dẫn hướng thơng dụng : ray vng, ray trịn.Có nhiều hãng sản xuất như: THK của Nhật, HIWIN của Đài Loan.
- Ray trịn có 2 loại: ray trịn khơng đế, ray trịn có đế. So với ray vng loại ray trịn có rất nhiều nhược điểm: máy chạy rung rất nhiều, nhanh phá hỏng trục tròn, chịu tải thấp…Nhưng giá thành rẻ nhơn nhiều so với ray vuông, nếu sử dụng cho các loại máy cnc cỡ nhỏ có thể sử dụng được.
Hình 5. 3. Ray trượt trịn khơng đế
- Ray vng có giá thành cao hơn so với ray trịn nhưng có ưu điểm hơn hẳn Ray
vng hoạt động êm hơn, chịu được tải trọng lớn, tuổi thọ, tuy nhiên đi kèm là giá thánh cao.
6.5.2. Tiến trình tính tốn
- Từ điều kiện làm việc như khối lượng đặt lên ray, vận tốc, gia tốc,…ta tính tốn các thơng số về thời gian, quãng đường khi cho cầu máy dịch chuyển trên hành trình, bao gồm :
- Tải trọng tác động lên từng con trượt.
-Tải trọng tĩnh C0 , từ đó tính tải trọng động cho phép C. -Tính tốn, kiểm nghiệm tuổi thọ danh nghĩa.
Nếu không thỏa mãn tuổi thọ danh nghĩa, ta chọn lại ray dẫn hướng. a) Tínhchọn ray dẫn hướng trục Z0
Xác định điều kiện làm việc:
Khối lượng bàn máy, các cột liên kết dẫn động theo trục Z0 : WZ0 = 20 (kgf). Tốc độ chạy không lớn nhất: v=10m/ph
Lực tác dụng lên mỗi Block của ray trượt được tính theo sơ đồ sau: Chon sơ bộ khoảng cách c = 160 mm, d=160 mm.
Hình 5. 5. Sơ đồ lực tác dụng lên ray dẫn hướng trục Y Trong đó: Ngoại lực F = 0 (N); WZ0 = 20 (kgf) P1=P2=P3=P4 =W 4Z 0 =20 4 =5 (kgf) Tải trọng tính tốn: P=max(P1 ,P 2 ,P 3 , P 4 ¿ =5 (kgf) Tải trọng tĩnh:
là hệ số an tồn tĩnh cho tải trọng đơn. Lấy
C
0=5.3=15 (kgf)
b)Tính tốn đường dẫn hướng cho trục Z1 Xác định điều kiện làm việc:
Hình 5. 15. Sơ đồ lực tác dụng lên trục Z1
Chon sơ bộ khoảng cách c=100mm, d=160mm, h=50mm. Lực tác dụng lên mỗi Block của ray trượt được tính theo sơ đồ: Trong đó: ngoại lực F = 0 (N); Wz = 30 (kgf) P1=P2=P3=P4 =W 2..dh = 30. 2.16050 =4,69 (kgf) Do đó tải trọng tính tốn: P=max(P1 ,P 2 ,P 3 , P 4 ¿ =4,69 (kgf) Tải trọng tĩnh :
là hệ số an toàn tĩnh cho tải trọng đơn. Lấy
C0=4,69.3=14,07 (kgf)
c)Tínhchọn ray dẫn hướng trục Z2
Xác định điều kiện làm việc:
Khối lượng bàn máy, các cột liên kết dẫn động theo trục Z2 : WZ2 = 15 (kgf). Tốc độ chạy không lớn nhất: v=10m/ph
Lực tác dụng lên mỗi Block của ray trượt được tính theo sơ đồ sau: Chon sơ bộ khoảng cách c = 90 mm, d=90 mm.
Hình 5. 16. Sơ đồ lực tác dụng lên trục Z2
Hình 5. 17. Sơ đồ lực tác dụng lên ray dẫn hướng trục Y
Trong đó: Ngoại lực F = 0 (N); WZ0 = 6,1 (kgf) P1=P2=P3=P4 =W 4Z 0 =6,1 4 =1,53 (kgf) Tải trọng tính tốn: P=max(P1 ,P2 ,P3 , P4 ¿=1,53 (kgf) Tải trọng tĩnh:
là hệ số an toàn tĩnh cho tải trọng đơn. Lấy
C0=1,53.3=4,59 (kgf)
72
Trục Z0 Z1 Z2
Dựa vào tải trọng tĩnh tính tốn được ở bảng trên ta chọn vít me TRS15VN của hãng TBI với các thơng số sau.
Hình 5.18. Vít me TBI
+ Chiều dài ray
LZ0 = 1550mm