MUNK
AANY
AG
A kvetelmnymodul megnevezse: Gpelemek szerelse
Hervay Pter
gyazsok s vzszerkezetek hasznlata a gpiparban
A kvetelmnymodul szma: 0221-06 A tartalomelem azonost szma s clcsoportja: SzT-014-30
MUNK
AANY
AG
GYAZSOK S VZSZERKEZETEK HASZNLATA A GPIPARBAN
1
GYAZSOK S VZSZERKEZETEK HASZNLATA A GPIPARBAN
ESETFELVETS MUNKAHELYZET
A szerszmgpek gya, llvnya a gp szerkezeti elemeit fogja ssze. Feladata gpen keletkezett erk, nyomatkok, dinamikus hatsok, valamint a krnyezet hatsait hivatott kiegyenlteni, ellenslyozni.
1. bra. Eszterga gyszerkezete
Ahhoz, hogy a szerszmgpet nllan tudja kezelni, az gyak, llvnyok megmunklsnak specialitsait ismerje, tbbek kztt tudnia kell vlaszolni az albbi krdsekre.
1. Milyen elemekbl pl fel egy szerszmgp statikai alrendszere? 2. Melyek az gyak, llvnyok fbb szerkezeti anyagai? 3. Melyek a vezetkek feladata s a velk szemben tmasztott kvetelmnyek? 4. Hogyan osztlyozhatjuk a csszvezetkeket, hogyan mkdnek? 5. Melyek a grdl vezetkek jellemzi? 6. Hogyan hatrozhatjuk meg az gyak llvnyok terhelhetsgt? 7. Hogyan szmtjuk ki a vezetkek terhelhetsgt?
Mieltt a krdseket megvlaszoln, tanulmnyozza t a szakmai informci tartalmat!
MUNK
AANY
AG
GYAZSOK S VZSZERKEZETEK HASZNLATA A GPIPARBAN
2
SZAKMAI INFORMCITARTALOM
1. GYAK, LLVNYOK SZEREPE, FELHASZNLSUK A gpgyak, llvnyok kls felletn tallhatk a klnbz vezetkek, amelyeknek a feladata a szerszmgp elmozdul elemeinek (sznoknak) a pontos vezetse. Az gyak, llvnyok bels rszeiben, regeiben helyezkedik el a szerszmgp hajtmve (hajtmvei), a villamos meghajt motor, a htrendszer, a vezrl berendezs egyes elemei.
A gpgyak, llvnyok feladata mg a megmunklskor keletkez erhatsok felvtele. A hajtmben lv fogaskerekek, szjak mkds kzben rezgseket gerjesztenek, amelyek a csatlakoz gpelemeken keresztl taddnak a szerszmnak, s ezek a rezgsek krosan befolysoljk a megmunkls pontossgt, a szerszmok elrs szerinti mkdst.
A rezgs jelensget cskkentsben is kiemelt szerepk van az gyak, llvnyok anyagnak helyes megvlasztsnak, konstrukcis kialaktsuknak.
A korszer szerszmgpek beptett teljestmnye, gy az alkalmazhat forgcsolsi paramterek nagysga is dinamikusan fejldik. Mindennaposs vlt a 10-20kW fmotor hajts, mell tbb (2 - 5) tengely egyidej mkdtetst is megvalst mellkhajtsok teljestmny ignye is elri a 10 kW-ot. A merevsgi krdseken tl, a konstrukcis kialaktsnak szem eltt kell tartania, hogy a megemelt beptett teljestmnyek maguk utn hozzk a megnvekedett forgcs mennyisget is, ezrt biztostani kell a nagy mennyisg forgcs eltvolthatsgt is a munkatrbl. Pldul az 1. brn lthat ferde gyas kivitel megolds a gravitcit segtsgl hvva biztostja a forgcs akadlytalan lepotyogst a munkatrbl.
2. A SZERSZMGPEK STATIKAI ALRENDSZRE Statikai alrendszer alatt a gp szilrd vzt rtjk, amely a funkcionlis egysgeket hordozza. A 2. brn ezek f rszeit s elnevezseit ltjuk.
MUNK
AANY
AG
GYAZSOK S VZSZERKEZETEK HASZNLATA A GPIPARBAN
3
2. bra. A statikai alrendszer elemei
1 - Alaplap 2 - gy 3 - llvny 4 - Oszlop 5 - Gerenda 6 - Ellentart 7 - Kereszttart
A szerszmgpek pontossga a statikai rendszer merevsgtl fgg. Megklnbztetnk:
- Cst statikus merevsget
- Cdin dinamikus merevsget
Statikus merevsgen a terhelsnek s az ltala okozott deformcinak a hnyadost rtjk.
MUNK
AANY
AG
GYAZSOK S VZSZERKEZETEK HASZNLATA A GPIPARBAN
4
salakvltozerevsghajltmer
mN
odselcsanyomatkcsamerevsgcsavar
varvar
szgNm
Ebbl az kvetkezik, hogy a hajlt- s csavarmerevsg szempontjbl a kr illetve a ngyszg keresztmetszetek felelnek meg a legjobban. Amennyiben az ignybevtel jellemzen hajlts akkor az I tartk a megfelelek.
Dinamikus merevsg a vltakoz terhelsek amplitudjval jellemezhet. A peridikusan vltoz terhelst okozhatjk:
- a forgcsol er, - a kiegyenslyozatlan tmegek, - az tviteli elemek pontatlansga miatti knyszerlengsek. Ha felttelezzk, hogy
dinst FF
akkor statdin fyf
ahol stF - a statikus terhels
dinF - a dinamikus terhels
stf - a statikus terhels hatsra az elmozduls
dinf - a dinamikus terhels hatsra az elmozduls y - az aplitd. A statikus merevsg:
st
stst f
FC ahonnan:
st
stst C
Ff
a dinamikus merevsg:
din
dindin f
FC ahonnan:
din
dindin C
Ff
Behelyettestve a statdin fyf sszefggsbe
st
st
din
din
CFy
CF
innen:
st
st
dindin
CFy
FC
Mivel feltteleztk, hogy dinst FF
ezrt
MUNK
AANY
AG
GYAZSOK S VZSZERKEZETEK HASZNLATA A GPIPARBAN
5
yC
C stdin vagyis din
st
CCy
Ezek szerint a dinamikus merevsget meghatrozza: a stC statikus merevsg - az lengst gerjeszt frekvencia - az 0 sajt frekvencia - a csillapts.
A 3. bra az jsgi fok fggvnyben mutatja az y amplitd vltozst klnbz csillapts esetn.
3. bra. Az din
st
CCy viszony vltozsa a csillapts s a jsgi fok
0 fggvnyben
Az bra jl rzkelteti, hogy az y akkor a legnagyobb, ha =0, vagyis a rezonancia esetn. A dinamikus merevsg ekkor a legkisebb. Ezt az llapotot el kell kerlni, mert a gp tnkremenetelt, a megmunkls sikertelensgt okozza. Minl jobban eltr az az 0-tl, annl jobb a rendszer dinamikus merevsge, mert az y cskken.
A 4. brn bordk alkalmazsval lehet a merevsget nvelni.
MUNK
AANY
AG
GYAZSOK S VZSZERKEZETEK HASZNLATA A GPIPARBAN
6
4. bra. Bordzatok alkalmazsa gyaknl, llvnyoknl
A szerszmgpeknl teht a statikus rendszer akkor j, ha a gerjeszt frekvencia az nfrekvencia alatt vagy felett van, s ha minl nagyobb a csillapts. A csillaptst elssorban az gyak, llvnyok anyaga s tmege befolysolja.
Az elbbiekbl kvetkezik, hogy a rendszer dinamikus merevsge tbbflekppen nvelhet. Vagy a statikus rendszer merevsgnek fokozsval, amit a megfelel keresztmetszet megvlasztsval, bordk alkalmazsval lehet nvelni.
Tovbbi lehetsg:
- a csillapts fokozsval, amikor olyan szerkezeti anyagokat hasznlnak az gyak, llvnyok megptsre, amelyeknek szvetszerkezeti tulajdonsgaiknl fogva j csillaptsuk van,
- az 0 sajtfrekvencia clszer belltsa, amit a rendszer statikus merevsgn keresztl, elssorban annak tmege hatroz meg,
- ismeretes megolds a forg gpalkatrszek dinamikus kiegyenslyozsa is, ezzel is cskkenthetjk a belengsre val hajlamot.
MUNK
AANY
AG
GYAZSOK S VZSZERKEZETEK HASZNLATA A GPIPARBAN
7
3. AZ GYAK, LLVNYOK ANYAGAI
3.1. ntttvas
A leggyakrabban hasznlt anyag az gyak, llvnyok ptsre. Az ntszeti technolgia lehetv teszi a bonyolult formk, merevtsek, bordk, lekerektsek ltrehozst. Knny nthetsg jellemzi, kitlti a bonyolult forma reget, megmunklhatsga j, s kivl a rezgscsillapt hatsa.
Az alkalmazott ntttvas szrke nyersvas 2,4 3,6% C-tartalommal. A megfelelen belltott szn s szilicium tartalom mellett a trete jellegzetesen szrke felletet ad, ezrt is nevezik szrkentvnynek. Az 5. brn a jl ismert Fe-C llapotbrt ltjuk, amin behatrolhat az ntttvasak terlete.
5. bra. bra. Fe-C llapotbra
3.2 Gmbgrafitos ntvnyek
A szrkentvny tovbbi finomtsval jn ltre a gmbgrafitos ntttvas. A modifikls (finomts, mdosts) sorn ferrosziliciumot hasznlnak, de hasznlhat mg sziliko-aluminium, kalcium-szilicid, vagy kalcium-karbid. A szilicium tvz hatsra a grafiteloszls finomabb lesz, a grafitlemezkk gmb alakra deformldnak. A gmbgrafitos szerkezettel a szilrdsgi viszonyok javulnak, de a csillaptsa nagy szrst mutat.
3.3 Aclntvnyek
A szerszmgpeknl ritkn alkalmazzk. Jobban vetemedik mint az ntttvas, s rosszabb a csillaptsa is. Az aclntvnybl kszlt gyakat, llvnyszerkezeteket mestersges regbtsnek - feszltsgmentest hkezelsnek kell alvetni, ami a nagymret gptestek gyrtsakor komoly problmt jelent. Akkor alkalmazzuk az aclntvny gptesteket, ha extrm nagy terhelsnek van kitve a szerszmgp.
MUNK
AANY
AG
GYAZSOK S VZSZERKEZETEK HASZNLATA A GPIPARBAN
8
3.4 Hegesztett szerkezetek
Egyedi gpgyrtsban, clgp-ptsben, vagy nagyon nagymret gpek ksztskor alkalmazzk a hegesztett gyszerkezeteket. Egyszer geometrij aclidomokbl hegesztik ssze az gy- llvnyszerkezeteket. Hegeszts utn feszltsgmentest hkezelsre van szksg. A gyrts a tervezstl (vgeselem modellezs) a kivitelezsig automatizlhat, gy gazdasgoss tehet a gyrts. A 6. bra egy hegesztett gptestet mutat.
6. bra. Hegesztett gptest
3.5 Polimerbetonok
A polimerbetonok szemcss tltanyagok, ltalban kvarcliszt s manyag ktanyag keverke. Ez az anyag tulajdonsgait tekintve valahol a beton s az ntttvas kztt van. Ha a beton oldalrl vizsgljuk, akkor annak minden kedvez tulajdonsgt meghaladja. Ha az ntttvassal hasonltjuk ssze, szilrdsgi tulajdonsgai kisebbek, de igen kedvez csillaptssal br. A 7. brn egy polimerbeton gpgy lthat.
7. bra. Polimerbeton gpgy
MUNK
AANY
AG
GYAZSOK S VZSZERKEZETEK HASZNLATA A GPIPARBAN
9
A 8. bra az ntttvas s a polimerbeton gpgy csillaptst hasonltja ssze. Rendkvl j korrzill, hllsga megfelel, elektromosan tkletesen megfelel (szigetel).
8. bra. ntttvas s polimerbeton csillaptsa
A homok j rezgsszigetel. Elksztik acllemezekbl, tartkbl a gptest tart s hordoz rszeit, az regeket kitltik homok-mgyanta keverkkel, dnglik, h hatsra a mgyanta megkt. A vz szilrdsgt az aclszerkezet adja, rezgscsillaptst pedig a homoktltet biztostja. Kisebb teljestmny gpek ptsnl alkalmazzk.
3.6 Betongy
Mint mr lttuk, a gptest rezgscsillaptsnak nvelse a beptett
