Nosn struktury OS rmy P 3 1 Rm

Nosné struktury OS - rámy P 3 1

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. 2

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

Otevřený rám- typ C § Vřeteno vodorovně 4

Otevřený rám - typ C § Vřeteno svisle 5

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

Uzavřený rám - typ O § Gantry 7

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

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

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

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

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

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

Hydrobeton § Tenké ocelové svařence vyplněné hydrobetonem § ke zvýšení tlumicích schopností 14

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

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

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

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

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) 19

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 20

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

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

Lože § dlouhé, nízké § nutnost žebrování 23

Lože § optimalizace MKP § litina, ocel, betony 24

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

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

Stojan, příčník, konzola § Žebrování základního profilu 27

Stojan, příčník, konzola § Optimalizace MKP § litina, ocel 28

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

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

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

Deskové části rámu § Nízké § nutnost žebrování 32

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

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 34

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 35

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

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

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 38

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

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

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