Obrabotka Metallov. 2016 no. 1(70)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 1 (70) 2016 37 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ 2. Паллета опирается на жесткие круговые направляющие саней стола (внешний диаметр 3,6 м). 3. Расчетными нагрузками являются соб- ственные веса паллеты (380 кН для серийной паллеты) и обрабатываемой детали (2 МН). 4. Полагаем, что обрабатываемая деталь опирается в угловых зонах паллеты. Внешняя нагрузка F от веса детали и паллеты в предель- ном случае характеризуется силами F i ( i = 1, …, 4), приложенными в угловых точках паллеты (рис. 7). Нагрузка F i вычисляется по формулам сопротивления материалов [16]:              1 / 4 1 / / 2 / / 2 i F F x L y B . 5. Центр тяжести детали A (рис. 7) в пло- скости xy имеет эксцентриситет по отношению к вертикальной оси стола на 1/20 длины и 1/30 ширины паллеты; это – наибольшее значение эксцентриситета, установленное на основе ана- лиза конфигураций встречающихся на практике крупногабаритных деталей. Результаты расчета паллеты методом конеч- ных элементов приведены на рис. 8 и в табл. 6. Анализ результатов показывает, что наличие ре- бер по нижнему контуру паллеты повышает ее жесткость на 40 %. Максимальные напряжения не превышают 8 МПа. Наибольшая относитель- ная деформация паллеты (число КЭ равно 757) при неравномерном распределении нагрузки от веса обрабатываемой детали составляет 1,2 ∙10 –5 (см. рис. 6). Полученный результат меньше при- нятого критерия жесткости 2∙10 –5 . За критерий жесткости принимается угол наклона паллеты у направляющих, непосредственно влияющий на работоспособность гидростатических направля- ющих [17]. На практике вместо угла наклона ис- Т а б л и ц а 6 Результаты расчета жесткости паллеты МКЭ Число конечных элементов Максимальные вертикальные перемещения, мм Нагрузка равномерная Нагрузка неравномерная 199 0,259 0,328 757 0,211 0,249 1044 0,208 – Толщина, мм: 60 (60) верхняя плита 30 (60) боковые стенки 20 (50) внутренние перегородки ребра 60 (60) Вертикальное перемещение, мм 0,427 (0,249) Масса, т 24,4 (38,12) Рис. 8. Деформированное состояние палле- ты при неравномерном приложении нагруз- ки от веса обрабатываемой детали пользуется вертикальная линейная относитель- ная деформация, определяемая на поверхности паллеты и равная 2∙10 –5 при ширине направляю- щих стола 1 м, толщине масляного слоя 4∙10 –5 м. Паллета имеет повышенную жесткость и, следо- вательно, избыточную массу. В результате расчета на основе МКЭ получен вариант конструкции с меньшей массой (в скоб- ках – параметры серийной конструкции). Следовательно, для заданной компоновки паллеты ее масса уменьшилась на 36 % по срав- нению с массой серийной конструкции. Задача оптимального проектирования палле- ты имеет следующий вид: минимизировать                 0 1 1 k m i j i j V V (5) при ограничениях: перемещения ψ 1 = 1 – δ/[δ] ≥ 0, напряжения ψ 2 = 1 – σ экв /[σ] ≥ 0, устойчивость ψ 3 = 1 – n σ/σ кр ≥ 0, собственная частота ψ 4 = p 1 /[ p 1 ] – 1 ≥ 0