Siła docisku, a siła posuwu w grubościówce

Cześć!

Mam problem z dobraniem odpowiedniej siły docisku wałów posuwowych w strugarce grubościowej oraz siły posuwu. Siła posuwu jest równa sile dociskowej przedniego wału oraz współczynnikowi przyczepności. Także siła posuwu jest równa iloczynowi siły docisku tylnego wału posuwowego oraz współczynnikowi przyczepności. Zatem każdy walec powinien samodzielnie generować siłę posuwu.

Do obliczeni siły docisku potrzebny jest siła posuwu. Ale do obliczenia siły posuwu jest również potrzeba siła docisku, ze względu na siły tarcia wynikające z nacisku walców. Otrzymuję dwie proste które opisują zmianę posuwu funkcji docisku przedniego wału. Problem jest w tym, że przecinają się w w ujemnym argumencie funkcji.

Miał ktoś do czynienia z liczeniem sił w grubościówce?

Witaj.
Ciekawy temat rozpracowujesz.
Jeżeli mogę coś podpowiedzieć i zasugerować.
Przede wszystkim podchodzisz do tematu "od środka" a nie od początku.

Wiec tak.
1. Najpierw musisz założyć z jaką prędkością "u" chcesz obrabiać drewno tą grubościówką (zakładam że materiał obrabiany to będzie drewno).
2. Musisz założyć ile grubości materiału (drewna) ma ta grubościówka "frezować"

Mając te dwa parametry, z parametrów obróbki drewna frezem o zadanej średnicy otrzymasz siłę z jaką frez będzie wywierał na obrabianą powierzchnię drewna P' oraz siłę nacisku jaką frez będzie wywierał na twoją obrabianą deskę Pa" (w kierunku normalnym do powierzchni deski).

Siła docisku Pa" wraz ze współczynnikiem tarcia deski o blat grubościówki będzie generować siłę tarcia Ts.

I teraz najważniejsze: Siła reakcji freza na obrabianą deskę P' oraz siła tarcia Ts (obie skierowane w prawo na twoich szkicach) muszą zostać zrównoważone przez siłę Pp1 pierwszego wałka dociskowego (który jednocześnie będzie wałkiem napędowym posuw deski). Wiedząc, że musisz uzyskać siłę Pp1 i znając współczynnik tarcia tocznego wałka dociskowego do drewna obliczysz siłę docisku pierwszego wałka Pw1.

W rzeczywistości uzyskasz układ równań, ponieważ siłę docisku wałka pierwszego Pw1 należy "też" uwzględnić w obliczeniu siły tarcia całej deski o blat grubościówki Ts.

W przypadku drugiego wałka, który jest za frezem grubościówki, zakładam że tam nie będzie siły dociskowej (ewentualnie niewielka siła dociskowa), ten wałek raczej pełni funkcję utrzymywania geometrii układu. No chyba, że przewidujesz, że też ma dociskać deskę, ale wtedy cały układ kinematyczny się skomplikuje obliczeniowo.

Dzięki za odpowiedź.

Tak, mam założone te wielkości. Założyłem, że maksymalną prędkością posuwu obrabiarki będzie równa 12m/min (standard), maksymalna grubość skrawania to 4 m m.

Mam wyliczone średnią siłę skrawania oraz zastępczą.
Co do kwestii drugiego wału posuwego siła docisku musi być większa niż pierwszego ze względu na to, że jego główną funkcją jest likwidacja wibracji obrabianego elementu. Siłę docisku drugiego walca można powiązać z pierwszym ze względu na to, że każdy z tych walców musi mieć taką samą siłę posuwową.

Otrzymałem dwa równania prostych jedno za pomocą wcześniej przywołanego równania. A drugie po sumowaniu wszystkich sił tarcia działających na układ. Problem w tym, że wspólny punkt obu prostych wypada dla ujemnego docisku co jest niemożliwe.

MaciejMarzec pisze: ↑

05 maja 2021, 22:34

Problem w tym, że wspólny punkt obu prostych wypada dla ujemnego docisku co jest niemożliwe.

Witaj. Nie za bardzo rozumiem to twoje zdanie zwłaszcza "wspólny punkt obu prostych"..... wyjaśnisz ?

Punkt przecięcia się dwóch prostych. Siła docisku jako argument wychodzi ujemny

MaciejMarzec pisze:Siłę docisku drugiego walca można powiązać z pierwszym ze względu na to, że każdy z tych walców musi mieć taką samą siłę posuwową.

No i jeszcze jedna kwestia. Co będzie pchało/ciągnęło tę twoją deskę? Czy ciągnąć mają te dwa wałki napędowe? czy deskę będzie pchana przez zewnętrzny podajnik?

Dodane 2 minuty 12 sekundy:

MaciejMarzec pisze:Punkt przecięcia się dwóch prostych. Siła docisku jako argument wychodzi ujemny

Nie łapię, najlepiej pokaż na szkicu, które proste masz na myśli.

Posuw w pierwszym etapie obróbki będzie ciągnięty przez wał posuwowy (rowkowaty).

Dodane 8 minuty 14 sekundy:

kadamek pisze:Nie łapię, najlepiej pokaż na szkicu, które proste masz na myśli.

Wprowadziłem sobie tabelę, w której mam siłę posuwu wyrażoną jest za pomocą siły dociskowej pierwszego wału posuwowego. Siłę posuwową mam wyrażoną na dwa rodzaje jako suma wszystkich sił działających przeciw posuwowy (opór) oraz jako Fposuwu=Fdocisku*współ. przyczepności

MaciejMarzec pisze:Posuw w pierwszym etapie obróbki będzie ciągnięty przez wał posuwowy (rowkowaty).

Biorąc pod uwagę, że twój pierwszy wał będzie ciągnął dechę do obróbki oraz będzie musiał pokonywać wszystkie tarcia oraz siły skrawania w maszynie, to raczej błędnie rozpisałeś swoje równania.

Wiec tak: siła Pp1 musi równać sile skrawania Pa' + sile tarcia Ts i pokonywać dodatkowo siłę tarcia tocznego drugiego wałka Tt2

Pa' obliczysz z kinematyki frezowania.
Ts obliczysz z sum (docisków na obu walkach + docisku freza) pomnożone przez współczynnik tarcia
Tt2 obliczysz z siły docisku pomnożone przez współczynnik tarcia tocznego

Mając obliczoną Pp1 i wiedząc że twój rowkowaty wałek ma współczynnik "przyczepności" (dla mnie to jest po prostu współczynnik tarcia tylko że dużo większy) obliczysz jaką musisz przyłożyć siłę docisku do wałka pierwszego.

Przemyśl jeszcze raz swój uklad równań.


Pytanie, czy 2 wał też będzie ciągnął obrobioną już dechę?, czy tylko będzie dociskał tę dechę? (bo to różnica w układzie kinematycznym sił)

Wg literatury, każdy wał posuwowy powinien być w stanie osiągnąć siłę posuwu równa ogólnej sile posuwu. Więc wałek przedni i tylny musi mieć tą samą siłę posuwu. Równia rozpisywałem również wg literatury. Przemyśle jutro rano twoje podpowiedzi.

MaciejMarzec pisze:Wg literatury, każdy wał posuwowy powinien być w stanie osiągnąć siłę posuwu równa ogólnej sile posuwu. Więc wałek przedni i tylny musi mieć tą samą siłę posuwu. Równia rozpisywałem również wg literatury. Przemyśle jutro rano twoje podpowiedzi.

Literaturę to tylko pewien punkt wyjścia. Pytanie co ty chcesz osiągnąć tą maszyną. Z praktycznego punktu widzenia, drugi wałek nigdy ci nie osiągnie tej samej siły posuwu ponieważ zakładam, że nie będzie rowkowany (wtedy będzie odpowiednio mniejsza siła tarcia). Jeżeli jednak będzie rowkowany to jest ryzyko, że obrobiona powierzchnia deski będzie się "uszkadzać" od tych rowków w wyniku siły docisku. Oczywiście, możesz zastosować wałek gładki i dać odpowiednio większą siłę docisku dla tego wałka aby uzyskać tę samą siłę posuwu ( ten drugi wałek to raczej nie zakładał bym aby był wałkiem napędowym , czyli ciągnącym lub pomagającym wałkowi pierwszemu. No ale to zależy od Ciebie jaki układ kinematyczny zaprojektujesz).
Tak czy inaczej, życzę powodzenia w tym projekcie.