Konferencja Studencka "Zastosowania CAD/CAM"

inż. Marcin WagnerMT MiBM RMT7 MB5

Gliwice, 20 czerwiec 2011 r.

Koncepcja zderzaka suportu obrabiarki z silnikiem liniowym – „ASPE MW”

I. Rozpoznanie potrzeby

1. Cel pracy2. Definicja terminu „zderzak”

II. Projektowanie

3. Założenia konstrukcyjne4. Koncepcja zderzaka „ASPE MW”

III. Konstruowanie

5. Zapis konstrukcji w programie CAD (Autodesk Inventor)

IV. Zakończenie

6. Podsumowanie i wnioski

Celem mojego projektu było opracowanie koncepcji zderzaka

dla suportu obrabiarki, którą jest frezarka pionowa,

napędzana synchronicznym silnikiem liniowym.

Przyśpieszenie silnika

liniowego może wynosić

50 m/s2

Termin ten w literaturze polskiej jest używany dla dwóch, różniących się od siebie

znaczeń.

Według „Leksykonu Naukowo-Technicznego”, określenie zderzak jest definiowane jako:

„Urządzenie pochłaniające energię uderzenia”.

W „Encyklopedii Techniki. Budowa Maszyn” czytamy:

„Element ograniczający ruch jakiegoś zespołu maszyny, przyrządu itp.

lub też zmieniający prędkość albo kierunek tego ruchu.”

Według „Leksykonu Naukowo-Technicznego”, określenie zderzak jest definiowane jako:

„Urządzenie pochłaniające energię uderzenia”.

W „Encyklopedii Techniki. Budowa Maszyn” czytamy:

„Element ograniczający ruch jakiegoś zespołu maszyny, przyrządu itp.

lub też zmieniający prędkość albo kierunek tego ruchu.”

Konstrukcja zderzaka powinna przewidywać zamocowanie go poprzez otwory wykonane w bocznej ścianie łoża obrabiarki (tj. 18 otworów o średnicy 14mm).

Szerokość urządzenia nie powinna przekraczać szerokości łoża frezarki (tj. 650mm).

Wielkości gabarytowe zderzaka nie powinny zmniejszać długości obszaru roboczego maszyny, (tj. 3020mm).

Zderzak musi wyhamować masę 800kg poruszającą się z przyśpieszeniem do 50 m/s2.

Koncepcja opiera się na zjawisku ścinania. Działanie tej koncepcji zaczerpnąłem z konstrukcji

sprzęgła przeciążeniowego, zwanego często sprzęgłem bezpieczeństwa.

W sprzęgle tym, pomiędzy dwoma głównymi częściami, znajduje się „kołek bezpieczeństwa”, czyli sworzeń, który zostaje ścięty, gdy przeciążenia pochodzące od strony maszyny roboczej są większe od dopuszczalnych.

Do opisanego wcześniej zjawiska ścinania kołków bezpieczeństwa, dodałem jeszcze dwie zasadnicze części:a) gumowy element zwany „odbijakiem”,b) odkształcalny płaskownik.

W ten sposób powstał „Awaryjny System Pochłaniania Energii”, działający w 3 etapach:

  ETAP 1 – dzięki zastosowaniu gumowego elementu

(odbijaka), Działanie: wyhamowanie małych prędkości suportu oraz

zredukowanie hałasu .

ETAP 2 – dzięki zastosowaniu kołków bezpieczeństwa, Działanie: wyhamowanie zasadnicze, czyli wytracenie

większości energii uderzenia poprzez ścięcie kołków bezpieczeństwa.

ETAP 3 – dzięki odkształcalnemu płaskownikowi, Działanie: wyhamowanie pomocnicze (dodatkowe), czyli

ostateczne wyhamowanie suportu poprzez odkształcenia sprężyste a następnie plastyczne płaskownika.

1 – belka główna

2 – ścinany kołek

3 – podstawa

4 – płaskownik

5,6 – elementy zakrywające

7 – element gumowy (odbijak)

Po przeanalizowaniu zderzaków aktualnie stosowanych w budowie maszyn oraz budowy i parametrów silnika liniowego, który ma zostać wyhamowany, zaprojektowałem koncepcję „Awaryjnego Systemu Pochłaniania Energii MW”.

Moim zdaniem, koncepcja tego zderzakajest rozwiązaniem optymalnym, które łączy

elementy aktualnie stosowane w budowie maszyn z nową konstrukcją, opartą na również znanym już

zjawisku ścinania kołków bezpieczeństwa.

inż. Marcin Wagner

Dziękuję za uwagę

i życzę miłego dnia! :)