деляется на равномерное и неравномерное. 14.2.8.1. Прямолинейное движение При прямолинейном движении тело передвигается в одном направлении, например деталь при обработке на циркулярной пиле. Если тело движется так, что оно проходит одинаковое расстояние за одинаковые периоды времени, то это движе- |
Различают по направлению движения прямолинейные и криволинейные (например, круговые) движения, по виду протекания движения подраз
ние называют равномерным. Важной характеристикой движения тела является скорость.
vQ — скорость резания vs — скорость подачи |
Если транспортное средство проходит расстояние 120 км за 2 ч, то его средняя скорость
V ~ —2 ™ = 60 км в час (км/ч). Итак
_ путь S
Скорость = —-—; v = —.
время t
t |
Обычные единицы измерения скорости: км/ч (километр в час), например, скорость транспортного средства v,
м/мин (метр в минуту), например, скорость подачи vf при обработке древесины,
м/с (метр в секунду), например, скорость резания vc, при обработке древесины.
Под скоростью резания vc понимают скорость лезвия инструмента в процессе разрезания.
Скорость подачи vf — это скорость, с которой деталь либо вручную (ручная подача), либо машинным способом (автоматическая подача) двигается против инструмента и, соответственно, наоборот (рис. 14.79).
Скорости подачи могут составлять на круглопильных станках при ручной подаче 5 м/мин, при автоматической подаче до 50 м/мин, на фрезерных станках от 5 до 20 м/мин.
Пример: доска длиной 3,60 м обрабатывается в строгальном станке для тонких досок за t = 48 с. Какова скорость подачи vf (рис. 14.80)?
_ 3,60 м 60 с = 4j50 м/мин
V, =-
48 с • 1 мин
Рис. 14.79. Скорость подачи и скорость резания в ленточнопильном станке
Скорость резания при обработке древесины: метр в секунду (м/с) Скорость резания при обработке металлов: метр в минуту (м/мин) Рис. 14.80. Строгальный станок для тонких досок |
Таблица 14.16. Обычные скорости резания v в м/с
|
Рис. 14.81. Круговое движение |
14.2.8.2. Круговое движение
Если точка Р движется по окружности (рис. 14.81), то можно рассчитать ее скорость v (окружная скорость) с помощью диаметра окружности d и частоты вращения п. Принято обозначать частоту вращения как число оборотов в минуту.
При обороте точка вращения Р проходит путь d• л: (длина оборота). За 1 минуту, соответственно, п число оборотов, то есть путь d — к — п. Путь точки вращения за одну минуту называют скорость вращения.
Скорость вращения = диаметр окружности • п • число оборотов v = d■ я — п
Рис. 14.82. Прорезная фреза |
У режущих инструментов с вращательным движением скорость вращения лезвий обозначается как скорость резания vc:
d ж п 60 |
d = диаметр инструмента в м п = число оборотов в 1/мин v = скорость резания в м/с
v =d-n-n 60 ‘ |
Пример: диаметр прорезной фрезы составляет d= 120 мм (рис. 14.82). Число оборотов п = 6000 1/мин. Какова скорость резания v?
_ 0,120м З,14 ■ 6000 = 37 68 м/с
60 1
14.2.8.3. Ускорение, торможение, центробежные силы
Если скорость увеличивается, то говорят об ускорении. Если она уменьшается, то говорят о торможении. Ускорение и торможение являются изменениями скорости. Они встречаются, например, при запуске и остановке двигателя машин.
Если тело двигается по кругу, то возникают центробежные силы (рис. 14.83). Они тем больше, чем больше масса вращающегося тела и чем больше скоростью вращения. Они могут быть настолько большими, что они превосходят силу связи молекул (когезия), вследствие чего тело вращения разрывается. Поэтому предписанные частоты вращения не должны превышаться, например для фрезерного рабочего органа или шлифовального круга.
14.2.8.4. Трение
Если тело силой вдвигается по своей опоре, то возникает сила трения на поверхности соприкосновения (рис. 14.84). При горизонтальной поверхности Ря имеет такую же величину, как сила F, но противоположное направление. Трение — это сопротивляемость тела против сдвига по его опоре. Сила трения зависит от вертикально действующей силы Fn (нормальная сила) к поверхности трения (рис. 14.84) и коэффициента трения д (мю). Коэффициенты трения устанавливались испытаниями (табл. 14.17).
Fr = перпендикулярная сила в Н Fn = сила трения в Н |
Сила трения = коэффициент трения • нормальная сила
Сила трению тем больше, чем больше нормальная сила и чем больше коэффициент трения.
Величина площади поверхности соприкосновения не влияет на трение. Различают трение покоя, трение скольжения и трение качения.
Вид трения |
Сталь по стали |
Сталь по древесине |
Древесина по древесине |
Трение покоя ц0 |
от 0,2 до 0,3 |
0,5 |
от 0,5 до 0,6 |
Трение скольжения сухое /І смазанное ц |
от 0,1 до 0,2 от 0,02 до 0,03 |
от 0,25 до 0,5 от 0,02 до 0,08 |
от 0,3до 0,4 от 0,03 до 0,05 |
Трение |
0,001 |
~ 0,002 |
~ 0,005 |
Рис. 14.84. Трение скольжения |
Трение покоя — это сопротивление, которое противопоставляет сдвигу покоящего тела по его опоре. Без трения покоя (также называемого трением сцепления) нельзя было бы двигаться; транспортные средства также не могли бы передвигаться своими силами (машина на гололеде). Трение сцепления может увеличиваться за счет применения соответствующего производственного материала, за счет шерохования поверхностей прилегания или разбрасывания песка.
Трение скольжения (рис. 14.84) — это сопротивление, которое возникает, если тело уже находится в движении, когда трение покоя уже преодолено. Оно меньше, чем трение покоя, и играет в технике исключительно большую роль, например в скользящих опорах, выдвижных ящиках и раздвижных дверях. В машинах стремятся сделать трение скольжения как можно меньше. Достигают это гладкими поверхностями, подходящими производственными материалами и прежде всего хорошим смазыванием. В отношении тормозов, напротив, стремятся достичь как можно большого трения скольжения.
Трение качения возникает, когда круглое тело, например колесо или шар, катится по свой опоре. Оно существенно меньше, чем трение скольжения. Поэтому, например, трение в подшипниках качения (шарикоподшипники и т. д.) меньше, чем в подшипниках скольжения.