Проников А.С. 1995 Т.2 Ч.1 (830965), страница 13
Текст из файла (страница 13)
2.6 Координаты центра жесткости, мм Номера узлов НомеР пружины Линейная Угловая Параметры опор Координаты опоры, мм Номер узла НомеР опоры Тип опоры Линейная Станина Подставка Угловая Стык между элементами станка Станина — подставка Стол — станина Станина — подставка Стол †стани Элемент станка Станина Подставка 1 2 3 8 9 10 11 12 16 17 18 1 2 3 10 11 12 16 17 22 23 24 Тип пружины 5 — 6 5 — 6 5 — 6 3 — 2 3 — 2 3 — 2 2150 2150 2150 1450 1450 1450 2150 2150 2156 1450 1450 1450 О О О 2050 2050 2050 О 2050 ЯО50 2050 530 530 530 О 0 О 530 530 530 О О О 0 0 Π— 1113 — 1113 — 1113 0 0 — 1113 1113 — 1113 290 290 290 690 690 690 290 290 290 690 690 690 Направление оси Направление оси Жесткость, .даН/мм (даН.
~мм/рад) 68ОЕЗ 340ЕЗ 340ЕЗ ЗЕЗ 29ЗЕЗ 1440 ЕЗ (140 Е8) (870Е8) (1560Е8) (1475Е8) (3075Е8) (630Е8) Жесткость даН~мм, (даН мм/рад) ЗЕЗ ЗЕЗ 6ЕЗ 6ЕЗ 6ЕЗ ~12ЕЗ (13Е8) (6.5Е8) (15Е8) (39Е8) (26Е8) ЛогариФмический декремент колеба- ний 0,3 0,3 0,3 0,2 0,6 0,6 0,3 О,З 0,3 0,45 0,45 0,45 ЛогариФмиче- ский декре- мент колеба- ний О,З О,З 0.3 0,3 0,3 0,3 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 и стыки, деформации которых должны быть учтены, производят в соответствии с общими положениями систематизации базовых деталей.
Помимо этого целесообразно использовать результаты экспериментального исследования станков-прототипов и результаты расчетной оценки парциальных частот колебаний отдельных элементов. По этим данным могут быть уточнены рассматриваемый диапазон частот и стыки, деформации в которых наиболее четко проявляются при работе станка. Для описания поведения Н~С под нагрузкой в качестве обобщенных координат принимают абсолютные (линейные и угловые) смещения узловых точек расчетной схемы.
Узловые точки (узлы) располагаются в центрах масс деталей типа «массив» и по концам стержневых конечных элементов. При этом элементы НС типа стержень делят на стержневые конечные элементы по сечениям, в которых на данный элемент НС передается нагрузка. Соединение элементов НС, как правило, моделируется шестью пружинами, которые полагаются реализованными в центре жесткости стычка. Таким образом, узловые точки стержневых конечных элементов располагают в следующих сечениях: концевых (свободных); проходящих через центры жесткости соответствующих стыков; в сечениях, где расположены опоры, а также в сечениях, которые разделяют участки элемента существенно разной (конечной) жесткости.
В систему расчетов введен специальный стержневой конечный элемент, у которого на части длины жесткость, принята бесконечно большой. Такие конечные элементы используют в том случае, если на этом принятом недеформируемом участке осуществляется контакт стержня с другим элементом НС высокой жесткости (например, контакт станины со стойкой). Длину участка бесконечно большой жесткости принимают равной или несколько меньшей .(до 0,5) длины соответствующего элемента НС, расположенного на стержне (большие значения — при высокой жесткости элементов в зоне контакта, меньшие — при контакте стержня с подвижным узлом станка).
Длинные сплошные станины, опирающиеся на фундамент по всей длине, рассматривают как стержни на упругом основа1нии. Пр~и описании расчетной схемы указывают состав элементов (каждый стержневой элемент называют стержнем) и положение всех узловых точек в общей системе координат (табл. 2.6). Кроме того, задают условия нагружения: нагрузки и координаты точек их приложения. Для наиболее распространенного случая — вычисления динамической податливости..Н~С в зоне резания — принимают действующими две равные и | противоположно направленные силы, имитирующие силу резания, приложенные в двух точках с одинаковыми координатами, но принадлежащие разным узлам (несущим инструмент ~и заготовку). При этом предполагают, что эти точки связаны с соответствующими узлами жесткими рычагами.
В настоящее время разработаны расчетные схемы НС многих типов металлорежущих станков. Некоторые примеры показаны на рис. 2.23 — 2.26. Условные обозначения, используемые при изображении расчетных схем, приведены в табл. 2.5. На указанных рисунках помимо .расположения элементов расчетной схемы на укрупненном общем виде станка приведены структурные схемы, иллюстрирующие расположение узлов и связи между ними. Поскольку при экспериментальных исследованиях круглошлифовального (рис.
2.23) и тяжелого м~ногоцелевого (рис. 2.24) станков при частоте от нуля до 150 Гц собственные деформации элементов НС 'Рис. 2.23. Расчетная схема НС круглошлифовального станка: 1 — 8 — номера узлов; массивы, имитирующие соответствующие элементы несущей системы; Ш— шлифовальный круг; М2 — шпиндельная бабка; МЗ вЂ” часть станины под шпиндельной бабкой; М4 — часть станины под столом; М5 — стол (совместно с поворотной частью); Мб — бабка из делия; М7 — задняя бабка; М — изделие; системы пружин, имитирующие жесткости соответствующих соединений: К1-2 — круга с бабкой (учитывается жесткость соединения круга со шпинделем и шпинделя с бабкой); К2-8 — направляющих шпиндельной бабки и привода подач; КЗ-4 — двух частей станины; К4-Б — направляющих стола и его привода; КБ-б, К8-7 — соответственно стыков бабки изделия и задней бабки со столом; Кб-В, КУ-8 — соответственно закрепления изделия на центрах передней и задней бабок Ось алиндсая Рис.
2'.24. Расчетная схема,НС тяжелого многоцелевого станка ИР-1600: 1 — 4 — номера узлов; массивы, имитирующие соответствующие элементь1 несущей системы. М1— сани, 'М2 — П-образная стойка; М8 — шпийдельная бабка,' М4 — инструментальный магазин; системы пружин, имитирующие жесткости соответствующих соединений: К1-2 — 'сани-стойка; К2-З— направляющие шаиндельной бабки и привода подачи бабки; К2-4 — магазина со стойкой и стайка ? ! шпиндеаа аФение енсу ЮУ прабтние жения салазок Рис.
2.25. Расчетная схема НС координатно-расточного станка 24К40АФ4: 1 — 8 — номера узлов; массивы, имитирующие соответствующие элементы несущей системы: М1— стол; М2 — салазки; М8 — масса участка станины иа длине ее контакта со стойкой; М4 — масса верхней горизонтальной части Г-образной стойки; М5 — шпиндельная бабка; системы пружин, имитирующие жесткость соответствующих соединений; К1-2 — направляющих стола и привода подачи стола;, К2-8 — направляющих салазок и привода подачи салазок; К7-8 — шпиндельной бабки со стойкой НИНЬО Рис. 2.26.
Расчетная схема НС агрегатно-фрезерного станка 1С778: 1 — 7 — номера узлов; массивы, имитирующие соответствующие элементы НС: М1 — стол о при. способлением и обрабатываемой заготовкой; М2, М8 — левая и правая подставки с фрезерными бабками; М4 — масса участка станины иа длине ее контакта е тумбами; системы пружин, ими. тирующие жесткоеть Еоответствующих соединений:. К2-8 направляющих стола и привода подачи етола1 КБ-4, ХЯ-б. стыков тумб со сганиной 2.7. Расчетные параметры элементов несущих систем Соединении (стыки) 'Массивы Стержни Опоры Короткие станины, бабки, подставки, суппорта и др. Станины, стойки, поперечины, полауны и др. Опорные элеменЗа~янутые стыки ты .станка Направляющие Данные, необходимые для определения расчетных параметров, вводимых в ЭВМ Тип опорных элементов, их размеры и рас- положение Птеречнпе гюеьи е ауаай7ул ОИ~КУ Перенещвющц вся дам с наврузкой араметры, характеризующие конструктивное оформление элемента (габаритные размеры, размеры и расположение окон и перегородок и др.) Параметры, характеризующие конструктивное оформление Коэффициенты заполнения элементарных объемов (по аналогии) Жесткость ме- ханизма пода- чи Способ и параметры закрепления станка Составляющие жесткости соединений представляют как систему эквивалентных пружин (станины, П-образной стойки, стола) не проявились, расчетные схемы НС этих станков представлены в виде колебательйых систем, состоящих из массивов, соединенных упругими и диссипативными связями.
В р асчетной схеме НС одностоечного координатно-расточного станка с крестовым столом (рис. 2.25) участки стержня 6 — 7, имитирующего стойку, на длине его контакта со шпиндельной бабкой и в зоне узла 6 (соответствующей станине) считаем абсолютно жесткими. Аналогично абсолютно жестким считаем участок стержня 3 — 6 под стойкой. Узел 8 введен на станине в сечении„проходящем через центр жесткости стыка салазки — станина, а узел 4 — над опорой станины. В расчетной схеме агрегатно-фрезерного станка (рис. 2.26) расчетное положение стола на станине принято таким, чтобы центр жесткости соответствующего стыка оказался расположенным над опертым сечением станишны в узле 2.
Это обусловлено стремлением избежать введения еще одного узла .на станине и стержневого конечного элемента, длина которого была бы соизмерима с высотой (шириной) сечения. В этом случае существенно возросли бы погрешности расчета, обусловленные принятым описанием характера деформирования стержней. На длине участка станины с подставками введены недеформируемые участки стержней 2 — 5.~и 5 7. Для определения расчетных параметров элементов расчетной схемы разработан соответствующий комплекс программ. Укрупненно исходные данные для .расчета и вычисляемые параметры указаны в табл. 2.7. Продолжение табл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
