Проников А.С. 1995 Т.2 Ч.1 (830965), страница 34
Текст из файла (страница 34)
Материал суппорта чугун СЧ 21, НВ 160. /т "/ (У (х) = КЕ ~ ~ р~,~ ф, /=1 1=1 где Ь вЂ” условно выбираемый шаг движения эпюры давления по направляющим при моделировании процесса изнашивания; и;= (Ь; — а,.) /Ь— число шагов эпюры давления при выполнении 1-го перехода; 1 — номер шага эпюры давления при выполнении 1-го технологического перехода; 1 — координата эпюры давления в направляющих рабочего органа. При реальной эксплуатации подвижный рабочий орган станка совершает возвратно-поступательные движения с изменяющимися параметрами а, Ь и р(1), а приращение износа в зоне с координатой х про- 204 правляющих.
Для расчета распределения износа У(х) по длине направляющих необходимо знать характер эпюры давления р=~(1), кривую ср(х) распределения ходов суппорта (стола), значения К и 5 (см. т. 1, гл. 9). В табл. 4.13 приведены формулы расчета У(х) для различных условий для каждого из трех участков направляющих. В этих формулах не учтена возможность перераспределения давлений в направляющих в процессе изнашивания, они ориентированы на среднюю эпюру давлений в направляющих в процессе эксплуатации станка. Для более точного расчета формы изношенной поверхности направляющих применяют метод имитационного моделирования, который базируется на тех же исходных предпосылках. Схема, поясняющая методику такого моделирования, показана на рис.
4.29. В общем случае эпюра давления р(Х);+1 на (у+1)-м техноло'гическом переходе может отличаться от эпюры давления на 1-м переходе (а,. и Ь; — координаты соответственно начала и конца хода подвижного рабочего органа на соответствующих переходах). С учетом известной методики приближенного решения задачи интегрирования численными методами можно считать, что при выполнении станком 1 различных технологических переходов износ направляющих в зоне с координатой х ураунеа~е уоаеина о'(к) -«и 5 Р(х-ЦФЯП Жфа Юаунониа Ю~ У4раа анноаеннвй пщонйчми~ей р~р~~онннг ф Ик)-М Ф« ~4~1-х «хрх х — х гио гс ~' ~~ ~~;-(-цх1 у® ~/4 «зрх хх -х — ~х — — Е) «врх г И'4 —.Ж ~Ф х+©х-.хв-пох-г4н1 у(х —,х г ре-каков нортноноео раепреоененин; У-4~унк~ин Ланнаеа; р~-норпируащий наожипиа. д.
Х 6'/+ ~ Рис. 4.29. Изменение эпюры давления в направляющих скольжения при выполнении технологических переходов обработки де- тали Ф.я. Фа ю нее анн рамееа наври аоноаа аанрауннк ие оавножеаин «вр,— ' «но†Р. «ору — (4.+ 4о -х) Е хх «Щ— й4, «Ю,Р~ у~. ! Г 4х (, 4~к~ 4о «ар -~~~г4х-хе~ Е «зЯ-у.(г~+4о-гх) 4х «щ — ~(Е+4о-х~ х «нре -у- х «хре — ЕСв+А-х~ «Ьрф «крах х ~7 «врр ~ф~~~~ ~ ~з] Рис. 4.30. Алгоритм имитационного моделирования процесса изнашивания направляю- щих скольжения: Я вЂ” текущее положение годвижного рабочего органа на станине; Х.
— длина станины; Х.ив длина подвижного рабочего органа; у~ — общее число циклов статйстического моделирования исходит только при попадании этой зоны в зону контакта рабочего органа со станиной. Следовательно, алгоритм имитационного моделирования процесса изнашивания имеет вид, показанный на рис.
4.30, При этом операторы условного перехода придают следующий физический смысл выполняемым математическим операциям: оператор 3 определяет момент окончания цикла перебора моделируемых переходов от 1 до ~„механической обработки; оператор 6 определяет направление движения суппорта на ~-м переходе; операторы 7 и 16 определяют моменты окончания движения суппорта на ~-м переходе (суппорт сделал число шагов, имеющих суммарную длину, равную ходу суппорта на ~-м переходе); операторы 9 и 17 определяют участок станины, оказавшийся под суппортом в текущем положении суппорта.
Приведенная методика позволяет сделать расчеты при статистическом задании параметров, определяющих процесс изнашивания направляющих, т. е. по данным о законах распределения параметров К, а, Ь и р(1) . Рассеяние параметра К ввиду очень большого числа факторов, его определяющих, подчиняется, как правило, нормальному закону. Для чугунных направляющих токарных станков 1121 среднее квадратическое отклонение от математического ожидания коэффициентов изнашивания станиныикаретки суппорта о =0,24Х10 — з КПа-'ио =0,17 10 — з МП вЂ” ' соответственно.
Законы распределения других указанных ранее параметров, необходимых для статистического моделирования по методу Монте-Карло (см. т. 1, гл. 9), определяют на основе данных о деталях, наиболее полно отражающих условия предполагаемой эксплуатации исследуемого станка путем расчета параметров эпюры давления в направляющих по формулам (4.1) для достаточно болыпой выбор~ки (400 — 500) технологических переходов механической обработки. Влияние изнашивания на точность обработки деталей рассчитывают с учетом возможной неравномерности изнашивания различных граней, составляя схему, аналогичную показанной на рис.
4.31. Например, искажение формы обрабатываемой на токарном станке детали происходит в основном за счет неравномерного износа У. и У~ граней передней на- Рис. 4.31. Смещение вершины резца при износе направляющих токарного станка Рис. 4.32. Изменение траектории рабочего органа при износе направляющих скольжения правляющей, вызывающего горизонтальное смещение х~ вершины резца, и поворота суппорта х~ вследствие неодинакового опускания суппорта при изнашивании передней и задней направляющих: ~1 ~~ь$~п ~ ~~а$1пиу ~2= (Уьсо$ ~3+Юасо$и Ис) ~/В~ где У, — износ задней направляющей. Суммарное смещение я вершины резца в вертикальной плоскости в данном случае существенно не влияет на точность обработки детали.
По суммарному смещению Л=х~+х~ вершины резца в горизонтальной плоскости определяют зависимость погрешности обработки из-за износа направляющих. При этом используют схему, приведенную на рис. 4.32. Б результате износа направляющих точка С переместится в точку С' и погрешность Л траектории будет результатом опускания точки А 'на величину износа У~ — — АА' и поворота ползуна на угол а, где 1д а= = (~1 — ~ш) /~о* Отклонение траектории от прямой Л.= У~+ (Уш — У~) а/~о. Направляющие качения рассчитывают на долговечность по критерию допустимой усталости поверхностных слоев тел качения. При этом определяют номинальный путь трения в направляющих 5, км. Большинство зарубежных фирм (1ХА, Германия; ТНК, Япония и др.) используют для этого следующие формулы: для шариковых направляющих 5=50 10 — ' Р У„ для роликовых направляющих где Р~ — допустимая статическая нагрузка на одну опору качения, Н„ Р— расчетная нагрузка на опору качения, Н; ~„— коэффициент, зависящий от вида нагрузки; ~, — температурный коэффициент; ~,— коэффициент контакта, зависящий от числа опор; ~„— коэффицент твердости направляющих.
Коэффициент ~„позволяет учесть конкретные условия работы направляющих. При отсутствии внешних ударных нагрузок и вибраций ~„=1... 1,5; если присутствуют редкие внешние нагрузки и вибрации, ~„=1,5...2,0; если ударные нагрузки и вибрации присутствуют, ~„= =2,0... 3,5. На выбор параметра ~ внутри указанных диапазонов влияют скорость перемещения рабочего органа станка и уровень внешних вибраций.
Коэффициент ~, зависит от числа катковых опор на ~-й направляющей: 1 2 3 4 5 1с ° ° . ' . °..... ° . 10 08 07 065 06 Коэффициент ~ выбирают на основе графика, показанного на рис. 4.33. С учетом теплового режима работы направляющих качения в металлорежущих станках коэффициент ~~=1. 208 Ш 7Р$ 2К ЗИ +И Р7 г Рис. 4.34.
Гидростатические опоры системы питания карманов (рис. 4.34, в). При системе питания насос— карман (схема 1) в каждый карман опоры независимо от нагрузки в единицу времени подводится постоянное количество масла, например с помощью многопоточного насоса. При системе питания с дросселями (схема 11) достаточно иметь один насос 1, который подает масло через дроссели 2 к каждому карману. Дроссели, на которых падает давление от р, до р; (р «р~...
р4), нужны для того, чтобы при различной нагрузке на карманы 1к — 4к давления в них не могли выравниться. В системе с регуляторами (схема П1) сопротивление каждого из . них определяется давлением р~ — р4 в кармане, которое уменьшается с повышением давления. Это обеспечивает более благоприятное (с учетом характера нагружения) распределение расхода по отдельным карманам, что значительно повышает жесткость масляного слоя. Из-за сложности эту схему применяют редко. На рис. 4.35 приведена классификация гидростатических направляющих поступательного перемещения.
При небольшом изменении нагрузок на узел применяют разомкнутые направляющие. Их изготовление значительно проще, чем изготовление замкнутых. Последние обеспечивают повышенную жесткость благодаря предварительной нагруз- 210 Рис. 4.35. Классификация гидростатических направляющих поступательного переме- щения ке, обеспечиваемой дополнительной 2 направляющей. Ее площадь, а следовательно, и несущая способность, часто меньше, чем площадь основной 1 направляющей. Карманы 1, 11, Ш направляющих выполняют с дренажными канавками д и без них. Направляющие могут иметь форму квадрата или прямоугольника (для ползунов), призмы или цилиндра. Эксплуатационные характеристики.
Результаты расчетов эксплуатационных параметров соответствуют экспериментальным показателям с погрешностью не более 10 — 15%, поэтому больших запасов при расчете параметров не требуется. При расчете во многих случаях можно пользоваться следующими допущениями: сопротивление истечению опор, поверхности которых не параллельны, определяют по средней толщине пленки в каждом кармане; наиболее важные эксплуатационные характеристики, такие как несущая способность, жесткость масляного слоя, следует анализировать, принимая во внимание упругие деформации и погрешности изготовления деталей опоры, вводя в расчет так называемый начальный зазор, который обусловливает такой же дополнительный расход масла через опору, как и реальная погрешность.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
