Проников А.С. 1995 Т.2 Ч.2 (830967), страница 52
Текст из файла (страница 52)
Виброизоляция прецизионных металлорежущих станков обладает особенностями, обусловленными следующими причинами: высокими требованиями к точности обработки и жесткими ограничениями, накладываемыми на амплитуды колебаний элементов станка (приведены в нормативных документах); работой станков в условиях колебаний оснований сложного спектрального состава; наличием в точных станках интенсивных динамических возбуждений, связанных с особенностями процесса обработки (например, им.
пульсных возмущений при реверсировании движения возвратно-поступательно перемещающихся узлов станков). Основным критерием допустимости того или иного вида установки прецизионного станка является уровень относительных перемещений инструмента и заготовки в направлении, влияющем на точность обработки, от возмущений со стороны основания и от привода. В большинт стве случаев регулярные колебания оснований имеют широкий спектр'' частот от 1,5 — 2 до 50 — 60 Гц с амплитудами от долей микрометра иа высоких частотах до 5 — 15 мкм на низких частотах. В низкочастотном диапазоне (до 20 — 25 Гц) уровень колебаний в незначительной степени зависит от частоты. Импульсные возмущения возникают вследствие работы близко расположенных машин с ударным характером нагрузки (кузнечно-прессовое оборудование, долбежные и строгальные станки.
и т. д.) и имеют чаще всего форму полуволны синусоиды или затухающей синусоиды с периодом, обусловленным собственной частотой колебаний основания (перекрытия) или собственной частотой колебаний, фундамента, на котором установлен источник возмущений. Обычно эти частоты составляют от 6... 1О до 100 Гц. Регулярные и импульсные колебания основания обусловливают появление колебаний узлов стан. 268 ка, а импульсные колебания — появление односторонних смещений узлов («сбоев размера»).
Так как прецизионные станки, как правило, работают в цехах заводов, где расположено и другое металлообрабатывающее оборудование, в качестве исходного можно принять некоторый средний уровень колебаний оснований, типичный для механических цехов машиностроительных предприятий.
Условно средний уровень вибрационного режима характеризуется следующим: средними амплитудами регулярных колебаний основания около 2,5... 3 мкм на частотах от 0 до 20 — 25 Гц, уменьшающимися на более высоких частотах примерно пропорционально отношению квадрата частот; максимальными амплитудами импульсных возмущений около 10— 12 мкм в области частот 0 — 40 Гц, соответствующих собственным частотам наиболее распространенных видов оснований.
Уровень колебаний оснований будет примерно принят средним, если расстояние от источников возмущения, работающих со значительными динамическими нагрузками, до прецизионного оборудования не менее 15 — 25 м. В случае необходимости уровень колебания основания в зоне установки станка может быть измерен с помощью соответствующей виброизмерительной аппаратуры (2). Степень и эффективность виброизоляции характеризуются коэффициентом па= пт потн/й. Здесь и = псу/и — коэффициент передачи ко" лебаний пола станине, у=а„,/а.,— коэффициент передачи колебаний станины в зону резания, где а, а„, а„, — соответственно амплитуды колебаний пола, станины и относительных колебаний инструмента и заготовки. Коэффициент и определяется главным образом параметрами станка как жесткого тела и параметрами опор (в основном демпфированием), коэффициент т характеризует чувствительность конкретной конструкции станка к колебаниям основания.
Если необходимо изолировать станок от колебаний иа одной конкретной частоте 1, для систем виброизоляции используют область частот Я,>2, в которой происходит существенное ослабление колебаний (в 2,5 — 3 раза). При ~/~,<2 колебания усиливаются; наиболее интенсивны колебания при Я,=1, т. е. при резонансе, когда амплитуды могут достигать больших значений, ограниченных демпфированием в опорах. Здесь 1, — собственная частота колебаний системы виброизоляцин в вертикальном направлении.
Для станков средних размеров собственные частоты колебаний (Гц) станка на опорах следующие: 20 — 80 — при жесткой установке; 5 — 25 — при установке на упругих опорах; 10 — 25 — при установке на фундаментах обычного типа; 5 — 20 — при установке иа резиновых ковриках; менее 10 — при установке на пружинах. Чем выше качество изготовления и жесткость системы станка, тем выше собственные частоты верхних узлов станка, больше разность между этими частотами и частотами собственных колебаний станка на опорах и меньше чувствительность станка к колебаниям основания. Способ и параметры установки выбирают в следующей последова'- тельности: определяют рациональное размещение станков и оценивают уровень колебаний основания, при котором будет работать рассматриваемый станок; 12.2.
Рекомендацнн по установке прецнзнонных станков Установив станков Ставни ва фундаментах ва резиновых павианах ае фундаментах обычного типа и еаааиых па фундаментах на аружанах аа внбраиеоанрующих опорах Токарные С жесткими станннамн Коордннатно-расточные С жесткими станинами С нежесткнмн станинами Амазно-расточные С жесткими станинами Тяжелые высокоточные мастер-станки Зубофрезерные Тяжелые, в частности, вальпешлнфовальные . Круглошлнфовальные С короткими станинами нлн сплошными основаниями (без обработки неуравновешенных деталей) С жесткими станинами прн плавном реверсе перемее щающнхся узлов С нежесткими станннамн прн высоком уровне коле- баннй Высокоточные с нежесткими станинами; крупные станки Высокоточные с нежесткими станинами нлн при резком реверснрованнн крупные С нежесткими станинами, обрабатывающне неуравновешенные детали С нежесткими станинами прн невысоком уровне колебаний основания; на свайном фундаменте в прн среднем уровне колебаний основания н огранвченных габаритных размерах в плане Повышенной точности с нежесткнмн станинами; на свайном фундаменте — высокоточные станки, в том числе тяжелые, прн высоком уровне колебаний основанвя Повышенной точности с нежесткими станинами прн резких реверсах; на свайном фундаменте высокоточные, в Особоточные Плоскошлифовальные Внутришлнфовальные Резьбошлифовальные Зубошлифовальные С жесткими станинами при плавном реверсе перемещающихся узлов При плавном реверсе пере- мещающихся узлов С жесткими станинами С жесткими станинами при плавном реверсе, в частности станки, работающие абразивным червяком С подвижнымн узлами, при резком реверсировании и высоком уровне колебаний основания Высокоточные с длинными нежесткими станинами и уровнем колебаний осиоваа ния выше среднего Высокоточные с нежестки мн станинами или при рез ких реверсах том числе тяжелые, прн невы- соком уровне колебаний осно- вания Со станинами средней жесткости и при наличии резкого реверсирования С подвижными узлами, станинами средней жесткости, при резком реверсировании и невысоком уровне колебаний основания С нежесткими станинами и невысоким уровнем колебаний основания Повышенной точности с нежесткими станинами или прин наличии резкого реверсирова- ния Особо точные крупные рассчитывают параметры виброизоляции; оценивают возможность внброизоляции с помощью упругих опор, устанавливаемых непосредственно под станину; в случае необходимости выбирают массу бетонного блока и способ его установки.
Непосредственно на упругие опоры можно устанавливать станки средних размеров с жесткими' станинами (при 1/й<4 ... 5), не имеющие мощных внутренних возмущений, допускающие без ущерба для удобства обслуживания и качества обработки значительные перекосы. ' Упругие опоры являются единственным средством виброизоляции станков, устанавливаемых на перекрытиях. В качестве упругих могут быть использованы резинометаллические виброизолирующне опоры гаммы ОВ, резиновые коврики гаммы КВ, опоры фирмы Яорзпоск (Германия) и т. д.
Установку станков на упруго опертый бетонный блок применяют в следующих случаях: когда требуемая (низкая) частота собственных колебаний станка на опорах не может быть обеспечена с помощью упругих опор, размещаемых непосредственно под станиной; если необходимо увеличить массу (и соответственно жесткость опор) изолнруемой системы для уменьшения амплитуд вынужденных колебаний, вызываемых динамическими нагрузками в станке, или для ограничения перекосов станка от статических нагрузок (при установке тяжелых деталей, при перемещении узлов станка н т. п.); когда станина станка имеет недостаточную жесткость; если станок жестко связан с рядом стоящими агрегатами и необходима их совместная установка на общем фундаменте; когда прочность плиты цеха не допускает установку станков данной массы на опоры или когда точные станки размещают в цехах на полу с нежестким подстилающим слоем.
В качестве упругих опорных элементов, устанавливаемых под бетонные блоки виброизолированных фундаментов„используют резиновые коврики, пружинные виброопоры. Способ установки презиционного станка можно выбрать в соответствии с рекомендациями табл. 12.2. Производить уточненный расчет системы установки станка, определяя параметры опор или размеры фундамента, имеет смысл в следующих случаях: для особо точных станков (класса С) и крупных станков особо высокой точности; при вынужденной установке высокоточных станков в зоне интенсивных колебаний основания; когда использование способа установки, выбранного в соответствии с рекомендациями табл. 12.2, затруднено. При этом в паспорте станка должны быть приведены: результаты измерений качества поверхности н точности деталей, обработанных при упругой и жесткой (без упругих опорных элементов) установке станка; коэффициенты передачи колебаний от станины в зону резания на частотах собственных колебаний станка на опорах; ориентировочные значения частот собственных колебаний узлов, определяющих чувствительность станка к колебаниям основания; максимальный уровень колебаний под действием возмущений в станке — относительных колебаний инструмента и заготовки — и абсолютных колебаний станины; заключение завода-изготовителя о способах виброизоляции станка, при каких допустимых амплитудах а„„.х,„относительных колебаний и при каком уровне колебаний основания (2) возможна установка непосредственно на виброизолирующие опоры или необходима установка на дополнительный бетонный блок.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
