pronikov_a_s_1994_t_1 (830969), страница 58
Текст из файла (страница 58)
Формулы для расчета тепловых смещений Л„ходового винта при различных вариантах осевого закрепления Расчетная схема ходового винта № по пор. 7.15. Формулы для расчета тепловых смещений колонны Р,Р Н2 Р,Р Ц 2В 2 Для расчета пространственных тепловых смещений узлов и деталей станка (рис.
7.9, в) можно использовать метод координатных систем с деформирующимися связями, заключающийся в представлении основных элементов станка совокупностью координатных систем с наложенными на них связями и затем применять для расчета суммарной погрешности формулы перехода из одной координатной системы в другую. Линейные и угловые смещения координатных систем рассчитывают через смещения опорных точек, которые связаны с координатными системами.
Для этого используют результаты тепловых смещений по приведенным выше формулам. Список литературы 1. Базров Б. М. Расчет точности машин на ЭВМ. М.: Машиностроение„1984. 256 с. 2. Бельзецкий А. И. Методика выбора показателей точности для оценки влияния теплового режима на точность металлорежущих станков//Известия вузов, 1986, № 9. С. 153— 157. 3.
Бельзецкий А. И. Оценка влияния теплового режима на точность металлорежущих станков на стадии проектирования//Известии вузов, 1988. № 6. С. 120 — 126. 4. Кондратьев Г. М. Регулярный тепловой режим. М.: Гостехиздат, 1954. 408 с.
5. Кордыш Л. М., Марголин Л. В. Тепловой расчет исполнительных механизмов приводов подачи станков с ЧПУОСтанки и инструмент. 1983. № 5. С. 22 — 24. 6. Кузнецов А. П., Иванов М. Г. Методы воздействия на теплостойкость металлорежущих станков. М.: ВНИИТЭМР, 1986. 60 с. 7. Кутателадзе С. С., Боришанский В. М. Справочник по теплопередаче. М.: Госэнергоиздат, 1959. 414 с. 8. Ладик В. Н., Соколов А. Л., Милова Л. М. Расчет тепловых режимов в шкафах электро- и электронного оборудования: Методические рекомендации. М.: ЭНИМС, !987.
18 с. 9. Левит Г. А. Расчет потерь на трение в приводах главного вращательного движения металлорежущих станков. М.: ЦБТИ ЭНИМС, 1956. 72 с. 10. Михеев М. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1973. 320 с, 11. Перель Л. Я. Подшипники качения. М.: Машиностроение, 1983. 543 с. 12.
Пратусевич Р. М., Литвак А. С. Автоматизированный расчет энергетических потерь в приводах главного движения металлорежущи х станков//Станки и инструмент. 1986. № 5. С. 21 — 23. 13. Проников А. С. Программный метод испытания металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1985. 288 с. 14.
Резников А. Н., Резников Л. А. Тепловые процессы в технологических системах. М.: Машиностроение, 1990. 288 с. 15. Соколов Ю. Н. Температурные расчеты в станкостроении. М.: Машиностроение„1968. 78 с. Глава 8 Динамика станков 8.1. Анализ динамической системы станка Динамические процессы оказывают существенное влияние на важнейшие характеристики. станков: точность„производительность, надежность.
Отклонения от заданных характеристик определяются в первую очередь устойчивостью формообразующих и вспомогательных движений, а также реакцией системы на внешние воздействия. Анализ конструкции как динамической системы должен выполняться конструктором на всех стадиях создания станка. Понимание основных особенностей динамической системы станка дает гарантию быстрого и правильного решения задач, возникающих в процессе конструирования, изготовления, испытания и серийного производства станков. Динамическая система станка как рабочей машины включает в себя деформируемую упругую систему УС (станок, приспособление, инструмент, заготовка) и рабочие процессы в ее подвижных соединениях (процессы в двигателях ПД, процесс трения ПТ, процесс резания ПР, аэро- и гидродинамические процессы и т. п.). Динамическая система станка является замкнутой многоконтурной системой (рис.
В.1). Силовые воздействия, вызываемые рабочими процессами, деформируют упругую систему. При этом изменяется взаимное положение элементов, образующих соответствующее подвижное соединение. В результате изменяются условия протекания рабочего процесса и его силовое (или иное) воздействие, Например, сила резания, деформируя УС, изменяет взаимное положение инструмента и обрабатываемой заготовки. Соответственно изменяются сечение срезаемого слоя и сила резания, что приводит к изменению деформации УС. Цепь воздействий замыкается, образуя контур связи. При этом силовое воздействие содержит составляющую, являющуюся функцией ортогональной координаты: например, тангенциальная составляющая силы резания является функцией толщины или ширины срезаемого слоя и т.
п. Кроме того, каждое силовое воздействие имеет динамические особенности, определяемые спецификой соответствующих рабочих процессов (аэро- и гидродинамика, трение, резание и т. и). Основная задача анализа динамической системы станка — выявление прямых и обратных связей между упругой системой и рабочими процессами в подвижных соединениях.
Прямые связи определяются силами, действующими в подвижном соединении и вызываемыми соответствующим рабочим процессом (силы трения, гидродинамические, электромагнитные силы и т. п.) . Обратные связи определяются деформациями упругой системы, ведущими к относительному смещению тел, которые образуют подвижное соединение. В результате анализа выделяют смещение, в наибольшей степени влияющее на протекание рабочего процесса. При решении ряда практических задач используют представление об эквивалентных динамических системах станка. На рис.
8.1 показана эквивалентная динамическая система станка, широко используемая при проектировании приводов станков. Выделяют элемент системы, условно названный «процессы в двигателе~ Рис. 8.$. Схемы замкнутой динамической системы станка ~а) и ее эквивалентного представления (б): Р— сила резания; Š— сила трения; М вЂ” сила, создаваемая двигателем; у; — деформация упругой системы в ~-м подвижном соединении, изменяющая условия протекания с-го рабочего процесса: ~(1)— внешнее воздействие иа упругую систему; уД)— внешнее воздействие на г-й рабочий процесс (ПД). Остальную часть системы объединяют в элемент «механическая система» (МС), которая включает в себя упругую систему, а также процессы резания и трения.
Связи между элементами ПД и МС определяются характеристикой рабочего процесса двигателя. Например, в подвижном соединении ротора и статора асинхронного электродвигателя протекает электродинамический рабочий процесс. Момент, развиваемый двигателем, вызывает деформирование упругой системы привода. При этом изменяется угловая скорость ротора как элемента упругой системы.
Меняется скольжение электрического поля, от которого зависит движущий момент. В последующих разделах дается представление об эквивалентных динамических системах других типов. При решении многих практических задач анализа динамических процессов в станках принимают, что динамическая система является детерминированной и линейной. Такое представление допустимо, поскольку рассматриваются весьма малые отклонения при наличии некоторых постоянных воздействий, исключающих существенные нелинейности, такие, например, как зазоры между элементами упругой системы.
Малость отклонений позволяет пользоваться линеаризованными зависимостями. В необходимых случаях, главным образом при наличии существенных нелинейностей (разрывы функций или их производных), рассматривают задачи в нелинейной постановке. Статистическая природа таких рабочих процессов, как резание, трение и другие, а также лишь вероятностная оценка многих параметров упругой системы (например, контактной жесткости стыков деталей станка, величины демпфирования и т. п.) вызывают необходимость анализа динамических процессов в станках методами статистической динамики.
По существу, при детерминированном подходе анализ выполняют при некоторых вероятностных характеристиках процессов и параметрах системы. Наибольшее практическое применение статистические методы получили при экспериментальных исследованиях и при обработке их результатов.
При решении практических задач определяют: устойчивость заданных движений, отклонение тех или иных параметров от установленных значений, продолжительность и характер переходных процессов. Например, при анализе точ-. ности обработки определяют относительные смещения инструмента и заготовки в направлениях, определяющих ее размер, правильность формы поверхности или взаимное расположение поверхностей. При анализе процессов в приводе оценивают изменение напряжения или силы тока, давления в полостях гидроцилиндра и других параметров.
Оценка динамических процессов производится по показателям динамического качества станка. В детерминированной постановке задачи это следующие показатели: степень устойчивости (по частотным составляющим собственных форм колебаний системы) или запас устойчивости в области изменения параметров системы или ее частотных характеристик; отклонения параметров системы при внешних воздействиях стационарного и нестационарного типа; продолжительность переходных процессов или иная оценка быстродействия системы при заданных внешних воздействиях.
Конкретные примеры использования системы показателей динамического качеста станков даны в следующих подразделах главы. При анализе динамических процессов в станках широко используют методы, принятые в теории автоматического регулирования. Основными являются частотные методы, отличающиеся удобством применения как при теоретическом, так и при экспериментальном исследованиях. Сложность динамической системы станка требует от расчетчика и экспериментатора специальных знаний.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
