металло и автоматы (841805), страница 24
Текст из файла (страница 24)
Измерение жесткости стыков раз-:: личных элементов станка показывает,: что с увеличением размера соприкасающихся поверхностей их деформация 64 растет (рис. 59,г). Это связано с влиянием волнистости поверхностей, ' которая приводит к возникновению пятен контакта и, следовательно, к концентрации больших удельных давлений в этих зонах. Деформация планок 6, (рис. 59,д).
Планки, клинья и другие регулировочные элементы, выполненные в виде тонких тел, имеют повышенную деформацию (до 3 раз) по сравнению с '- обычными стыками. Часто при дейст- ' вии нагрузок происходят как бы чрас-- прямление» планки и деформация ее тела, Таким образом, жесткость всего ' узла станка зависит от разлнчныхпо характеру деформаций его элемен- ' тов, и наиболее достоверные данные .: будут получены при экспериментальной . оценке жесткости.
Для измерения жесткости используют специальные приборы, которые состоят из динамомегра для создания и измерения сил, действующих на узел, и приборов, регистрирующих деформации (индикаторы, датчики). Схема установки для измерения статической жесткости элементов станка, ,рнс. 60. антил установки хлл '*лисят"'и * !*ы Л К,.вм.: кы1ч~:" ъ .книжной жесуиотк узлов ллии:: например для системы шпиндель — стол, показана на рис. 60. Нагрузочное устройство состоит из электродвигателя /, редуктора 2 и датчика сил 3, дающего сигнал о величине создаваемой силы. Устройство закрепляют на столе станка, а его динамометриче.с кая часть с датчиком сил 3 уви'р ается в шпиндель, Поэтому между .с танком и шпинделем создается сила .Р , которая деформирует систему шпиндель — стол.
Величин) силы устанавливают, включая электродвигатель / с переносного 7 или стационарного 8 пультов управления. Если датчик перемещений 4 установлен на столе, а его наконечник упирается в шпиндель, то измеряют взаимное перемещение стола 'от носительно шпинделя у, т. е. может быть определена жесткость всей системы. Прн использовании Высокочувствительного датчика перемещений, например емкостного, устанавливают специальный механизм микроподачи 5 в начальное положение. В электронном измерительном блоке б регистрируются значения сил и .с оответствующих им перемещений. Возможно непосредственное получение на экране осциллографа кривой жесткости.
Если датчик перемещений 4 установить на неподвижной стойке независимо от станка и упереть его наконечник в шпиндель или стол станка, то можно измерить их жесткость. Применяют также такие методы нагружения. при которых направление силы Р совпадает с направлением силы резания и не совпадает с направлением измеряемых деформаций. Жесткость определяют как отношение силы, действующей на элемент станка. к величине его отжатия, вызванного этой силой. В результате испытаний обычно строят кривую жесткости в координатах нагрузка †деформация (рис. 61). При нагружении до выбранного значения силы (напрнмер, Р 1 и последующей разгрузке(до Р0=0)узел станка (например, суппорт) не возвращается в исходное положение, если в сопряжениях имелись зазоры.
которые оказались односторонне выбранными. При последующих нагружениях кривые нагрузки н разгрузки не совпадают, образуя петлю гистерезиса, площадь которой характеризует работу сил трения в стыках. Кривая жесткости в общем случае не является прямой, т. е.
жесткость переменив и характеризуется для кажлого участка тангенсом угла наклона кривой. Общую жесткость характеризует отношение /1= х Рч ' (16) где .+. Р, — наибольшая нагрузка в прямом и обратном направлении; 6, упругое отжатие. При нагружении в обратном направлении получим аналогичную картину, однако жесткость может иметь и другое значение: /,</о так как 6,>6, из-за наличия податливых клиньев и планок. 91 Отрезок г характеризует суммарные зазоры, его называют разрывом характеристики.
Жесткость основных элементов станков может иметь значения от 1О' (суппорты) до 3 ° 1О' (шпинделн) Н/мм. Жесткость станин, приведенная к перемещению инструмента, очень велика и выражается сотнями Н/мм. Жесткость изменяется при изменении нагрузки. Поэтому можно говорить о мгновенной жесткости: ЬР 11= ла ° гле йР и 66 - приращение нагрузки и соответствующее изменение отжатия. Для оценки той доли деформации, которая приходится на отдельные элементы станка, и выявления слабых звеньев строят график баланса жесткости станка, когда все деформации относят к взаимному перемещению инструмента и заготовки. Мероприятия по повышению жесткости станков связаны с созданием таких конструкций, которые могли бы воспринимать большие силы обработки при малой деформации элементов станков. К таким мероприятиям относят повышение качества поверхности сопряжений и качества сборки; уменьшение числа стыков и длины кинематических цепей; повышение жесткости слабых звеньев (клиньев, рычагов, цанг и др.); создание рамных конструкций станка; применение предварительной нагрузки в сопряжениях; рациональное распределение нагрузок.
Деформация элементов станка отражается в первую очередь на точности обработки. Для определения допустимых значений деформаций необходимо рассчитывать те погрешности обработки, которые они вызывают. Учет деформаций самой обрабатываемой детали и приспособлений рассматривается в курсе еТехнология машиностроениям В зависимости от конструкции станка и метода обработки недостаточная жесткость элементов станка может поразному влиять на точность обработки. В одних случаях возникающие деформации непосредственно искажают размеры и форму обрабатываемой детали, в других — это влияние можно 92 значительно уменьшить или почти исключить подналадкой станка. Часто происходит перераспределение сил, действующих в процессе обработки, что во многих случаях приводит к изменению положения механизма и, следовательно, к возникновению таких погрешностей обработки, которые трудно устранить подналадкой.
Например, при обточке детали в центрах токарного станка сила резания приложена около задней бабки. При обточке деталей резец приближается к передней бабке станка. и составляющая, действующая иа шпиндель, возрастает. В результате будут изменяться деформации шпинделя, передней и задней бабок станка, а следовательно, и положение обрабатываемой детали. й 3. Ствйивсть ствиив и действию вредным врвцессвв Вибростойкость (динамическое качество) станка. Возникновение в станках быстропротекающих колебательных процессов (вибраций) отрицательно сказывается на точности и качестве поверхности обрабатываемых деталей, а также нередко уменьшает долговечность станка и снижает его технологические возможности.
Поэтому повышение показателей динамического качества станков весьма актуально. Явления вибраций станков сложны и разнообразны, и их изучению посвящен раздел 3. Рассмотрим основные причины, вызывающие колебания в станках, и соответственно вилы колебательных процессов (рис.
62). Вынужденные колебания происходят под действием внешней периодической возмущающей силы, возникшей, например, из-за прерывистости процесса резании (рис. 62,а), дисбаланса вращающихся деталей (ротора, электродвигателя, шпинделя с заготовкой) (рис. 62,б), ошибок в передачах, особенно в зубчатых, когда вход в зацепление каждого зуба сопровождается ударом. Колебания могут передаваться также извне от других станков или машин.
Интенсивность колебаний, вызванных возмущающей силой, зависит не ~й й й е) С только от ее величины, но и от степени совпадения ее частоты с частотой собственных колебаний деталей станка, т. е. от явления резонанса. Поскольку каждый станок имеет большое число деталей, возможны более интенснвные колебания тех нли иных элементов с разными частотамн в зависимости от их попадания а зону резонанса. Устранение причин, вызывающих колебания, связано в первую очередь с уменьшением величин возмущающих снл (балансировка деталей, повышенне точности передач), а также с повышением жесткости станков.
Параметрические колебания возникают при наличии какого-либо переменного параметра, создающего эффект, аналогичный действию переменной силы. Обычно таким параметроь( является переменная жесткость детали илн механизма. Например, наличие шпоночной канавки на валу (рис. 62,в) нлн переменная жесткость подшипников качения (рнс. 62,г) приведет к тому, что при вращении вала прн постоянной внешней силе Р прогибы вала будут периодически меняться.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
