металло и автоматы (841805), страница 45
Текст из файла (страница 45)
Низкочастотные вибрации можно устранить увеличением подачи на токарных станках, повышением и понижением скорости резания, уменьше:нием глубины резания. Для гашения высокочастотных вибраций применяют различные демпферы. Условие устойчивости к «подрыва' нию» резцов может быть получено из уравнений ()30) и ()3!) для у>0.
При Р=О и статической характеристике ПР в соответствии с критерием устойчивости получим : )+ К Кээс->О' ! — —.( —. е» вЂ” е ))О кь г;, » Следовательно, устойчивость к «под. рыванию» резцов увеличивается с ' уменьшением коэффициента резания К, - с увеличением максимальной жесткости ),, уменьшением отношения жесткостей —.! (см. рис. !2)), )< Рассмотренное решение потенциаль' но неустойчивой системы, где ЭУС '. имеет две степени свободы, известно , также под названием <Теории коорди' натной связи» (261, которая учитывает , статическую связь между обобщенными координатами. Физическую природу ав, токолебаний для подобного случая (потеря устойчивости) иллюстрирует рис.
)24. Вершина резца относительно детали совершает колебания по эллипсу в результате сложения движений по главным осям жесткости, которые на: кладываются на равномерное движение со скоростью резания о. Вероятность этих движений обеспечивается большим Рк ' 124 тпзежт«э»я О<коси«хм пягч и<!ми амик<»<алак<и реап< лр««««<п»«а«»к« числом степеней свободы реальной системы. Вследствие колебаний резца толщина среза непрерывно изменяется от а „, до а„„„. При этом важно отметить, что на первой стадии движения от Л до В резец движется навстречу силе резания Р, и система расходует часть энергии Ее На второй стадии движения от В до Л направление движения резца совпадает с направлением силы резания. К системе добавляется энергия Е,.
Так как средняя толщина среза на втором участке больше, то Е,>Ео и система получила излишек энергии, которая идет на поддержание автоколебаний. Если фазовый сдвиг между движениями по координатам приводит к обратному направлению движения вершины резца, автоколебания не возникают. Система устойчива.
Следовательно, автоколебания поддерживаются переменной составляющей сил резания, которые сами возникают из-за установившегося колебательного процесса и исчезают вместе с процессом резания. Автоколебания развиваются на частоте, близкой к одной из собственных частот системы. Предложенное объяснение возникновения автоколебаний является принципиально новым, доказано проф. В. А. Кудиновым )261. Был обнаружен более мощный источник поддержания автоколебаний, чем падающая характеристика резания (падение силы резания с ростом скорости), которая ранее считалась одной из главных причин. При многорезцовой обработке каждому резцу будет соответствовать свой элемент резания. и анализ системы будет выполнен по аналогии с рассмотренными.
Исследования показали, что устойчивость систем при много- резцовой обработке возрастает с увеличением числа одновременно работающих резцов. Наряду с автоколебаниями при резании в металлорежуших станках часто наблюдаются релаксационные автоколебания при перемещении столов, стоек, ползунов и т. п. В зависимости от жесткости привода и условий трения размах колебаний изменяется в широком диапазоне и в отдельных случаях в тяжелых продольно-фрезерных, горизонтально-расточных и других станках достигает 0,3 — 0,8 мм. Для ис- ! 73 Экспериментальные методы исследованив динамической системы станков (135) .яттт,.е,'~ц,~литл а) следования этой разновидности автоколебаний сохраняется методический подход, который был изложен выше (26].
Релаксационные актоколебания приводят к скачкообразному перемещению элементов станков и влияют на погрешность установочных перемещений, $1. Средства измерения параметров дннамнче ской системы станков Структурная схема измерения параметров ДС станка включает (ряс. 126) измерительный преобразовагель ИП, усилитель У, регистрируюший измерительный прибор РП и блок питания БП. Преобразователь (датчик) предназначен для образования измерительного сигнала, т.
е. он преобразует неэлектрические параметры (длину,механические напряжения, температуру и др.) в электрические (напряжение, ток и др.). Первые характеризуют воздействие на ИП и называются входными параметрами, вторые — результат воздействия и называются выходными параметрами. Одной из основных характеристик преобразователя является чувствительность: И Лl 8=- — — —, или 5=1да, м бг' где Н вЂ” изменение выходного параметра; И вЂ” изменение входного параметра; а — угол наклона касательной. Преобразователь высокой чувствительности, как правило, имеет малый 'рабочий диапазон измерения и наоборот (сравните характеристики рис.
!29. б и 129, а). К числу важных технических характеристик преобразователей относятся также диапазон рабочих частот, температур и чувствительность к различным помехам: электрическим и магнитным полям, механическим напряжениям, акустическим шумам и т, и. При использовании нестандартных преобразователей во избежание ошибок точность обработки, стойкость инструмента и шероховатость поверхности. Снижение амплитуды колебаний достигается повышением жесткости привода, применением специальных смазок, разгрузкой направляющих и снижением веса подвижных частей станка.
характеристики необходимо проверять <амостоятельно. В экспериментальных исследованиях ДС станков преимущественное распространение получили преобразователи двух групп, работающие по принципу: !) электрического сопротивления и П) электрического генератора. У преобразователей группы 1 неэлектрическое воздействие Ф (рис. 126, а) вызывает изменение электрического сопротивления И. Вследствие этого изменяется ток / в электрической цепи, питаемой стабилизированным источником напряжения Е. Изменение тока регистрируют прибором мА. Преобразователи второй группы непосредственно преобразуют неэлектрическое воздействие Ф в электрическое напряжение Е (рис. 126,6).
Специальный источник электрической энергии от- Г к. !Зб. Рйилчкахэлккпт Ехткп Плбьги лот члэхюкютлтц и=-еЕ= Š—. Ьлг !!3в (136) О ю яв «г ьии ю7 175 йвввФВ6вп4 ;, сутствует. Изменение напряжения ре' гистрируется прибором мВ. Устройство н основные характери? стики преобразователей группы !. Пред:-: ставителями преобразователей этой „'.,:группы являются проволочные, реже фольговые тензопреобразователи.
Они представляют собой плоские элементы ',.(!, и !7в (рис. 127, а) состоящие иэ ::, двух склеенных слоев тонкой бумаги ' и петлеобразно расположенной между ними проволоки диаметром 15 — 30 мкм. ::; Наклеенные на какую-либо нагру"' 'жаемую деталь преобразователи де;:: формируются вместе с металлом. Из:,меняется поперечное сечение, длина ,::- н удельное сопротивление проволоки, а следовательно, и ее первоначальное ; сопротивление Й на величину АЙ: Ь!7=-Ю е нли 3 =— Лй в в яв ° :- где Зо — относительная чувствитель: ность материала проволоки; е — относительное изменение длины проволоки. Изменение сопротивления тензопреобразователя и ток в измерительной :: цепи пропорциональны напряжению : металла в местах наклейки. Поэтому ' с его помощью можно измерять силы, '.
перемещения, давления, ускорения и т. д. Акселерометром (рис. !27, а) с по- мощью тензопреобразователей й»,, )7в можно измерять вертикальное ускоре: ние у детали. Сила инерции Е=глу ' изгибает пружину 2 и вызывает на- Пло Ш7. Йроволоввпя г илолрвовявловлввлв в - в л в вв" влвлвввтлв, В ~ Ввф~ в вв лв~ов Вяв пряжение о, пропорциональное массе гл и ускорению: пыЕюу. Тензопреобразователи различают по величине сопротивления !т и базы Относительная чувствительность повышается с увеличением базы до !5 мм (рис.
127, б). Рекомендуется выбирать 1=5 —:20 мм. Лля заданного материала величина 5 практически постоянна, Благодаря этому можно исключить непосредственную тарировку тензометрического устройства, используя формулу (!36) и зависимость а от модуля упругости Е: Все шире применяют полупроводниковые преобразователи, в том числе тензорезнсторы, у которых при деформации изменяется удельное сопротивление. Их относительная чувствительность в десятки раз выше, чем проволочных.
Для измерения малых перемещений бесконтактным методом применяются индуктивные преобразователи. Принцип их работы состоит в изменении сопротивления магнитопровода с изменением воздушного зазора магнитной цепи или магнитной проницаемости железного сердечника, входящего в магнитную цепь. Индуктивность ! электромагнитной системы, содержащей обмотку и ферромагнитный сердечник с небольшим воздушным зазором 6, зависит от числа витков ш, активного магнитного сопротивления сердечника !7, магнитного сопротивления воздушного зазора !гв и реактивной составляющей магнитного сопротивления х„, обусловленной вихревыми токами и потерями на гистерезис; Все эти параметры могут быть положены в основу построения различных индуктивных преобразователей.
Конструкция бесконтактиого индуктивного преобразователя с ферритным сердечником для исследования колебаний столов, суппортов и вращающихся шпинделей приведена на рис. 128, а. Сопротивление магнитопровода изменя- Г»с 1зх !ь,лтктжжяй с»с»»лжи»чз»Г;".л ется с изменением зазора 6 между ферритовым сердечником 2 и колеблющейся деталью 1, которая выполняет роль якоря. Катушка 3 имеет 400 витков из проволоки ПЭЛ вЂ” 0,1 мм. Чувствительность преобразователя в комплекте с усилителем ТА-5 и осциллографом Н-700: в статике 5 = 10 —: +20 мм/мкм; иа частоте исследуемого процесса 100 Гц 5=7 —:14 мм/мкм (для схемы включения по рис. 129, а). В качестве выходного параметра здесь принято перемещение ~зайчика» на экране осциллографа, пропорциональное току преобразователя.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
