металло и автоматы (841805), страница 53
Текст из файла (страница 53)
Функцию 1/(1) определить просто, так как каждая точка направляющей суппорта изнашивается на протяжении всего пути трения 5 н на нее действует постоянное удельное давление р == 1(1). Следовательно, кривая износа будет подобна эпюре давлений: (160): и (1) =- К,5) (1) Однако основную роль в потере;:,' станком точности и виброустойчи-: вости играет форма изношенной по-,,- верхности направляющих станины,'.: определяемая функцией Ь'(х).
Лля '-, отыскания этой функции рассмотрим,; как изнашивается участок направляю-:., щих станины с координатой х (рис. 145) ..! При перемещении суппорта этот участок:: станины изнашивается под действием::; давлений, определяемых той частью "! эпюры 1(1), которая при перемещении;: суппорта хпроходит» над участком с координатой х.
Каждый элемент эпюры ' давлений с координатой 1 изнашивает: (как будем условно говорить) направ-.,-'." ляющую станины на величину, пропор-:, циональную рЖ=1(1)Л. Чтобы опреде- ' лить элементарный износ Нl, вызван-'," ный воздействием рЖ, необходимо опре-. ', делить ту часть общего пути тренин, ', которую проходит элемент эпюры дав-",'; лений рг(1 при изнашивании участка-:: направляющих с координатой х. Для,. этого воспользуемся кривой распреде-;:, ления ~р(х). Так как уравнение этой: кривой характеризует перемещение ле.( вой точки суппорта с 1=0, то для точки,' суппортв с координатой 1 уравнение; кривой примет внд у=~р(х — 1), и доля".' пути трения, приходящаяся на точку" с координатой х, будет равна 5~р(х — 1).'~' Таблица !2 .'()ВВМам интегрировании ° ймрмуле (!6!) преяелы О~ ~ ~1ю 16~к К 1.
г.~х~ ~! + Вт ! Н Ш 1ь Ць к — !. :;.Ноэтому износ в точке х от воздействия ;",,элемента эпюры давлений рЖ ';:Ю= К,5<р(х — 1)1(1) г(1. !;. Чтобы определить износ в точке х ::;:пт воздействия суппорта с эпюрой дав",.'ления на участке от 1, до 1м необходимо :„'просуммировать элементарные участки ')м(1 в указанных пределах: ,Ц(~)=К,З~ (х — 1)~(1)й.
(!6!) В Эта формула является общей для ! различных случаев. Пределы интегри:.; 'рования определяют в зависимости от ':;: того, какой участок эпюры удельных ;,: давлений воздействует на данную точку ";:: станины с координатой х (табл. 12). Например, при!.<1, и постоянном хо'- де суппорта, т. е.
~р(х) =! /!. и треуголь~к: ной эпюре давлений р=Ж1 уравнение !э .;:. изношенной поверхности для участка 1 будет иметь вид Л ц (х) = %13 ~+ Рь И! ~ 5 ° хя о отражает конструкцию стола. т. е. расположение сил (характер зпюры давлений) и величины действующих сил; ф(х) характеризует технологические процессы обработки, осуществляемые на станке.
Пользуясь полученной формулой, можно проанализировать влияние отдельных факторов иа величину н характер И(х) и в каждом конкретном случае указать наиболее эффективные пути для уменьшения величины износа и получения более равномерной формы изношенной поверхности, которая непосредственно связана с точностью работы, виброустойчивостью конструкции и возможностью компенсации износа, Например, из этой формулы следует, что изменять форму изношенной поверхности направляющих металлорежущих станков можно не только улучшая конструкции, но н правильно проектируя технологические процессы обработки и рациональной загрузки станка. При проектировании направляющих, когда имеется большое число входных данных для выбора оптимальных реше- !: .
где ро — наибольшее давление эпюры р-Н1). В общей формуле (16!) учтено влияние основных факторов на форму нано;..; шенной поверхности направляющих: К, отражает износостойкость материалов и условия изнашивания; 5 — интенсивность работы станка во времени; р =1(1) 3 г.гзх ю 17 Оп анм Ф1рпыймюн ний, применяют ЭВМ. Упрощенная блок-схема программы для расчета на ЭВМ оптимальных параметров направляющих нз условия длительного сохранения точности движения приведена на рис. )46.
В начале (оператор 1» вводят массив исходных данных: размеров сопряжения, действующих сил, условий эксплуатации (например, концентрации абразива в смазке) и др. с выявлением возможных пределов их изменения (оператор 2). Затем строят таблицу планирования эксперимента, в данном случае вычислений (оператор 3). из которой выбирают комбинации исходных данных при каждом цикле испытаний (оператор 4) .
Поскольку число входных параметров достаточно велико и каждый нз них может изменяться в определенных пределах (или иметь несколько уровней), то для выявления оптимального варианта необходимо проделать в общем случае большое число циклов расчета (экспериментов). ЭВМ осуществляет построение таблицы планирования и выбирает первую комбинацию входных параметров (оператор 4). Затем вычисляются реакции, действующие на гранях направляющих н координаты их приложения (оператор 5), что позволяет получить уравнение эпюры давлений на каждой из направляющих (оператор б).
Затем производится проверка, находится ли максимальное значение эпюры давлений р„„„в допускаемых пределах (оператор 7). Если это давление превосходит допустимое р,, то выбирается следующая комбинация исходных параметров. Если же р,„<р,.„, то переходят к определению формй изношенной поверхности направляющих.
Вычисление износа производится по специальной подпрограмме (оператор !»), при этом вычисляется условный износ, т. е. та часть зависимости (/(х), которая определяет форму изношенной поверхности. Подпрограмма учитывает, что эпюра износа направляющих является суммой различных циклов работы механизма, например при движении стола в одну и другую сторону, когда изменяется силовая нагрузка в сопряжении, или при рабочем н холостом ходе и т.
д. Далее вычисляется значение коэффициента износа К (оператор У). В под- '2(»О программу заложены данные об усло-,. виях эксплуатации, возможное измене- '. ние К по длине направляющих, условия, характеризующие подачу смазки,: возможные варианты материалов пары . и другие данные, позволяющие оценить пределы изменения и значения коэффициента износа К Все эти расчеты позволяют определить форму изношенной поверхности и величину износа в .
каждой точке направляющих, отнесен-. ную к единице пути трения (опера-: тор 10). Затем оценивается погре~нность траектории движения ведомого звена Л при перемещении стола по изношенным направляющим при некотором, значении пути трения 5=5, (оператор 11) . Полученная погрешность Л срав- ' нивается с допустимой (оператор !2). Если Л(Л„„„, то путь трения увеличивается на величину Л5, и расчет повто-.' ряется до тех пор (оператор 16), пока не определится значение пути трения 5,' при котором износ направляющих до-:,', стигает предельного значения. Это зна-.
чение 5 заносится в таблицу (опера-' тор 13). Затем все вычисления повто-', ряются при других комбинациях вход-' ных параметров до тех пор, пока число вычислений и не достигнет установлен.' иогозначения !У (оператор !4). Каждан' комбинация входных параметров и со-. ответствующая величина пути трения. 5, которая пропорциональна сроку', службы до достижения параметром зна-" чения Л =Л,„„ выводятся на печатаю.„ щее устройство в табличной форме (оператор 15).
После окончания уста-,' новленного числа циклов вычисле-',! ний машина включается (опера', тор !7). Расчет можно построить и таким образом, чтобы определялась погрешность;, траектории при заданном (базовом) пу ти трения. В этом случае оптимальный вариант будет обеспечивать наимень-: шие искажения траектории ведомого звена при одинаковой длительности ра«: боты механизма.
Выполненные при по-.;: мощи ЭВМ вычисления позволят выб-':; рать оптимальное сочетание конструк; тнвных факторов, обеспечивающих на-. ибольшую работоспособность, оценить среднее значение и рассеяние наработ-'. ки при колебании эксплуатационны факторов, оценить вероятность безот' казной работы' механизма в течение' заданного периода времени. Обеспечение надежности аьч«ах«.« Это выражение показывает, что допустимый износ направляющих непосредственно связан с требуемой точностью обработки н размерами (длиной) обрабатываемой детали. При больших допусках на диаметр и коротких изделиях допускаемый износ может быть значительным.
$ а. Основные метоэнэ повышения нзносостойкостн станков Повышение износостойкостн сопряжений — один из основных путей для создания надежных станков с высокими техническими показателями. Конструкторам хорошо известны такие методы, как применение износостойких материалов, создание надежной системы смазки, изоляция трущихся поверхностей от загрязнения, компенсация износа, применение быстросменных деталей.
Однако при конструировании современных станков все чаше приходится применить и другие принципы проектирования, обеспечивающие их $1. Технояогмческая надеэиность станков Спроектированный станок, в котором заложен определенный уровень надежности, будет обладать им лишь в том случае, если в процессе изготовления и эксплуатации станка принять меры для обеспечения требуемой надежногти.
Так, при изготовлении и сборке станка применяют методы управления качеством и надежностью. При эксплуатации станков для обеспечения их надежности необходимо проводить испытания нь надежность и оценки их состояния (диагностики), применять рациональные формы ремонта и технического обслуживания; организовать информацию о действительной надежности станков и использовать ее для постоянного повышения уровня выпускаемых станков. Необходимо также для обеспечения надежности сложных и точных станков использовать широкие возмож- НОСТИ аВТОМ«ТИКИ ПО рЕГуЛИрОВВНИЮ и поддержанию выходных параметров системы. высокую износостойкость. Сформулируем основные из них. 1.
Создание конструкций, износ которых наименьшим образом влияет на ра-, боту механизма или станка. 2. Принцип равномерного износа поверхностей — один иэ методов осуществления предыдущего, более общею ' принципа — во многих случаях спо-, собствует повышению долговечности. ' 3. Создание постоянных условий иа поверхности трения (температурных, . силовых и т. д.) гарантирует правильную работу многих ответственных. сопряжений, малый их износ и отсут- ' ствие недопустимых форм износа. 4. Перенос внешних воздействий с ' ответственных сопряжений на менее от- ' ветственные — это относится, в первую очередь, к перенесению сил, действующих в ответственных сопряжениях, на менее ответственные элементы для повышения долговечности и точности ра-: боты механизма.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
