LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Поліпшення віброакустичних характеристик системи "напрямні труби - шпиндельний барабан" багатошпиндельних пруткових автоматів

періодичної поперечної сили Р=+200 Н; в- положення заготовки при дії поперечної сили Р=-200 Н.


Рис. 9. Теоретично визначена амплітудно-частотна характеристика переміщення перерізу пруткової заготовки при вхідній гармонічній дії у вигляді сили різання.



Рис. 10. Поперечні переміщення (а) та віброшвидкості (б) поперечних коливань окремого перерізу заготовки, розташованого на відстані 0,3 м від патрона.


Рис. 11. Зміни в часі пружної лінії заготовки при дії випадкових збурень в динамічній системі верстата.


У результаті розрахунків знайдені континуальні стохастичні поля кінематичних параметрів вібрацій заготовок (рис. 11).

Експериментальні дослідження вібраційного поля заготовки виконані оптичними методами за розробленою методикою. На фотографії фіксувались світлові плями у вигляді кілець криволінійної форми (рис. 12).

По фотографії знайдені точкові значення середньої лінії кожного кільця в полярній системі координат. Точкові значення згладжені за допомогою кубічних сплайнів при комп'ютерній обробці одержаних експериментальних даних. У результаті одержано аналітичний опис форми середньої лінії кільця (рис. 13) та відповідні переміщення центра заготовки (рис. 14).

Дані залежності характеризують низькочастотні коливання заготовки. До них застосовані методи спектрального аналізу. Повний спектральний аналіз переміщення заготовки показав, що суттєвими складовими низькочастотних коливань заготовки є гармоніки з частотами 2, 4, 6, 8, 10, 12 Гц (рис. 15).




Рис. 15. Спектр амплітуд експериментально визначених по центральній лінії світлового кільця низькочастотних коливань перерізу заготовки.


Високочастотні коливання заготовки приводять до зміни ширини світлового кільця. Встановлено, що високочастотні коливання заготовки визначаються процесом із „биттям", складеним із двох синусоїд близьких періодів. Переміщення випромінювача в межах світлового кільця має характерний вигляд (рис. 16), що відповідає складному поперечному руху центра заготовки (рис. 17).







Шляхом спеціальних вимірів досліджено загальні віброакустичні характеристики токарних багатошпиндельних автоматів. Підтверджено, що основними джерелами вібрацій є обертові заготовки, які опираються в напрямних трубах. Причинами вібрацій також є також механічні приводи верстата, зокрема привод головного руху. Аналіз джерел вібрації здійснено шляхом детального вивчення робочих процесів основних вузлів і агрегатів верстата. Встановлено основні причини вібрацій, зокрема це: - неврівноваженість деталей приводу головного руху верстата; -похибки статичного і динамічного балансування; - похибки форми деталей підшипників валів, зокрема хвилястість доріжок і тіл кочення, гранність тіл кочення; - похибки установки і монтажа підшипників кочення, пристроїв забезпечення натягів підшипників; - радіальні і осьові зазори в підшипниках; - деформації деталей опор, зокрема локальні, динамічні та термічні деформації; - зміни умов змащення в підшипниках.

Шляхом експериментальних вимірів одержано комплекс спектрограм вібрацій токарного багатошпиндельного автомата в діапазоні до 1000 Гц при різних режимах роботи верстата (рис. 17).


Рис. 17. Типовий неперервний спектр випадкових вібрацій токарного багатошпиндельного автомата.


В спектрах просліджуються головні резонанси на частотах 845 та 940 Гц. Дані резонанси мають місце при різних частотах обертання шпинделя. Це підтверджує, що дані збурення виникають в приводі головного руху. В результаті аналізу встановлено, що частоти 930...960 Гц відповідають вібраційним збуренням зубчастої передачі від вала І до вала ІІ та вібраційним збуренням в електродвигуні. Інтенсивність спектра вібрацій на частотах 940...950 Гц складає 71...75 дб.

В процесі виконання досліджень визначено середні рівні шуму і вібрацій окремих ділянок динамічної системи верстата і блока напрямних труб. Встановлено, що середній рівень вібрацій загалом сягає 84...86 дб в діапазоні частот 8...64 Гц. В діапазоні частот 64...2000 Гц загальний рівень вібрацій не перевершує 80 дб. В той же час рівень вібрацій корпуса (стійки) напрямної труби під час ударів заготовки значно перевищує середні значення. В окремих випадках зафіксовані значення загального рівня вібрацій 112 дб в частотному діапазоні 500...1000 Гц.

У п'ятому розділі наведені розроблені конструктивні рішення які забезпечують поліпшення віброакустичних характеристик багатошпиндельних пруткових автоматів. Конструктивні рішення направлені в основному на зниження інтенсивності вібрацій блока напрямних труб шляхом застосування демпфера крутильних коливань блока (рис. 18).


Рис. 18. Схема демпфування крутильних коливань блока направляючих труб за допомогою спеціального пристрою.



Рис. 19. Принципові схеми варіантів виконання демпферів крутильних коливань блока направляючих труб: а – демпфер фрикційного типу з притисканням колодки кулачковим приводом; б – демпфер з притисканням колодки за допомогою пружини.



Схемні рішення й конструктивні параметри демпфера вибрано з умови оптимального поглинання енергії коливань. Запропоновано ряд кулачкових демпферів, які забезпечують суттєве зниження інтенсивності коливань блока (рис. 19). Конструктивна схема розробленого демпфера наведена на рис. 20. Перевірка ефективності розроблених пристроїв виконана шляхом макетування на верстатах демпферів кулачкового типу (рис. 21).



Рис. 20. Конструктивна схема фрикційного демпфера з геометричним притиском колодки: 1 – важіль; 2 – вісь; 3 – сухар; 5 – пружна прокладка; 6 – накладка; 7 – циліндрична поверхня блока; 8 – фасонна поверхня блока; 9 – підшипник.



Рис. 21. Демпфер крутильних коливань, який встановлено на блоці направляючих труб токарного пруткового багатошпиндельного автомата.


а)

б)

Рис. 22. Спектри вібрацій токарного багатошпиндельного автомата при частоті обертання шпинделя 61 об/хв: а - серійного зразка; б - верстату з демпфером блока напрямних труб.


Проведено виміри спектрів віброакустичного сигналу верстату із макетом демпфера (рис. 22). Встановлено, що наявність демпфера приводить до зниження загального рівня шуму і вібрацій на 10...20 дб. Особливо суттєве