Теорія проектування системи зрівноважування шпиндельних вузлів токарних верстатів

, (15)

де р - тиск у обертовому гідроциліндрі для зміщення керуючої тяги 11 (на рисунку не показано); s - ефективна площа поршня.

З урахуванням формули (15) і графіка на рис 16,б сила затиску заготовки при тиску 2,4 МПа складе 30,5 кН, отже умова затиску виконується.

Час підвищення тиску з урахуванням пружності робочої рідини, деформації трубопроводів заготовки, що затискається і клинової передачі становить:

, (16)

де - коефіцієнт пружності стовпа рідини; К₂ - коефіцієнт пружності трубопроводів; К₃- коефіцієнт пропорційності; К₄ - коефіцієнт пружності клинової передачі.

В розділі також розроблені нові конструкції шпиндельних вузлів з ПАБ, які захищені патентами, у яких врівноважування ведеться автоматично з одночасним переміщенням КМ у площинах корекції. Також наведена нова конструкція регулятора жорсткості гідростатичних опор (патент UА №77639С2), яка може бути використана для управління процесом врівноважування. У розділі розроблена інформаційна підтримка процесу проектування шпиндельного вузла з пристроєм автоматичного балансування. На підставі ряду діаметрів шпинделів 19 типорозмірів і діаметрів d радіально-упорних підшипників під корегуючі диски ПАБ створена база даних пристроїв для автоматичного балансування за допомогою програмного забезпечення Microsoft Access.

Основні висновки та результати роботи

У дисертації створена теорія проектування системи автоматичного зрівноважування шпинделя токарного верстата шляхом компенсації моментно-силової незрівноваженості і цілеспрямованого силового впливу на технологічну систему.

1. Розроблено теорію зрівноважування шпиндельного вузла за допомогою модифікованого методу випадкового пошуку, у який внесено залежність зміни гальмового моменту на коригувальних масах від кута їх повороту силами рідинного тертя навколо власної осі від радіального зсуву шпинделя, і на його основі створено принципово нові технологічні схеми компенсації технологічного дисбалансу за допомогою корегуючих дисків, які вбудовані в кінематичну структуру верстата в одній та двох площинах корекції.

2. На основі створених математичних моделей компенсації моменто-силової незрівноваженості шпинделя на ходу верстата, в яких враховано зміну зазорів і тиску робочої рідини, пружність гідравлічної ланки і динамічні характеристики системи автобалансування, встановлено:

- при гальмуванні корегуючих дисків по торцевим поверхням за допомогою плунжерів і слідкуючого золотника, який контролює зсув шпинделя і подає команду на зменшення швидкості обертання корегуючих дисків тиск рідини на торцях плунжера склав 3,6 МПа, зміщення плунжера 62 мкм;

- між робочими поверхнями гальмових поршнів та торцевими поверхнями коригувальних дисків утворюється кільцеві щілини, в яких силами рідинного тертя створюється гальмовий момент величиною 1,6 Нм, що змінює напрями векторів дисбалансів дисків, які зрівноважують шпиндель верстата.

3. Встановлено, що зміна залишкового дисбалансу при компенсації змінної технологічної незрівноваженості відбувається у взаємозв'язку з нечутливістю дії корегуючих дисків і дискретністю їх повороту. Створена математична модель формування залишкового дисбалансу на роторі у перехідному процесі і визначена похибка центрування шпинделя з дисбалансом, що виникає внаслідок деформацій технологічної системи. Отримано диференційні рівняння для визначення зміщення шпинделя з врахуванням уточнених координат елементів системи.

4. Визначено межи працездатності гідростатичних підшипників шпиндельного вузла при збудженні коливань шпинделя від дисбалансу в діапазоні 1200-9800 гмм, а саме:

- в системах з дросельним регулюванням тиску рідини в шпиндельних гідроопорах без застосування ПАБ при зміні тиску від 1 до 3 МПа при навантаженні 2-4 кН може бути металевий контакт між опорною шийкою шпинделя та поверхнею гідростатичного підшипника;

- клас точності балансування залежить від зміщення шпинделя в гідроопорі, і при заданій частоті обертання досягнуто 1-ший клас точності по ГОСТ 22061-76.

5. Створено структурну схему автоматичного балансування роторної системи верстату, та виконано теоретичні та експериментальні дослідження динамічних характеристик шпиндельного вузла прецезійного верстата мод. УТ16А з пристроєм автоматичного балансування, за допомогою програмного продукту „SPIDYNFK”, встановлено:

- на АФЧХ верстата присутні резонансні піки на частотах 25 Гц і 175 Гц, використання ПАБ додає ще один резонансний пік на частоті 67 Гц, що враховується при виборі режимів обробки незрівноважених деталей;

- порівнюючи графіки амплітуд шпинделя з системою компенсації технологічного дисбалансу та без неї можна зробити висновки, що коливання шпинделя на резонансних частотах після введення ПАБ зменшилися; при близьких резонансних частотах f=321 Гц і f=318 Гц і зазорі в підшипнику =50 мкм, амплітуда на кінці шпинделя складає: без ПАБ: Re₁=0,4410^-4см; Im₁=0,26310^-4см; з використанням ПАБ: Re₂=0,34610^-4см; Im₂=0,34910^-4см. Отже, рівень коливання зменшився в 1,2 рази.

6. Визначено значення головного вектору дисбалансу шпинделя і на його основі, з використанням програмного пакету САПР KOMPASS-3D V.6, створена просторова 3D модель шпиндельного вузла з коригувальними дисками при n = 3150 хв^-1, D_з = 27600 гмм; ємність коригувальних мас склала: в першій площині корекції D_E1 = 23184 гмм, в другій - D_E2 = 9936 гмм. Комп'ютерне моделювання управляючого дроселя для підводу робочої рідини до гальмових циліндрів ПАБ системою Flow Vision 2002 v2.10.21 дало можливість отримати поля швидкості та траєкторії руху рідини в його проточній частині де виникають просторові вихрові зони, в яких має місце інтенсивна циркуляція рідини. що враховується при конструюванні подільника потоку.

7. Новизна технічних пропозицій роботи полягає в розробці двоступеневої системи зниження рівня коливань роторної системи: перша ступінь виконана у вигляді нових шпиндельних гідростатичних підшипників, які регулюють радіальне зміщення шпинделя, друга - являє собою нову надійну систему автоматичного балансування, яка адаптована до промислових умов на швидкодіючому обладнанні без датчика коливань і підсилюючо-перетворюючих пристроїв.

8. Створено нові конструкції пристроїв для автоматичного балансування для зрівноважування шпинделя з переміщенням коригуючих дисків в двох площинах корекції, нова конструкція гідростатичного підшипника з регулюванням радіального зазору, трикулачкового патрону з автоматичним затиском незрівноваженої заготовки та нова конструкція регулятора жорсткості гідростатичних опор для управління системою автобалансування. Розмах коливань шпиндельного вузла верстата після балансування склав 5-10 мкм, час перехідного процесу балансування 1-3,5 с. При обробці деталей з режимним дисбалансом значення параметру шорсткості поверхні R_a та некруглості обробленої поверхні не перевищило відповідно 0,85 мкм та 15 мкм. Інформаційна підтримка для розрахунку і проектування шпиндельного вузла з пристроєм автоматичного балансування виконана для 19-ти типорозмірів у вигляді бази даних за допомогою програмного забезпечення Microsoft Access.

Викладені в дисертаційній роботі положення, методики та результати досліджень впроваджено у виробництво на ВАТ Вінницький підшипниковий завод, ВП „Атомремонтсервіс”, Чернігівському ДП „Завод”РаПіД”, що дозволило підвищити продуктивність обробки деталей з конструктивно-обумовленою незрівноваженістю на 10%, рівень коливань верстата знизився в 1,5-2 рази.

Основні положення дисертації опубліковані в роботах

1. Струтинський В.Б., Сахно Є.Ю. Автоматичне центрування неврівноважених роторів технологічних систем: Монографія. Чернігів: ЧДІЕУ, 2004, 198с. (здобувачем розроблена концепція зрівноважування шпинделя верстата).

2. Струтинський В.Б., Сахно Є.Ю., Панюков О.А. Аналіз динамічних характеристик шпинделя токарного верстата// Вісник ЧДТУ, 2004. №4. С. 5-9. (здобувачем розроблена математична модель для визначення динамічних характеристик незрівноваженного шпинделя).

3. Струтинський В.Б., Сахно Є.Ю. Дослідження системи шпиндельного вузла з неврівноваженою заготовкою// Промислова гідравліка і пневматика, 2006. №1. С. 59-63. (здобувачем складена динамічна модель пружної системи шпиндельного вузла з неврівноваженою заготовкою).

4. Струтинський В.Б., Сахно Є.Ю. Процес обертання неврівноваженого шпиндельного вузла в гідростатичній опорі// Вестник НТУУ “КПИ”, 2006. №49. С. 103-107. (здобувачем створена модель руху неврівноваженого шпинделя в гідростатичній опорі).

5. Сахно Е.Ю. Привод для моментно-силовой балансировки ротора в двух плоскостях коррекции// Промислова гідравліка і пневматика, 2003. №2. С. 72-76.

6. Сахно Ю.А., Федориненко Д.Ю., Сахно Е.Ю. Торможение корректирующих дисков в приводах автоматической балансировки роторных машин// Вибрации в технике и технологиях, 2003. №2(28). С. 46-50. (здобувачем розроблена модель гальмування коригувального диску з двох сторін за допомогою гальмових поршнів).

7. Сахно Е.Ю. Динамика неуравновешенного шпиндельного узла на гидростатических опорах// Вестник НТУУ “КПИ”, 2005. №47. С. 47-49.

8. Сахно Е.Ю. Переходной процесс шпиндельного узла с устройством автоматической балансировки роторных машин// Вестник НТУУ „КПИ”, 2002. №43. С. 77-79.

9. Сахно Є.Ю., Федориненко Д.Ю. Балансування шпиндельного вузла верстата при механічній обробці неврівноваженої заготовки// Наукові вісті НТУУ „КПІ”, 2001. №2. С. 72-77. (здобувачем розроблена структурна схема та динамічна модель шпиндельного вузла з коригувальними дисками).

10. Сахно Е.Ю., Федориненко Д.Ю. Механическая обработка неуравновешенных деталей инструментом с пластинками из СТМ// Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні.Запорожье: 3НТУУ, 2001. №2. С. 78-81. (здобувачем розроблена математична модель формування поверхні незрівноваженої деталі).

11. Польшаков В.И., Сахно Е.Ю. Управление виброактивностью шпиндельных узлов при обработке сложных и труднообрабатываемых деталей// Вісник двигунобудування, 2003. №1. С. 152-155. (здобувачем визначені похибкі зрівноважування шпиндельного вузла).

12. Сахно Є.Ю. Волік В.С. Механічна обробка незрівноважених деталей на токарному верстаті з гідростатичнимі опорами// Вісник двигунобудування, 2006. №2. С. 129-133. (здобувачем досліджено вплив технологічного дисбалансу на шорсткість та відхилення від круглості поверхні деталі).

13. Сахно Ю.А., Сахно Е.Ю., Федориненко Д.Ю. Гидравлический привод для автоматизации уравновешивания технологических машин// Вестник НТУУ „КПИ”, 2002. №42. Т.2. С. 205-206. (здобувачем запропонована модель для визначення дисбалансів у двох площінах корекції).

14. Сахно Е.Ю. К вопросу центрирования шпинделя в гидростатической опоре// Гідравліка і гідротехніка, Науково-технічний збірник НТУ, 2005.Вип. 61. С. 119-126.

15. Сахно Ю.А., Федориненко Д.Ю., Сахно Є.Ю. Математичне моделювання системи живлення шпиндельних гідростатичних опор// Автоматизація виробничіх процесів, 2004. №2(19). С. 38-41. (здобувачем розроблена модель для визначення несучої здатності гідроопор).

16. Сахно Е.Ю. Динамическая модель управления балансировкой роторной системы станка// Вестник НТУУ „КПИ”, 2000. №39. С. 222-224.

17. Федориненко Д.Ю., Сахно Ю.А., Сахно Е.Ю. Тормозной привод корректирующих дисков автобалансирующих устройств// Вестник НТУУ “КПИ”, 1999. №35. С. 36-41. (здобувачем запропонована методика збільшення гальмового моменту на коригувальному диску).

18. Сахно Е.Ю. Расчет форм колебаний роторной систеы при балансировке неуравновешенной заготовки// Вестник НТУУ „КПИ”, 2001. №41. С. 142-145.

19. Сахно Ю.А., Федориненко Д.Ю., Сахно Е.Ю. Центрирование шпинделя в гидростатической опоре при автобалансировке// Вестник НТУУ „Харьковский политехнический институт”, 2001. №129. С. 85-90. (здобувачем визначені температурні зсуви переднього кінця шпинделя).

20. Сахно Ю.А., Федориненко Д.Ю., Сахно Е.Ю. Привод корректирующих масс автобалансирующего устройства// Збірник наукових праць Кіровоградського державного технічного університету, 2001. №8. С. 38-42. (здобувачем розроблена гідравлічна схема приводу для автобалансування ротора у двох площінах коррекції).

21. Сахно Ю.А., Федориненко Д.Ю., Сахно Е.Ю. Линеаризованная модель системы автоматического управления процессом балансировки металлорежущего станка// Вісник Сумського державного університету, 2003. №12(58). С. 223-230. (здобувачем розроблена схема нелінейної системи автобалансування).

22. Струтинський В.Б., Сахно Є.Ю., Шевченко Я.В. Підвищення кутової жорсткості шпиндельного вузла завдяки модернізації гідростатичної опори// Вісник східноураїнського національного університету імені Володимира Даля, 2007. №3(109). С. 206-211. (здобувачем розроблена нова конструкція гідростатичної опори та визначені витрати з кішень підшипника).

23. Сахно Ю.А., Федориненко Д.Ю., Сахно Е.Ю., Чуприна В.М. Повышение эффективности автобалансировки роторов корректирующими дисками// Вестник НТУУ „КПИ”, 2000. №38. С. 131-136. (здобувачем розроблена схема гальмування коригувального диска в гідроопорі).

24. Сахно Е.Ю. Повышение динамической жесткости и снижение вибрации суппортной группы станка при резании// Збірник наукових праць Кіровоградського державного технічного університету, 2003. №12. С. 241-249.

25. Сахно Ю.А., Федориненко Д.Ю., Чуприна В.М., Сахно Е.Ю. К вопросу автоматического уравновешивания роторов корректирующими дисками// Сб. Трудов международной научно-технической конференции „Машиностроение и техносфера на рубеже ХХІ века”.Донецк: ДонГТУ, 1998. С. 59-62. (здобувачем запропонована модель для розрахунку гальмового моменту на коригувальному диску).

26. Суховирский Б.И., Сахно Е.Ю. Моделирование системы уравновешенных роторов с технологическим дисбалансом// Сборник трудов VI Международной научно-технической конференции „Машиностроение и техносфера на рубеже ХХІ века”.Донецк: ДонГТУ, 1999. С. 92-93. (здобувачем розроблена структурна схема математичної моделі процесу балансування).

27. Сахно Ю.А., Сахно Е.Ю. Автоматическая балансировка шпинделей металлорежущих станков// СТИН, 2003. №7. С. 22-25. (здобувачем розроблена схема для зрівноваження шпиндельного вузла у двох площінах корекції).

28. Сахно Ю.А., Федориненко Д.Ю., Сахно Е.Ю. Конструктивный ряд устройств для автоматической балансировки// Машиностоитель, 2000. №6. С. 20-21. (здобувачем розроблена конструктивна схема пристрою для автоматичного балансування).

29. Сахно Е.Ю. Новое устройство для автоматической балансировки неуравновешенных роторов// Информационный листок №30-2000, Черниговский ЦНТЭИ, 2000. 3 с.

30. Сахно Є.Ю. Техніко-економічні питання врівноваження роторних систем в машинобудуванні// Сіверянський літопис, 1999. №3(27). С. 192-193.

31. Патент UА № 77639С2 F16С 32/06. Регулятор жорсткості гідростатичних опор/ Струтинський В.Б., Сахно Є.Ю., Федориненко Д.Ю., Бойко С.В.200512380. заяв. 22.12.2005; опубл.15.12.2006. Бюл. №12.

32. Деклараційний патент на винахід UА №30655А В23В 19/02. Прістрій для автоматичного балансування /Сахно Ю.А., Федориненко Д.Ю.,Сахно Є.Ю.,-98041767 Заяв.19.06.1998; опубл. 15.12.2000. Бюл. №7-11.

33. Деклараційний патент на винахід UА №33621А В23В 19/02. Прістрій для автоматичного балансування /Сахно Є.Ю., Федориненко Д.Ю. -99031409. заяв.17.03.1999; обубл. 15.02.2001. Бюл. №1.

34. Деклараційний патент на винахід UА №50229А В23В 19/02. Прістрій для автоматичного балансування /Сахно Є.Ю.2001118084. заяв.26.11.2001; опубл.15.10.2002. Бюл. №10.

35. Патент RU №2242330 С2 7В23В19/02. Устройство для автоматической балансировки/ Жиганов В.И., Сахно Ю.А., Сахно Е.Ю., Жиганов С.В., Морозов А.В. 2003104944/02. заяв 19.02.2003; опубл. 20.12.2004. Бюл. № 45.

36. Сахно Є.Ю., Федориненко Д.Ю. К вопросу обработки неуравновешенных деталей инструментом с пластинками из СТМ// Тез. докл. Международной научно-технической конференции ”Новые технологии, методы обработки и упрочнения деталей энергетических установок”. Запорожье: ЗНТУУ, 2000.С. 109-111. (здобувачем запропонована методика зниження імпульсної складової зусилля різання).

37. Сахно Є.Ю. Передавальна функція пристрою автоматичного балансування// Матеріали науково-практичної конференції ЧДІЕУ.Чернігів: Сіверянський літопис, 2000.№2(32). С. 226.

38. Польшаков В.И., Сахно Е.Ю. Снижение виброактивности шпиндельных узлов при механической обработке деталей из труднообрабатываемых материалов// Тез. докл. Второй международной научно-технической конференции „Новые технологии, методы обработки и упрочнения деталей энергетических установок”.Запорожье: ЗНТУУ, 2002. С. 95-97. (здобувачем запропоновано зниження віброактивності шляхом силового впливу на шпиндельний вузел).

39. Сахно Е.Ю. Повышение динамической жесткости и снижение вибрации суппортной группы станка// Тез. докл. Першої Міжнародної науково-техничной конференції „Машинобудування та металообробка -2003”-Кіровоград: КДТУ, 2003. С. 200-201.

40. Сахно Є.Ю. Управління точністю центрування неврівноваженого шпинделя металорізального верстата// Тез. доп. Першої міжнародної науково-практичної конференції „Науковий потенціал світу,2004”. Дніпропетровськ, 2004. С. 63-64.

Анотація

Сахно Є.Ю. Теорія проектування системи зрівноважування шпиндельних вузлів токарних верстатів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.03.01 - процеси механічної обробки, верстати та інструменти. - Національний технічний університет України „Київський політехнічний інститут”, Київ, 2007.

Дисертація присвячена створенню наукових основ автоматичного зрівноваження шпиндельного вузла при механічній обробці деталей, які мають конструктивно-обумовлену неврівноваженість за допомогою цілеспрямованого силового впливу на технологічну систему і зниження рівня коливань верстата. На основі побудованої морфологічної матриці розроблені нові схеми та система автоматичного зрівноважування шпиндельного вузла, яка має гідравлічний привід для повороту коригувальних мас у положення компенсації технологічного дисбалансу.

Розроблена та досліджена математична модель приводу для автоматичної компенсації векторів динамічної (моментно-силової) неврівноваженості шпинделя, яка дозволяє управляти процесом гальмування корегуючих дисків завдяки силам рідинного тертя, які створюються в спряженні “корегуючий диск-гальмовий поршень” з визначенням перехідних характеристик руху поршня, тиску у гідроциліндрі і гальмового моменту. Розглянута кінематика і динаміка зрівноваження технологічного дисбалансу коригувальними дисками, які встановлюють на шпиндель у одній та двох площинах корекції, та розкритий механізм повороту коригувального диска в положення компенсації технологічного дисбалансу, що визначає зміну кута повороту диска від кута повороту шпинделя у відносному русі.

Визначено похибки центрування шпинделя з дисбалансом, що виникають внаслідок нечутливості коригувальних мас і деформації технологічної системи при цьому отримані диференційні рівняння, які дозволяють визначити зміщення шпинделя з врахуванням уточнених координат елементів системи. На основі теоретичних досліджень розроблені методика проектування та нові конструкції пристроїв для автоматичного центрування незрівноваженого шпиндельного вузла верстата.

Ключові слова: шпиндель, пристрій автоматичного балансування, дисбаланс, динамічна незрівноваженність, площина корекції, коригуючи диски, гідростатичні підшипники, остаточний рівень коливань.

Аннотация

Сахно Е.Ю. Теория проектирования системы уравновешивания шпиндельных узлов токарных станков. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.03.01. - процеcсы механической обработки, станки и инструменты. - Национальный технический университет Украины “Київський політехнічний інститут”, Киев, 2007.

В диcсертационной работе решена важная научно-техническая проблема высокоэффективной механической обработки деталей имеющих конструктивно-обусловленную неуравновешенность на металлорежущих станках с гидростатическими опорами путем автоцентрирования шпинделя в двух плоскостях коррекции при помощи автобалансирующих устройств для обеспечения качества механической обработки неуравновешенных деталей в широком диапазоне изменения технологического дисбаланса, уменьшения уровня вибраций дестабилизирующих работу станка.

Для высокоэффективной обработки неуравновешенных изделий проблема снижения уровня вибраций станка решалась комплексно, то есть наряду с повышением жесткости шпинделя и его опор использовалась система компенсации динамических нагрузок, которая работает в широком диапазоне скоростей резания и величин эксплуатационного дисбаланса детали.

В работе рассмотрены методы и направления научных исследований, на основании которых предложена теория снижения вибраций шпиндельного узла при помощи целенаправленного силового воздействия на технологическую систему. Созданы научные основы автоматической балансировки шпинделя токарного станка на основе метода случайного поиска состояния уравновешивания в который внесена зависимость изменения тормозного момента на корректирующих массах от угла их поворота, вокруг собственной оси, силами вязкого трения в зависимости от радиального смещения шпинделя, и на его основе созданы новые технологические схемы компенсации режимного дисбаланса при помощи корректирующих дисков встроенных в кинематическую структуру станка.

Представлен новый гидравлический привод для автоматической балансировки шпинделя в двух плоскостях коррекции, одна из которых размещена посередине шпиндельной бабки, а другая на консоли шпинделя как можно ближе к вектору технологического дисбаланса, при этом корректирующие диски перемещаются при помощи тормозных гидроцилиндров которые создают тормозной момент и взаимодействуют через следящий золотник со шпинделем. Таким образом, компенсирующий дисбаланс формируется в результате поворота корректирующих дисков на дискретное число угловых шагов.

Рассмотрена кинематика и динамика уравновешивания технологического дисбаланса в одной и двух плоскостях коррекции и разработана система автоматической компенсации моментно-силовой неуравновешенности шпинделя. Рассмотрены вопросы обеспечения точности автоматического уравновешивания шпиндельного узла корректирующими дисками. Получены уравнения изгибающих моментов динамической системы шпиндельного узла с учетом уточненных координат центра масс шпинделя. При этом область ограничений смещения оси шпинделя и погрешность корректировки технологического дисбаланса зависит от работы четырехпоточного делителя потока с двумя ступенями деления который управляет процессом уравновешивания.

Определены параметры системы уравновешивания шпиндельного узла в двух плоскостях коррекции, разработана методика автоматического уравновешивания шпинделя корректирующими дисками и выполнен расчет гидросистемы для торможения корректирующих масс, а также проведено компьютерное моделирование движения рабочей жидкости в четырехпоточном делителе потока.

Новизна предложений состоит также в разработке двух ступеней уравновешивания: первая ступень выполнена в виде регулируемых гидростатических подшипников, вторая ступень представляет собой двухплоскостную систему автоматической балансировки шпинделя, адаптируемую к промышленным условиям без датчика колебаний и усилительно-преобразовательных устройств.

Предложенные нововведения позволят снизить уровень колебаний шпиндельного узла в 1,5-2 раза при обработке деталей с конструктивно-обусловленной неуравновешенностью, уменьшить параметры некруглости и шероховатости обработки. Разработанное устройство для автоматической балансировки обеспечивает в зависимости от частоты вращения ротора 1-2 класс точности балансировки по ГОСТ 22061-76.

Выполненная работа предназначена для разработчиков металлорежущего оборудования, в том числе прецизионных токарных и шлифовальных станков класса точности П,В,А. Предложенный метод и средства балансировки сокращают вспомогательное время для наладки машины, повышают точность уравновешивания и производительность труда. Значимость достигнутых результатов будет возрастать по мере создания технологического оборудования для работы на повышенных частотах вращения.

Ключевые слова: шпиндель, устройство автоматической балансировки, дисбаланс, динамическая неуравновешенность, плоскость коррекции, корректирующие диски, гидростатические подшипники, остаточный уровень колебаний.

Annotation

Sakhno E.Y. Theory of designing of the system of balancing of shaft knots of lathes. - Manuscript.

Dissertation on the competition of scientific degree of doctor of Technical Sciences in specialty 05.03.01 - processes of tooling, machine-tools and instruments. - The National technical university of Ukraine „Kyiv polytechnic institute”, Kyiv, 2007.

Dissertation is devoted to creation of scientific bases of the automatic balancing of shaft knot at tooling of details, which have the structural-conditioned mental instability by means of directed power influence on the technological system and decline of level of vibrations of machine-tool. On the basis of the built morphological matrix there are developed new charts and system of the automatic balancing of shaft knot, which has a hydraulic drive for the turn of correcting masses in position of compensation of technological disbalance.

It was developed and investigated the mathematical model of drive for automatic compensation of vectors of dynamic unbalancing of shaft, which allows to operate the process of braking of correcting disks by means of forces of liquid friction, which are created in the interface “correcting disc - braking piston” with determination of transitional descriptions of motion of piston, pressure in hydrocylinder and brake moment. The considered kinematics and dynamics of balancing of technological disbalance by correcting disks which set on shaft in one and two areas of corrections, and showed mechanism of turn of correcting disk in position of compensation of technological disbalance, that determines the change of angle of turn of disk from the angle of turn of shaft in relative motion.

The errors of centering of shaft with a disbalance are definite, that there are as a result of insensitivity of correcting masses and deformation of the technological system here the got differential evening which allow to define displacement of shaft taking into account the specified coordinates of elements of the system. On the basis of theoretical researches there is created method of designing and new constructions of devices for the automatic centering of unbalancing shaft knot of machine-tool.

Keywords: shaft, device of the automatic balancing, disbalance, dynamic unbalancing, area of correction, correcting disks, hydrostatical bearings, remaining level of vibrations.

Размещено на Allbest.ru