книги из ГПНТБ / Ящерицын, П. И. Шлифование с подачей СОЖ через поры круга

1,5 мкм). Здесь также фактические погрешности доро­ жек качения подшипников передней опоры не копируют­ ся, не переносятся на точность вращения оси шпинделя, а передаются с существенным исправлением. Степень этого исправления зависит от качества комплектации подшипников в опоре и качества сборки шпинделя.

5. Точность вращения оси самая высокая у шпиндел станка СВАИГЛ-200. Это достигнуто за счет высокой точности подшипников и за счет правильной их комплек­ тации. Достаточно хорошая точность вращения оси до­ стигнута у шпинделей СШ-1-10(1) и СШ-1-10(2). Но под­ шипники качения класса С по точности ниже, чем подшипники аналогичного типоразмера производства ГДР. Достигнутая точность является следствием выбо­ ра правильного взаимного положения колец подшипни­ ков опоры на валу и в корпусе шпинделя, этому способ­ ствует установка четырех подшипников в одной опоре.

Из рис. 55 следует:

а) приведенная векторная сумма погрешностей тел качения и колец подшипников (волнистость, гранность) передней опоры шпинделя СВАИГЛ-200 не превышает 0,5 мкм, а данные погрешности вместе с радиальным биением подшипников не превышают 1,1 мкм;

б) накопленные погрешности подшипников класса С передней опоры шпинделей СШ-1-10(1) и СШ-1-10(2) соответственно составляют 1,71 и 1,9 мкм, т. е. примерно в 1,6—1,8 раза больше погрешностей подшипников произ­ водства ГДР;

в) подшипники класса А, применяемые в шпинделе завода «Калибр», совершенно не пригодны по точности. Точность изготовления указанного шпинделя также весьма низкая. Установка по два подшипника в каждой опоре значительно хуже, чем по четыре. При четырех подшипниках в опоре за счет их правильного взаимного положения можно существенно повысить точность вра­ щения оси шпинделя.

Исследование виброустойчивости внутришлифоваль-

ных шпинделей. Для исследования виброустойчивости шпинделей была изготовлена специальная планшайба диаметром 170 мм, на торце которой были просверлены

130

резьбовые отверстия на диаметре 100, 120, 140 и 160 мм в диаметральной плоскости. В эти отверстия ввинчивал­ ся винт с гайками известного веса, и производилась запись вибраций с помощью вибродатчиков К-001 и осциллографа Н-700 при Ккр= 35 и 50 м/сек.

Полученные осциллограммы были расшифрованы. Обобщенные данные приведены в табл. 8 и 9, а на рис. 51 представлены зависимости амплитуды колебаний шпинделей от величины дисбаланса.

При расшифровке осциллограмм установлено, что частота основного колебательного процесса постепенно уменьшается по мере увеличения дисбаланса. Изменение основной частоты происходит от частоты вращения шпинделя (80—88 гц при Ккр= 35 м/сек и 115 гц при Икр= 50 м/сек) до его низших гармоник. При определен­ ных значениях дисбаланса появляется четкая вибрация с частотой вращения сепаратора подшипников, которая равна половине частоты вращения шпинделя. Когда дисбаланс превышает 90 г-см, то на основной колеба­ тельный процесс накладываются высокочастотные коле­ бания с частотой 500—700 гц. Колебания с такой часто­ той возникают из-за появления зазора в подшипниках шпинделя. Появление зазора связано с тем, что силы вибрации при больших значениях дисбаланса преодоле­ вают силы предварительного натяга подшипника.

Частота колебаний от зазора в подшипниках опреде­ ляется по следующей формуле:

Колебаний от овальности тел качения не установлено. Анализ рис. 51 и данных, приведенных в табл. 8 и 9,

икр= 35 м/сек примерно в 2—5 раз ниже, чем шпинделя СШ-1-10(2). По мере увеличения дисбаланса различие

ввиброустойчивости этих шпинделей уменьшается.

3.Виброустойчивость шпинделей станка мод.

СВАИГЛ-200 и завода «Калибр» является невысокой, и

132

133

максимально допустимый дисбаланс не превышает 50 г-см. Дальнейшее увеличение дисбаланса было опас­ ным по технике безопасности эксперимента. Виброустой­ чивость этих шпинделей примерно равная.

4.При пКр= 50 місек виброустойчивость шпинделей СШ-І-ІО(І) и СШ-1-10(2) примерно одинаковая.

5.Виброустойчивость шпинделей СВАИГЛ-200 и за­ вода «Калибр» на скоростных режимах примерно в 2—

Рис. 51. Зависимость амплитуды колебаний внутришли-

2,5 раза ниже виброустойчивости шпинделей СШ-І-ІО(І)

и С111-1-10(2).

Заслуживает особого внимания вопрос резкого изме­

следующими конструктивно-технологическими особенно­ стями этих шпинделей. У шпинделя СШ-1-10(2) в меж­ опорном пространстве диаметр тела вала 40 мм, а у шпинделя СІИ-І-Ю (І)—50 мм. При этом точность вра­ щения шпинделя СШ-І-Ю(І) примерно в 1,5 раза выше,

134

чем шпинделя СШ-1-10(2). С переходом па скоростной режим вращения шпинделя СНЫ -10(2) происходят ин­ тенсивные крутильные и изгибные колебания вала в межопорном пространстве вследствие его малого момен­ та сопротивления и значительного отклонения действи­ тельной оси шпинделя от его геометрической оси.

Таким образом, для скоростного шлифования оба шпинделя мод. СШ-І-Ю(І) и СШ-1-10(2) по вибро­ устойчивости являются равноценными. Учитывая, что шпиндель СШ-1-10(2) обладает большей жесткостью, его целесообразнее использовать на предварительном шлифовании, а шпиндель СШ-І-Ю(І) благодаря его бо­ лее высокой точности вращения пригоден для оконча­ тельного шлифования. С точки зрения долговечности ра­ боты подшипников необходимо отдать предпочтение шпинделю СШ-1-10(2), так как при его сборке исключен перекос подшипников благодаря их безгаечной фик­ сации.

Разработанные конструкции шпинделей применимы для шлифования коротких деталей (до 120 мм) с диамет­

4. Причины неуравновешенности шлифовального круга, возникающей с пуском СОЖ через его поры [102]

Основными причинами неуравновешенности являют­ ся следующие:

' асимметричность его объема относительно оси вра­ щения, в частности, эксцентриситет отверстия и непа­ раллельность торцов;

1неоднородность шлифовального круга по плотности, т. е. неравномерное распределение пор по объему круга.

Согласно ГОСТу 3881—65, шлифовальные круги пе­ ред установкой на станок проходят статическую балан­ сировку, и неуравновешенность их из-за указанных выше причин устраняется. Однако с пуском СОЖ через поры круга жидкость заполняет активное поровое простран­

ность и повышается уровень вибраций шпинделя шлифо­ вального круга. Асимметричность, как правило, не вы­

135

зывает существенного дисбаланса круга, ибо ГОСТом 4785—64 предусмотрены достаточно жесткие допуски на посадочные отверстия, эксцентриситет и непараллель­ ность торцов кругов. Повышение вибраций с пуском СОЖ через поры шлифовального круга происходит в основном из-за неравномерного распределения пор по объему круга.

Учитывая это, нами изучалось только изменение ам­ плитуды колебаний шлифовальной бабки станка с пу­ ском СОЖ через поры круга в зависимости от неравно­ мерности распределения пор по объему круга. Исследо­ вания проводились на станке мод. ЗБ161. Для измерения вибраций использовался вибродатчик ВИЛ-69, а регистрация производилась на осциллографе И-102.

Предварительными исследованиями было установле­ но, что характерной точкой на станке мод. ЗБ 161 являет­ ся точка на шлифовальной бабке у переднего подшипни­ ка шпинделя.

При расшифровке виброграмм применялся аппарат «Микрофот» типа 5ПО-1 с объективом Ю-12, обеспечи­ вающим 16-кратное увеличение, что давало соответст­ вующее увеличение точности обработки виброграмм. Вы­ числение амплитуды колебаний производилось по фор­ муле

А — действительная амплитуда записанного колебатель­ ного процесса, мм.

При пуске (прекращении подачи) СОЖ через поры круга вибрации нарастают (убывают) не мгновенно, а за определенный промежуток времени, поэтому на вибро­ граммах производилось измерение соседних амплитуд через один период. Эти измерения позволили вычислить коэффициент нарастания вынужденных колебаний и ло­

136

гарифмический декремент затухания, который вычисля­ ется по формуле

затухающего колебательного процесса; А3— амплитуда колебаний, измеренная через один период от А t.

Логарифмический декремент затухания, деленный на период затухающего колебания, есть коэффициент зату­ хания

Величина сопротивления определяется по формуле

Так как отношение частоты возмущающей силы к ча­ стоте собственных колебаний равно единице ///0= 1 (число оборотов всех вращающихся масс постоянно во времени), то коэффициент нарастания вынужденных колебаний

Коэффициент нарастания вынужденных колебаний (ло­ гарифмический декремент затухания) здесь является ха­ рактеристикой скорости заполнения (освобождения) пор шлифовального круга СОЖ (от СОЖ).

Для проверки предположения о повышении уровня вибраций с пуском СОЖ через поры круга на станок

в котором имелась свинцовая вставка, компенсирующая часть структурного дисбаланса. После установки стати­

137

чески сбалансированного шлифовального круга с план­ шайбами на станок производилась запись вибраций без

СОЖ через шлифовальный круг показано на рис. 53. Расшифровка приведенных виброграмм показала, что

колебания станка в характерной точке без пропускания

0,003—0,004 мм, которые возникают в результате вза­ имодействия двух колебательных процессов: колебаний

"ftVW'

Рис. 52. Виброграммы колебаний шлифовальной бабки круглошлифовалыюго станка мод. ЗБ161: а — без подачи СОЖ через поры круга; б — при истечении СОЖ через поры круга, торцовые по­ верхности не покрыты нитроэмалью; в — с пуском СОЖ через поры круга, торцовые поверхности которого покрыты нитро­

эмалью

138

ют собой 3-ю л 5-ю гармоники от высокочастотных коле­ баний '[99, 100, 101].

С пуском С О Ж через поры круга происходит посте­ пенное увеличение амплитуды колебаний от 0,002 до 0,036 мм. Процесс нарастания вибраций происходит с переменным коэффициентом нарастания вынужденных

Рис. 53. Истечение СОЖ через поры круга на станке мод. ЗБ 161

колебаний от 26 до 3, при этом частота колебаний со­ ставляет 18 гц. Изменчивость коэффициента нарастания колебаний свидетельствует о переменном характере на­ полнения СОЖ активного порового пространства шли­

фовального круга.

Из приведенных виброграмм видно, что при устано­ вившемся режиме работы станка вибрации являются периодическими амплитудно-переменными, а с пуском СОЖ через поры круга — синусоподобными.

13Э