Транспортировка станков. Испытание металлорежущих станков. Причины потери станком работоспособности, страница 12

*В числителе значения η определены при деформации сжатия  1,5 мм, в знаменателе — при 3 мм.

Опоры гаммы ОВ-30 обладают нелинейной характеристикой жесткости, благодаря этому частота собственных колебаний станка на опорах мало зависит от нагрузки на них. Поэтому опоры с равночастотной характеристикой получили широкое применение.

Основные технические параметры виброопоры:                                                            -собственная частота f_z (Гц) для равночастотных опор

где k_z — коэффициент жесткости виброопоры в направлении оси z, даН/см;       g — ускорение свободного падения, см/с²; G — вес, даН;

-демпфирование, оцениваемое логарифмическим декрементом колебаний δ;

соотношения между жесткостями (k_x, k_y, k_z) виброопоры в разных направлениях η_x=k_z/k_x; η_y=k_z/k_v;

-тип устройства для регулирования высоты установки;

-долговечность упругого элемента.

Качество виброизоляции характеризуется для каждого направления X, У, Z «критериями виброизоляции» Ф_i. Например, для вертикального направления

где f_z, δ —соответственно собственная частота (Гц) и логарифмический декремент колебаний системы виброизоляции; α_{отн.доп} — допустимое смещение в зоне обработки, мм; α— амплитуда колебаний пола, мм; γ_fi — отношение амплитуды колебаний в зоне обработки к амплитуде колебаний станины при частоте f_i .

Формулой (1.2.5.1) пользуются для определения собственной частоты f_z вертикальных колебаний при установке станка не только на виброизолирующих опорах, но и на фундаменте на резиновых ковриках или пружинах.

При установке станков нормальной точности на виброопоры может повыситься уровень колебаний станка под действием внутренних возмущающих сил, а также может снизиться виброустойчивость при резании. В частности, неблагоприятное воздействие на виброустойчивость способа установки станка на виброопоры может проявиться при неудачной конструктивной компоновке станка, когда, например, масса инструментального блока соизмерима с массой станины и т. д. Это очевидно на примере эксплуатации консольных вертикально-фрезерных станков. Установка подобных станков на виброопоры нецелесообразна, так как приводит к ухудшению показателей их динамического качества по сравнению с динамическим качеством этих станков, установленных на фундамент с помощью болтов.

Среди  широко  применяемых  конструкций   средств  виброизоляции известны резинометаллические опоры с равночастотной характеристикой гамм ОВ-31 и ОВ-33  (рис. 1.2.5.1, а) конструкции Е. И. Ривина.

Принцип работы резинометаллических опор ОВ-31 и ОВ-33 основан на непрерывном уменьшении свободной поверхности резины без изменения площади нагруженной поверхности. При малых нагрузках площадь свободной поверхности равна сумме площадей наружной цилиндрической поверхности, внутренней и наружной цилиндрических поверхностей резины, внутренней цилиндрической поверхности резинового элемента; при этом жесткость опоры минимальна. При увеличении нагрузки резина выпучивается по всем свободным поверхностям. При дальнейшем увеличении нагрузки (увеличении деформации сжатия) расширяющаяся резина постепенно заполняет зазоры; площадь свободной поверхности уменьшается и соответственно увеличивается жесткость опоры.

Выбором зазоров Δ₁  и  Δ ₂ (см. рис. 1.2.5.1, а) можно изменять характер зависимости жесткости k_z от сжимающей нагрузки P_z и, в частности, обеспечить в некотором диапазоне P_z, зависимость k_z=0,04P_zf _z², где f_z=const — заданная собственная частота.

На рис. 1.2.5.1, б  показаны зависимости f_z=f(P_z) для некоторых вариантов виброопор (кривые 1, 2 соответствуют характеристикам опоры ОВ-31, кривые 3—5 — гамме равночастотных опор ОВ-33).

В связи с тем, что при нагрузках на опору ОВ-31, равных 200— 300 даН, f_z слишком велика, для уменьшения критерия виброизоляции Ф_iz в упругий элемент опоры введен демпфер жидкостного трения. Демпфер представляет собой пластину, соединенную с верхним основанием опоры, на котором имеются штырьки в виде гребенки, погруженные в вязкую жидкость, заполняющую  полость в толще упругого элемента опоры. Это обеспечивает демпфирование колебаний в разных направлениях. Для опоры ОВ-31 без демпфера (кривая 1) при колебаниях в вертикальном направлении δ = 0,4... 0,6, с демпфером (кривая 2)  δ= 0,5... 0,7. Для обеспечения постоянства η_х и η_y в рабочем диапазоне нагрузок к нижнему основанию виброопоры прикреплено ребро жесткости 7 (см.  рис. 1.2.5.1, а ).