Транспортировка станков. Испытание металлорежущих станков. Причины потери станком работоспособности, страница 15

1.2.6. Алгоритм расчета системы виброизоляции станка

В качестве примера рассмотрим расчет системы виброизоляции под прецизионный многоцелевой фрезерно-расточной станок с вертикально перемещающимся реверсируемым узлом.

Исходные данные

Параметры станка: вес станка G_CT=120 кН; габаритные размеры опорной поверхности станины lxb = 550x450 см; высота станины 90см; вес вертикального узла, перемещающегося возвратно-поступательно, G=14 кН; скорость движения реверсируемого узла (закон изменения ускорения при реверсе узла по форме близок к полуволне синусоиды) v = 30 м/мин; время реверса узла τ=0,45 с; коэффициент передачи, характеризующий чувствительность станка к колебаниям на частоте 30 Гц, γ_,30=0,07.

Параметры основания: уровень регулярных колебаний пола или амплитуда вертикальных колебаний в области частот 0—20 Гц a_z=2,5 мкм; импульсные колебания основания, вызываемые работой ударного оборудования в соседнем цехе (имеют форму затухающей синусоиды) с максимальной амплитудой а₀=20 мкм, частотой ω=62,8 с^-1  и логарифмическим декрементом колебаний δ_о=0,6.

Допустимые амплитуды относительных колебаний, обеспечивающие получение заданных параметров шероховатости обработанной поверхности: обусловленные регулярными колебаниями основания с амплитудой а_oтн.р=0,16 мкм; обусловленные импульсными колебаниями основания с амплитудой а_отн.и=0,5 мкм.

Порядок расчета

I. Определим параметры виброизоляции и выберем способ установки станка.

1. Определим собственную частоту f_z (Гц) вертикальных колебаний системы по формуле  Для виброизолирующих опор и фундамента на резиновых ковриках при δ = 0,6 f_z=12,5 Гц. Для фундамента на пружинах при δ=0,05 f_z =3,6 Гц.

2. Оценим возможности установки станка на виброопоры типов ОВ-30, ОВ-31, ОВ-32 и фирмы Stopshock.

Полученное значение f_z=12,5 Гц может быть реализовано с помощью опор ОВ-30 (см. табл. 1.2.4.1), использование же равночастотных опор и опор фирмы Stopshock исключается (см. рис. 1.2.4.2, б и табл. 1.2.4.2).

Из табл. 1.2.4.1 выберем опоры ОВ-30-1-3 с максимальной статической нагрузкой 1000 даН; тогда необходимое число опор для станка массой 12 т превышает 12, что нецелесообразно.

3. Оценим возможности установки станка на фундамент на резиновых ковриках (5 Гц≤f_z <15 Гц, см. рис.1.2.4.4, в).

Зададим размеры фундаментного блока в зависимости от габаритных размеров станка в плане: L_фxB_ф =600X500 см; определим высоту фундамента H_ф=120 см.

Найдем вес бетонного фундамента (при плотности бетона ρ = 2500 кг/м³) по формуле G_ф=L_фВ_фН_фgρ =900 кН и вес станка с фундаментным блоком G_z=G_ст+G_ф=1020 кН.

Подберем коврики для расчетной f_z. Расчетное значение f_z примем с запасом (т. е. f_z=11 Гц) и выберем коврики, например гаммы КВ-2, у которых горизонтальная жесткость в разных направлениях различна.

По рис. рис.1.2.4.4,в для f_z=11 Гц определим давление p_fz=0,35 МПа. Рассчитаем: требуемую площадь ковриков по формуле F_K.B=G_z/ p_fz = 2,92 м²; суммарную длину рядов ковриков (при ширине коврика 35 см) по формуле L_K=F_K._B/35=830 см; число п ковриков на длине L_K по формуле n=L_K/35=24.