Транспортировка станков. Испытание металлорежущих станков. Причины потери станком работоспособности, страница 31

Особым видом испытаний, связанных с быстропротекающими процессами, является определение характеристик плавности медленных перемещений столов и суппортов прецизионных станков, когда изменение условий трения в направляющих может привести к релаксационным колебаниям и оказать влияние на точность позиционирования.

Определение тепловых деформаций станков особенно важно для прецизионных станков, когда изменение температурных полей станка играет доминирующую роль в обеспечении требуемой точности.

Для определения тепловых деформаций узлов станка часто используют те же приборы, что и при оценке геометрической точности и жесткости станков. Специфика здесь заключается в том, что деформация изменяется во времени, поэтому применяют самопишущие приборы, а при автоматизации эксперимента — цифропечатающие устройства и дисплей, регистрирующие эти изменения. Кроме того, часто необходимо определять характеристики температурных полей и их изменение во времени. Датчиками в этом случае служат термопары и терморезисторы, установленные в зоне источников теплоты и на исследуемых корпусных деталях. Для оценки динамики тепловых полей применяют тепловизоры, регистрирующие инфракрасные излучения объекта. Обработка на ЭВМ результатов измерения тепловых полей позволяет построить изотермы и другие характеристики, которые являются диагностическим признаком для оценки теплового состояния системы.

По мере повышения требований к прецизионности станков роль тепловых деформаций в балансе точности станка возрастает.

Оценка эксплуатационных характеристик станка включает в первую очередь приведенные ниже испытания.

Определение фактической производительности станка. Измерение фактических значений скоростей подач и длительности вспомогательных движений станка, проверка возможности передачи необходимых нагрузок позволяют сравнить полученные характеристики с их проектными (заданными) значениями. Основная задача этих испытаний — установить правильность функционирования станка и выполнения всех команд системы управления и определить возможность осуществлять заданные циклы с необходимыми кинематическими и силовыми характеристиками.

Определение коэффициента полезного действия (КПД) станка позволяет дать энергетическую характеристику станка. КПД привода станка h показывает, какая доля  N всей мощности расходуется на резание:

h= N_p/N = N_r,/(N_p + N_т),    

где N_т — потери мощности, главным образом на трение в механизмах.

Мощность (Вт), затрачиваемая на резание, связана с главным движением и движением подачи:

N_p=P_zV+ P_xV_s,     

где Р_z, P_x — соответственно тангенциальная и осевая составляющая силы резания, Н; V, V_s — соответственно скорости резания и подачи, м/с.

Мощность, идущая на движение подачи столов, суппортов, незначительна в общем энергетическом балансе станка, и основную роль играет привод главного движения.

Для расчета КПД измеряют мощность, расходуемую электродвигателем, и определяют мощность, идущую на резание, измеряя для этого силу резания или момент на шпинделе.

Обычно строят график зависимости КПД от полезной нагрузки (мощности резания N_p), который имеет максимум.

Проверка уровня шума позволяет не только оценить уровень звукового давления, отрицательно действующего на человеческий организм, но и использовать полученные данные в качестве диагностического сигнала об общем состоянии станка. Испытания проводят в соответствии с ГОСТ 12.2.107—85, который регламентирует методы измерения шума и допустимые значения его уровня с учетом частотного спектра для различных случаев.

1.3.2. Испытание станков  на холостом ходу

Испытание станка на холостом ходу производится последовательным включением всех его рабочих скоростей от наименьшей до наибольшей, причем на наибольшей скорости — до наступления установившейся температуры в подшипниках, но не менее получаса. Температура подшипников шпинделя не должна подниматься выше 70° для подшипников скольжения и 85° —для подшипников качения. В других механизмах (коробки подач и др.) температура подшипников при аналогичных испытаниях не должна подниматься выше 50°. Механизм подач испытывается на холостом ходу при наименьших, средних и наибольших рабочих подачах, а также при быстрой (ускоренной) подаче, если она имеется у станка.