Бабенко М 5 – 22 ВВЕДЕННЯ. Актуальність теми:
Все різноманіття організаційно-економічних і технологічних умов використання металорізальних верстатів і верстатних систем у споживачів зводиться до чотирьох узагальнюючих показників, інваріантним для будь-якого виробництва: продуктивність, точність, переналадження (технологічний діапазон використання) і надійність.
Ефективність сучасних металорізальних верстатів і верстатних систем, при їхній високій вартості, може бути забезпечена тільки в умовах інтенсивної експлуатації при максимальній точності. Як відомо верстати проектують із запасом точності, що враховує неминучу її втрату при експлуатації й жорсткості вимог до точності верстатів [68].
Проблема підвищення точності реалізації режимів різання, при настроюванні коробками передач досить актуальна в цей час і, особливо, в умовах стрімкого вдосконалення техніки, підвищення потужності, швидкохідності й точності машин, апаратів, приладів, їхньої надійності, що у свою чергу вимагає підвищення точності металорізальних верстатів.
Для множної частини є рекомендації й посібники [33] що дозволяють підібрати досить точні комбінації чисел зубів у множних групах, що забезпечують поле розсіювання підсумкової похибки значно менше нормативу. А от розподіл поля щодо нульової лінії (рівність позитивних і негативних відхилень) забезпечити важко, тому що для цього необхідно знати і (або) вірогідно розрахувати потужність холостого ходу й ковзання в електродвигуні, мати надійну методику для розрахунку передатних відносин і чисел зубів постійної пари.
Точність ряду частот обертання, реалізованого приводом зі східчастим регулюванням, є важливим показником якості верстата, , що обмежується
галузевим стандартом.
Відповідно до галузевого стандарту погрішність частоти обертання
W = 
не повинна виходити за
межі W = ±(φ-1)∙10%.
Таке обмеження похибки обумовлене тим, що відхилення режимів від розрахункових значень, веде при завищенні режиму до різкого зниження стійкості інструмента, і збільшення витрат на переналагодження й переточування інструмента, а заниження режимів веде до втрати продуктивності й підвищення витрат на виготовлення деталі.
Втрати, пов'язані з неточним встановленням розрахункових режимів різання, тим менші, чим менший використаний знаменник ряду (φ).
Загальна похибка частоти обертання на виході множної структури залежить від багатьох факторів: 1) від ковзання у використовуваному електродвигуні; 2) від похибки постійних ланок кінематичного ланцюга; 3) від похибки передатних відносин множної частини; 4) від похибки округлення.
Компенсаційні методи кінематичного розрахунку дозволяють підбирати числа зубів коробки передач так, щоб похибка передатних відносин компенсувалася похибкою округлення.
Похибка електродвигуна враховується галузевим стандартом, у вигляді розширення поля допуску до 5% при номінальному навантаженні асинхронного електродвигуна.
Таким чином, за допомогою існуючих нормативних стандартів, посібників і рекомендацій неможливо вирішити ні одне зі сформульованих завдань:
- скорочення трудомісткості й підвищення якості розрахунку ступінчато-регулюючого приводу;
- збільшення точності в оптимальних режимах різання;
- підвищення точності й надійності приводу головного руху.
7
Тому проблема створення універсальних методів прецизійного розрахунку передатного відношення й конструктивних параметрів постійної ланки, є актуальною.
Наукова новизна:
1. Виявлено місце, роль і значення постійної ланки в множній структурі й формуванні її похибки.
2. Установлено, що у формуванні загальної похибки беруть участь три складові, що відрізняються джерелом, роллю, механізмом виникнення й можливостями впливу на сумарну похибку. Підготовлено пропозиції по вдосконаленню галузевого стандарту ОСТ 2 Н11-1-82.
3. Створено комплекс залежностей для опису, оцінки й аналізу процесу створення похибки в множній структурі, а також у її постійній, неваріруємій частині.
Практична цінність:
- Розроблено методику й програмно-апаратний комплекс для розрахунку передатного відношення й конструктивних параметрів постійної ланки, що дозволяють на ранніх стадіях розрахунку з високою точністю визначити частоту на вході множної частини й структури в цілому й виконати вимоги галузевого стандарту по припустимій точності.
- Можливість практичного використання множних структур з більшим числом щаблів (36 і більше) і малим знаменником ряду (φ = 1,12) і похибкою реалізації ряду до ±1%.
10
РОЗДІЛ 1. АКТУАЛЬНІСТЬ ПРОБЛЕМИ, МЕТИ Й ЗАВДАННЯ.
Однією з основних вимог, які пред'являють до сучасних металорізальних верстатів, є точність їхньої роботи. Під цим терміном розуміється не тільки стабільність забезпечення верстатом заданої геометричної форми оброблюваної деталі, якість її поверхні й точність розмірів, що визначають основні параметри форми.
Точність реалізації ряду органами налаштування металорізального верстату також є найважливішим показником його якості, жорстко нормованим галузевим стандартом, технічними умовами на виготовлення й приймання. Причому, норматив на обмеження похибки встановлюється залежно від використаного знаменника ряду. Істотна особливість точності реалізованого ряду є те, що визначається вона не похибкою виготовлення деталей, а недоліками використаного методу кінематичного розрахунку.
Встановлені режими в значній мірі визначають ефективність обробки на металорізальних верстатах. Якщо при налаштуванні вибирається занижений режим, то відповідно знижується продуктивність. Якщо режим завищується, то це веде до зменшення стійкості й втрати за рахунок збільшеної кількості переточувань і змін інструмента. Як це може відбитися на ефективності (продуктивності, собівартості) обробці і які чисельні значення втрат для різних знаменників ряду представлено в додатку (Додаток С).
1.1. Особливості нормування точності обробки ступінчато-регулюючого приводу галузевим стандартом.
Галузевий стандарт ОСТ 2 H11-1-72 " Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел" [72] який був введений у середині 30-х років минулого сторіччя, як перший норматив верстатобудування (в 50-і роки йому був доданий статус галузевого стандарту), вводить деякі обмеження й
є доповненням ГОСТ 8032-56 (нова редакція видана в 1984 році) ″Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел" [21].Цей стандарт встановлює кращі числа і їхні ряди, які повинні застосовуватися при встановленні величин і градації параметрів і розмірів, а також окремих числових характеристик верстатобудування.
У стандарті приводяться таблиці основних і похідних рядів кращих чисел, а також розрахункові величини цих чисел і мантиси їхніх десяткових логарифмів із прикладом використання в розрахунках, але головне його призначення – забезпечити точність приводу металорізальних верстатів.
У цьому змісті особлива увага вимагає п.3 зазначеного галузевого стандарту, текст якого повністю приводиться нижче:
" 3. Для вибору чисел обертів і подач металорізальних верстатів рекомендується застосовувати ряди R5 (φ=1,60), R10 (φ=1,25), R20/3 (φ=1,40).
Числа обертів ряду не повинні відхиляться від табличних значень більш ніж на ±10(φ – 1)%.
У приводі від асинхронного електродвигуна, через мінливість коефіцієнта ковзання, допускається зсув ряду чисел обертів убік зменшення до 5% від чисел ряду, підрахованих по синхронному числу обертів електродвигуна ".
Аналіз тексту галузевого стандарту виявляє наступні недоліки:
- не зазначена формула, по якій повинен визначатися нормований показник, і який критерій повинен використатися в якості головного (екстремальні відхилення або поле розсіювання похибки);
- не обмовляється, по яких ознаках округлені члени ряду, зазначені тільки розрахункові значення (з точністю до 4-го знака після коми);
- відсутні чіткі вказівки на те, яка частота електродвигуна повинна використатися в розрахунку (синхронна або номінальна);
12
- зазначене обмеження відхилення похибки і фактичних частот (±10∙[φ -l]%), але не сказано, до якого режиму воно ставиться (для синхронної частоти електродвигуна, на холостому ходу або при номінальному навантаженні). А від цього залежить характер розподілу й величини відхилень похибок фактичних частот ряду.
Оцінити вплив зазначених недоліків на практиці дозволяють проведені раніше експериментальні дослідження точності приводу головного руху 15-ти серійних металорізальних верстатів [60], які показали (табл. 1.1), що деякі верстати розраховувалися по синхронній частоті електродвигуна (6Т80Г,6Р80Ш,6Р80,6Р10), а при вимірах на холостому ходу показали деякий зсув поля розсіювання в меншу сторону.
В інших верстатів (67К25ПФ2, 6М82, 1К625, 1А616 і 16Б16) передатне відхилення постійної пари визначалося з урахуванням максимального ковзання у двигуні й пасовій передачі. У них, при вимірі на холостому ходу, позитивні відхилення досягали 10-12% і значно (в 3-4 рази) перевищували допуск.
Розрахунок по номінальній частоті електродвигуна й максимальному ковзанню в пасовій передачі у всіх верстатів дає негативні відхилення, що виходять за граничні відхилення, що дозволені ОСТ (-5%).
Таким чином, безпосередній вимір, проведений розрахунок частот обертання і їхньої відносної похибки в серійних верстатах показують, що більшість із них не відповідають галузевому стандарту, що приводить до зниження ефективності обробки різанням через відступ від розрахункових (оптимальних) режимів.
Обмеження на величини знаменника ряду, швидше за все, минулого обумовлені недосконалістю графоаналітичного методу кінематичного розрахунку й неможливістю проектування з його допомогою коробок передач зі знаменником ряду менше 1,25.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
