Критерии работы станочного оборудования – прочность. Методы повышения прочности.
Элементы и детали станка должны обладать такой прочностью что бы в течении всего периода эксплуатации не происходило их поломок. Поломка это не допустимый вид выхода из строя детали и является следствием не правильного расчета и подбора материала или недопустимых методов эксплуатации.
Поломки детали из-за усталости происходят в шпинделях и валах, зуб. Колесах и носят аварийный характер. Статическая прочность определяет размеры лишь некоторых деталей станков: кронштейнов, медленно вращающихся валов, и зубчатых колес, крепежных винтов некоторых корпусных деталей. Расчет ведут по формулам сопротивления материалов как это принято в курсах деталей машин.
2.1 Усталостное разрушение – возникает при переменных нагрузках (зуб. Колесо, валы, подшипники качения и т.д.), т.е. усилие не постоянное. Обычно используется линейное суммирование усталостных повреждений. Расчет ведут по эквивалентным числам циклов нагружений и эквивалентным нагрузкам.
G – напряжения
- циклы
m – показатель степени(при контактных напряжениях m=3, изгиб m=6…9 от т/о)
2.2 Пластическое деформирование – испытывают в основном детали из вязких материалов без т/о ( искривление валов, смятие шпонок)
2.3 Хрупкие разрушения – маловязкие материалы при действии ударных нагрузках (зажимные цанги, корпуса патронов)
Критерии работы станочного оборудования – износостойкость. Методы повышения износостойкости.
Износостойкость – причина входа из стоя подавляющего числа станков и деталей.
Основным параметром является износ. Пример: разрушение или отделение материалов с поверхности твердого тела приводит к потере точности, снижение КПД, снижение прочности, возрастанию шума и т.д.
Виды изнашивания:
3.1 Механические (абразивное изнашивание) – изнашивание твердыми посторонними частицами.
Противодействие - повышение износостойкости за счет повышения твердости(т/о)
Критическая твердость 60% от твердости абразива.
3.2 Молекулярное изнашивание (схватывание трущих поверхностей). Особенно опасно при незакаленных и химически однородных материалов.
3.3 Коррозионномеханическое изнашивание (сопровождается химическим и электрически взаимодействием материалов)
3.4 Водородное изнашивание – повышенная влажность и нефтепродукты, сталь по медным сплавам.
3.5 Эрозионные и кавитационное изнашивание.
Методы снижения износа на работоспособность:
1) при воздействиисилыFграни направляющих по разному влияют на точность размера d.
2) Создаются постоянные усилия (постоянное удвоение давления Р или произведение силы на скорость на поверхностях трения).
4)Применение бесконтактных механизмов: электромеханическая передача винт-гайка или гидростатических направляющих штосселя зубодолбежного станка.
5) создание усилии для хорошего смазывания деталей: в паре трения желательно жидкостное трение.
6)Применение пористых материалов.
7)разгрузка от усилий ответственных элементов
8) компенсация и самокомпенсация зазоров.
9)правильны выбор трущихся пар – сочетание ТВ. Материалов с мягкими
10) Защита рабочей поверхности от загрязнений
11)своевременная замена масла
12)правильное назначение шероховатости трущихся поверхностей
12 Критерии работы станочного оборудования – теплостойкость. Методы повышения теплостойкость.
В результате нагрева возникают вредные для станка явления:
1) понижается точность станка(температурные деформации из-за неравномерного и равномерного нагрева детали)
а)из-за разного коэффициента расширения детали, непостоянство температурного поля в пространстве.
б)из-за разной тепловой инерции детали и их элементов зависит от массы, теплостойкости, инертности нагрева.
2)изменение величины зазоров в подвижных соединениях. Искажение геометрии сопряжения
3)снижение защитной способности масляного слоя
4)понижение стойкости
Способы уменьшения влияния температурных явлений на работоспособность:
1. Создание термосимметричных конструкций
2. использование охлаждения особенно для наиболее важных узлов и стабилизация температуры масла
3. выбор материала детали с низким коэффициентом теплопроводности
4. теплоизоляция
5. рациональное закрепление детали
6. применение самоустанавливающих механизмов и элементов
7. автоматическое обеспечение зазоров и натягов
8. применение статически определяемых систем
9. снижение влияния деформации (использование схем компенсации)
10. самокомпенсирующая деформация. При выбранных размерах между подшипниками, когда оси роликов пересекаются в одной точке изменение размеров подшипников компенсируется осевыми деформациями вала
11. выбор направления деформации
12. применение систем адаптации
Критерии работы станочного оборудования – виброустойчивость. Источники возникновения вибраций. Методы повышения виброустойчивости.
Виброустойчивость – способность станка работать в требуемом диапазоне режимов без не допускания колебаний. В станках во время работы возникают: вынужденные колебания, вызванные внешними периодическими силами; автоколебания и самовозбуждающие колебания, являющимися наиболее распространенными в станках. Возмущающие силы вызываются самими колебаниями (автоколебания связаны с падением силы трения или повышением скорости). Расчеты на колебания проводят для упругих систем станка в целом, учитываются упругие и контактные деформации, деформации в стыках. Одним из основных методов улучшения динамических характеристик является повышение жесткости конструкции, не всегда с повышением массы. Повысить виброустойчивость можно перераспределением массы внутри станка, уменьшить массу тех узлов в которых ожидается максимальная амплитуда. Эффективным способом повышения виброустойчивости является повышением демпфирования, достигается за счет применения материалов, гидростатических направляющих и опор скольжения, расположением стыков и направляющих перпендикулярно основным формам колебаний, применением демпферов со вспомогательной массой.