Пример 4

На рис. 1.102, а приведены схемы сечений сварных деталей, имеющих различную способность поглощать колебания. В варианте II в отличие от варианта I обеспечена возможность относительного перемещения (в пределах упругих деформаций) при колебаниях стыкуемых деталей. Трение, возникающее на поверхности контакта деталей при колебаниях, способствует повышению демпфирования. При сварке необходимо технологическими методами гарантировать контакт соединяемых элементов.

Конструкции передней опоры шпинделя различаются расстоянием между подшипниками (рис. 1.102, б). В варианте II это расстояние больше, чем в варианте 1(bг > b1), благодаря чему при изгибе шпинделя возникает эффект «заделки» и повышается виброустойчивость шпиндельного узла.

На рис. 1.102, в показана гидростатическая опора шпинделя, к карманам которой подсоединены дополнительные емкости 2 в виде цилиндров с подпружиненными поршнями (эту же роль могут выполнять пакеты мембран). При повышении давления в кармане подпружиненный поршень перемещается, и вследствие изменения объема масла между дросселем l и карманом 3 динамическая жесткость масляного слоя снижается. Такое решение, на первый взгляд, кажется абсурдным. Однако при определенных соотношениях параметров опор и дополнительных емкостей амплитуда А колебаний шпинделя на резонансной частоте f0 может существенно уменьшиться

Пример 4

(рис. 1.102, г, кривая 1) по сравнению с амплитудой колебаний шпинделя на обычных гидростатических опорах (кривая 2). Это объясняется тем, что демпфирование в системе зависит от относительного перемещения элементов опоры и при малых перемещениях шпинделя силы демпфирования невелики. Снижение динамической жесткости (при постоянной статической) в данном случае благоприятно сказывается на резонансной амплитуде колебаний.

Конструкция резца с повышенной податливостью за счет прорези I в резцедержателе 2 (эф- фект «лебединой шеи») в отдельных случаях (например, при обработке широкими резцами и т.п.) позволяет существенно увеличить предельную ширину стружки (рис. 1,102, д). Введение повышенной податливости в силовой поток с высокой собственной частотой резца смещает полную частотную характеристику разомкнутой упругой системы в положительном направлении действительной оси (штриховая линия на рис. 1.102, е) и повышает виброустойчивость, характеризуемую в конечном счете отрезком Reэус.

При обработке заготовки I на токарно-карусельном станке (рис. 1 102, ж), виброустойчивость которого сильно зависит от характера динамической податливости ползуна 2, из трех сечений ползунов (I, II, IlI), вписываемых в заданный диаметр don (для обработки минимального отверстия), наибольшей виброустойчивостью обладает ползун прямоугольного сечения (вариант III), как это ни парадоксально, имеющий меньшую сторону Н ≈ (0,7...0,8)В в направлении главной (наибольшей) составляющей F, силы резания. Это объясняется тем, что при разной жесткости ползуна удается избавиться от сильной связанности колебаний по разным направлениям, обеспечив максимальную динамическую податливость в направлении скорости резания. При этом максимальные колебания оказываются параллельными скорости резания и не вызывают изменения толщины среза, а следовательно, и силы резания. Здравый смысл подсказывал конструктору до последнего времени прямо противоположный подход к назначению сечения ползуна.

На рис. 1.102 з показана схема стойки I с грузом 2, колебание которого зависит от толщины t фланца и силы затяжки стойки на станине. Для уменьшения амплитуды колебаний, казалось бы, нужно увеличивать сечение t и силу затяжки. На самом деле это не так, поскольку при уменьшении величины I и снижении силы затяжки возрастает демпфирование и может снижаться амплитуда колебаний Для реальных условий при высоте стойки 300 мм и уменьшении t от 49 до 30 мм, а силы затяжки от 7 до 10 кН амплитуда колебаний снизилась почти в 2,5 раза (при этом несколько уменьшилась и собственная частота).

В рассмотренных выше случаях положительный эффект возникает при весьма незначительном изменении конструкции.

Смотрите также