Точность функционирования

Точности в станках принадлежит особая роль. Часто она выступает как целевая функция и ей подчинены все другие эксплуатационные показатели. Дело в том, что многие параметры машин определяются точностью их элементов: долговечность зубчатых колес возрастает с повышением их кинематической точности; разрешающая способность телескопов зависит от погрешности геометрии профиля зеркал и др. Не случайно с 40-х годов XX века каждые 20 лет точность повышается на порядок. В настоящее время при обработке оптических деталей отклонение формы от расчетной не превышает 0,01 мкм на диаметре 2500 мм, а шероховатость поверхности - 0,003...0,005 мкм. Получение такой точности связано с использованием всего комплекса научно-технических достижений в области машиностроения, измерительной техники, создания климатических камер с постоянной температурой, в которых недопустимо даже присутствие человека, изменяющего температурный режим.

Окружающая среда (запыленность, влажность, температура), интенсивность удаления стружки, стабильность свойств материала, припуски и точность форм заготовки и многое другое оказывают большое влияние на точность.

Погрешности обработки подразделяют на пять видов: погрешность размеров, отклонения расположения поверхностей, отклонения формы, волнистость и шероховатость поверхностей. Проблема обеспечения точности станков различных типов столь сложна, многогранна и индивидуальна, что дать даже отдаленное представление о путях ее решения невозможно и ее можно обозначить лишь тезисно.

 

Точность функционирования

На рис. 2.14 приведены наиболее характерные источники возникновения погрешностей в станках. Среди погрешностей формообразования можно отметить следующие ошибки: связанные с аппроксимацией траекторий и интерполяцией δ; настройки Ар (например, подбора колес гитар при обработке косозубых колес); самого процесса формообразования Δf, в частности и при обработке зубчатых колес червячной фрезой, что связано с конечным числом резов 1, 2, формирующих профиль

В станках с ЧПУ точность обработки формируется до самого процесса обработки - на этапе программирования. При этом возникают погрешности аппроксимации δ вычисления координат опорных точек 1,2, ..., интерполяции δИ округления размеров и предыскажения траектории движения режущего инструмента (табл. 2.10, схема 1, а). Например, величина округления зависит от дискреты (цены импульса) станка: дискрета определяет величину элементарного перемещения, цена им пульса ограничивает теоретический предел возможной точности. Погрешность аппроксимации δ0п возникает в результате приближенной замены криволинейного контура отрезками прямых линий. Элементарный шаг аппроксимации определяется углом а, от которого и зависит величина отклонения δ0п = R(1 - cosα/2) .

Точность функционирования

Погрешности аппроксимации могут достигать 10... 15 % допуска на деталь. Наклонные прямые и криволинейные участки, аппроксимируемые отрезками прямых при обработке деталей, формируются сочетанием движений рабочих органов станка по осям х и у. При этом возникают погрешности интерполяции δИ. Они зависят от величины дискретности станка, динамических характеристик системы управления и привода. Обычно величина погрешности меньше, чем показана в табл. 2.10. так как в современных станках проводится аппроксимация кубическими (или более высокого порядка) сплайнами, осуществляющими замену фактической кривой между опорными точками отрезками кривых третьего (или более высокого) порядка

При обработке фасок (схема 1, б) или cкруглений действительная траектория отличается от запрограммированной на величину δr, связанную с наличием радиуса r на режущей кромке инструмента, которую можно уменьшить введением предыскажений в программу.

Погрешности формообразования. Они вызваны приблизительной настройкой гитары дифференциала (при обработке косозубых колес) и могут быть снижены при переходе к станкам с ЧПУ, в которых предусматриваются автономные приводы перемещения фрезы М\ и дополнительного вращения колеса M2 с соответствующими датчиками ДП1 и ДП2 (схема 2). В этом случае связь между перемещением фрезы и поворотом заготовки реализуется через электронную схему, что уменьшает погрешности настройки.

Большие возможности снижения погрешностей формообразования лежат в сфере совершенствования схемы обработки. Например, при обработке плоскостей цилиндрической фрезой (схема 3, а, I) возможна погрешность Δ, зависящая от числа зубьев фрезы (определяемом углом а), величиной подачи S и частотой вращения. Обработка торцом фрезы (схемы II) исключает эту погрешность.

При сверлении отверстий по схеме 3, б, I, возможен увод сверла, а по схеме II, когда вращается заготовка, отклонение от прямолинейности оси отверстия существенно ниже.

Точность обработки зубьев колес существенно зависит от выбранного способа формообразования (схемы 3, в). Обработка пальцевыми (схема I) или дисковыми фрезами уступает по точности обработке долбяками (схема II) или червячными фрезами (схема III), где реализуется непрерывный процесс формообразования. При обработке червячной фрезой точность колеса в меньшей степени зависит от точности инструмента, чем при обработке долбяком.

Широкие возможности по уменьшению погрешностей формообразования лежат в использовании новых методов обработки. При суперточной доводке оптических поверхностей с помощью ионных лучей обработка зеркала I осуществляется в вакуумной камере 10 (рис. 2.15). Съем стекла со скоростью 1...5 мкм/ч происходит от воздействия ионным пучком (от источника б), размеры пятна которого можно изменять (от 1 до 10 мм в диаметре;. При этом точность может быть выше 0,01 мкм. Управление всеми процессами осуществляет ЭВМ, которая через программный блок 8 и систему 7 управляет источником 6 и приводами 9 перемещения детали 1. Контроль формы осуществляется лазерным устройством 4, а термодатчик 5 контролирует температуру. Управление потоком ионов производится перемещением маски 2 приводом 3.

Точность функционирования

Технологические погрешности закрепления и базирования изделий и инструмента (см. рис. 2.14). Смещение деталей 1 на величину § при закреплении в патроне токарною станка, погрешность установки α2 детали 1 на столе 2 станка и погрешность самого стола-спутника α1 при базировании, например на штифты 3 и 4, составляют значительную долю (до 50 %) в общем балансе погрешности.

Некоторые способы снижения ошибок путем совершенствования механизмов базирования и закрепления приведены в табл. 2.11. Значение эксцентриситета расположения отверстия d (схема а) при базировании детали 1 по наружному диаметру D, связанное с отклонением ΔD по схеме I е = ΔD /(2 sin α /2), а по схеме II- е1 = ΔD/2. Применение сферических центров (схема б, II) вместо конических (схема I) снижает некруглость шеек детали 1 в 1,5-2 раза. Более совершенная схема базирования столов-спутников, например, с использованием вместо срезанного штифта 1 по схеме I, в конической упругой втулки 1 по схеме II, снижает погрешность базирования.

Точность функционирования

При обработке весьма точных деталей базирование может оказывать решающее влияние. Важно выдерживать принцип постоянства баз на различных операциях технологического процесса во избежание наложения погрешностей взаимного расположения баз. Обработка конусов и других базовых поверхностей шпинделя 2 показана на схеме г при его базировании на рабочие шейки 1 и 3. Исключение избыточных связей путем использования, например подводимых опор 1 (схема д), благоприятно сказывается на точности. Погрешность закрепления снижается при применении полностью осесимметричных зажимов (схема е), за счет использования самозатягивающихся патронов (схема ж), обеспечивающих передачу момента без неуравновешенных радиальных нагрузок.

Геометрические погрешности. Они связаны с изготовлением, сборкой, тепловыми и упругими деформациями и являются характерными для всех станков без исключения. К этим погрешностям изготовления относятся (см. рис. 2.14): отклонения шеек шпинделей от соосности и от круглости, приводящие к радиальному биению оправок 1, отклонение от прямолинейности и плоскостности деталей (направляющих, базовых поверхностей) и др Температурные деформации, например, 5, стойки 1 при подводе теплоты Q от шпиндельной бабки 2, оказывают особое влияние в точных и тяжелых станках и могут составлять 30...70 % общей погрешности станка. Упругие деформации 5У, в первую очередь при изменении параметров (вылета шпинделей 1, ползунов и др.), носят более стабильный характер, чем тепловые, и позволяют использовать различные эффективные методы для их компенсации.

Износ инструмента может оказывать такое же влияние на точность, как и собственные геометрические погрешности станка. Использование инструмента с малым размерным износом (синтетического, керамического) улучшает условия получения точности.

Точность функционирования

В табл. 2.12 приведены некоторые способы уменьшения геометрических погрешностей. Точность установки деталей 1 типа колец на вал диаметром d (колец подшипников, зубчатых колес и др.) зависит от принятого метода базирования. Погрешность возникает вследствие смещения силы F, перемещающей кольцо на величину е (схема а, I). Это связано, например, с отклонением от перпендикулярности торцов колец и гаек, с помощью которых производится закрепление кольца. Если принять точность установки кольца шириной b за единицу (схема I), то точность схем установки I, II и III соотносится как 1:8:12 при b = d (посадка по диаметру d в схеме II- выполнена с зазором). Базирование по схеме IV соотносится к схеме I как 1,5:1 (верхняя часть) и 12:1 (нижняя часть). Одной из лучших схем базирования точных деталей является установка их на короткий конус с прижатием к торцу (см. рис. 3.15).

Базирование обоих колец упорного подшипника (схема б, II) повышает точность и работоспособность (по сравнению со схемой I), так как обеспечивается правильное положение шариков и дорожек качения. Высокая точность относительного положения деталей достигается при их фиксировании с помощью сильфонной втулки I (схема в).

Устранение статической неопределимости (например, в направляющих по схеме г, II) уменьшает опасность влияния погрешностей изготовления и монтажа на точность, что особенно важно в точных станках. При обработке деталей повышению точности способствуют: симметричность деталей (схемы д, II и е, II), в противном случае возникает погрешность Δd отверстия d (схема е, I); обработка деталей в том же положении, в каком она будет работать, например, изготовление зубчатого турбинного колеса в горизонтальном положении (схема ж); создание условий для выхода инструмента (схема з, II).

Упругие и тепловые деформации также влияют на геометрическую точность. Уменьшению деформаций при зажиме деталей способствуют повышение точности торцов проставочных колец 1 и сокращение их числа (табл. 2.13, схема 1, а, II), исключение действия поперечных сил на положение деталей при зажиме (схемы б и в). Во многих случаях в станках с ЧПУ отказываются от использования зажима подвижных узлов, и их правильное положение при обработке обеспечивается соответствующей жесткостью и беззазорностью привода.

Снижение влияния поперечных сил достигается при использовании более совершенной схемы передачи нагрузки (схема 2, а, II) ослаблением сечения муфты (схема 2, б, II), исключением образования сдвигающей силы F при погрешностях торцов отверстий под болты путем повышения точности этих торцов или базированием фланцев по диаметру d (схема 2, в, II).

Значительную роль играют упругие деформации в консольных компоновках и при перемещении узлов. В схеме шпиндельных бабок портальных станков при перемещении гильз 1 бабки (схема 3, а, II) достигается большая жесткость, чем при перемещении ползуна 2 (схема I) При длине перемещения более 4 м тяговые устройства в виде передач рейка-шестерня (схема 3, б, II) или червяк-рейка обеспечивают большую жесткость, чем передачи винт-гайки (схема I).

Точность функционирования

Тепловые деформации имеют большое значение, поскольку электрические и механические потери могут достигать 50 % мощности, подводимой к станку (табл. 2.14). Особенно актуальна эта проблема для точных, тяжелых и автоматизированных станков. Одним из эффективных путей снижения температурных деформаций является использование материала деталей с низким коэффициентом теплопроводности и малым коэффициентом температурного линейного расширения (инвара, кварца, чугуна, легированного никелем, и др.).

При изготовлении станины станка (схема 1, Г) из полимербетона (синтеграна, гранитана), который имеет коэффициент теплопроводности ниже, чем у чугуна в 40 - 50 раз, увеличивается постоянная времени разогревания станка и снижается деформация Аналогично сказывается и изготовление шпинделя (схема II) и подшипников (схема III) из керамики. При этом наряду с низкой теплопроводностью (в 10-20 раз) благоприятно сказывается также уменьшенный на 75 % коэффициент температурного линейного расширения керамики по сравнению со сталью.

Точность функционирования

Не теряют своего значения способы снижения тепловых деформаций, связанные с обеспечением меньшего изменения температуры во время работы: разогревание станка на холостом ходу; охлаждение смазочного материала и шпиндельных узлов (схема 2, а); теплоизоляция ответственных узлов от интенсивных источников теплообразования, например, шпиндельного узла 1 от коробки передач 2 (схема 2, б).

Термосимметричность конструкции как отдельных деталей (схемы 3,1 и II), так и компоновки станка (схема III) способствует снижению тепловых деформаций. Она достигается за счет одинаковых массивов металла (t1 = t2), использованием тепловых щитов 1 (схема II), которые выравнивают постоянные времени различных частей станка. В конструкции токарно-карусельного станка (схема III) симметричное расположение главного привода 1 большой мощности относительно стоек 2 к 3 способствует снижению влияния температурных деформаций на точность.

Совершенствование конструкции также благоприятно сказывается на снижении тепловых деформаций. Например, расположение осевой опоры шпинделя вблизи переднего конца (схема 4, а), при котором L21, приводит к меньшему уводу шпинделя при разогреве. Применение более совершенных опор, например аэростатических (схема 4, б), в которых между перемещаемыми деталями образуется слой воздуха толщиной h, благоприятно сказывается на тепловыделениях и деформациях.

Переход от циркуляционной смазки в шпиндельных узлах к капельной (схема I, в, Г) или смазка «масляным туманом» (схема II), а также использование пластичных смазочных материалов способствуют снижению потерь на трение и теплообразование.

При анализе тепловых явлений выделяют основные элементы (имеющие большие размеры, активно влияющие на точность, например базовые детали, шпиндели, винты и др.), и уделяют им главное внимание. В руках конструктора находятся следующие эффективные средства:

Примером парадоксального влияния температуры на точность может служить достижение плоскостности планшайбы на токарно-карусельном станке, получаемой точением при малой глубине резания (0,1...0,2 мм). При контроле плоскостности индикатором, установленным вместо резца на суппорте, вместо нулевой погрешности теоретически получается чашеобразное отклонение до 0,2 мм при диаметре планшайбы 4000 мм. Анализ показал, что даже небольшие силы в зоне резания (1000...2000 Н) нагревают планшайбу, что приводит к ее температурной деформации (избыточная температура в 1 °С вызывает деформацию до 0,1 мм). При охлаждении распыленной жидкостью планшайбы удалось уменьшить влияние температуры вплоть до получения выпуклой формы планшайбы.

Способы повышения геометрической точности станка (табл. 2.15). Уменьшение влияния условий работы, в частности износа, является одним из путей повышения и длительного сохранения точности. Износ вертикальной направляющей I (схема 1, а, I) скольжения прямо сказывается на погрешности обработки диаметра d. В схеме II на этих гранях предусмотрены направляющие качения, обеспечивающие большую износостойкость. Положительно сказывается переход от гидродинамических направляющих к гидростатическим, у которых точность мало зависит от скорости перемещения.

Точность функционирования

Для длительного сохранения точности привода столов точных зубообрабатывающих станков предусмотрены две делительные передачи 7 и 2 (схема 1, б, I) для предварительной и окончательной обработок колес. При работе одной червячной передачи вторая отключается (червяк 3 или 4 выводится из зацепления с соответствующими колесами). Для этих же целей в качестве привода перемещения суппорта (схема IF) токарных станков используют передачу шестерня-рейка 1 (при обточке) или винт-гайка 2 (при нарезании резьб). Уменьшение влияния износа червячной фрезы 1 (схема 7, б) на точность нарезаемого колеса достигается при осевом перемещении (по стрелке А) фрезы, в результате чего в работу непрерывно или периодически включаются неизношенные режущие кромки.

Повышение геометрической точности достигается также за счет использования специфических свойств механизмов, например редуцирующего эффекта бесконтактных (аэро- и гидростатических) опор (схема 2, а). Следует отметить, что при сверхточной обработке использование бесконтактных опор и направляющих является одним из наиболее эффективных путей. Фильтрация погрешностей в многоконтактных передачах (схема 2, б) или уменьшение влияния отдельных составляющих погрешностей (например, радиального биения ер на осевое еос в винтовой передаче (схема 2, в)).

Различные конструкторские усовершенствования определяются конкретными условиями. Используют, например, активный контроль при обработке деталей на токарно-карусельном станке (схема 3, а). В процессе работы периодически измеряют фактический размер r и вводят соответствующую коррекцию на его отклонение, вызванное износом инструмента, тепловыми деформациями и др.

Большие возможности заложены в применении механизмов коррекции. Тепловые смещения шпинделя могут компенсироваться периодическим измерением положения характерной точки шпинделя (например, базовой поверхности) и соответствующей автоматической коррекцией величины перемещений Погрешность винта 2 (схема 3, б), вызывающая ошибку перемещения узла 1, может компенсироваться за счет изменения зазоров в осевом гидростатическом подшипнике 3 по требуемому закону. Это происходит при изменении сопротивлений дросселей R1 и R2 в функции погрешности перемещений 8: (R1, R2)=f(δ). Исключение переориентации узлов в зазорах, например замена направляющих скольжения (схема 3, в, Г) гидростатическими (схема II), существенно сказывается на точности.

Неиспользованные резервы для повышения точности лежат в области применения адаптивных систем управления точностью. Адаптивная система компенсации износа инструмента и направляющих токарного станка содержит датчик 1 (рис. 2.16), сигнализирующий об окончании обработки одной детали, счетчик 2, привод 3 для перемещения пневмосопла 4, закрепленного на суппорте, при обработке некоторого количества деталей (считается счетчиком 2). Заслонка б, установленная на станине 5, может закрывать или открывать (AS) отверстие в пневмосопле 4, изменяя давление АР в его камере.

Точность функционирования

Механизм компенсации износа состоит из пневмогидравлического преобразователя 7, связанного с резцедержателем 8, закрепленным на упругом элементе 10. Внутри него размещен гидроцилиндр, в который подводится масло из пневмогидравлического преобразователя 7. По мере износа инструмента 9 проводится его перемещение на величину ΔR. После полного использования ресурса инструмента счетчик 12 переполняется и дается команда на электроавтоматику 11, и станок отключается.

Погрешности позиционирования. Они являются специфическими для станков с ЧПУ и определяют разность между требуемым и фактическим положением узлов при их перемещении. Здесь решающее влияние оказывают привод, измерительная система, трение в направляющих перемещаемого узла (см. рис. 2.14). Характер изменения скорости S в процессе подхода к требуемой точке 1 из точки 2, динамические характеристики (соотношение собственных частот механической и электрической систем), тип привода (следящий, шаговый и др.) оказывают влияние на точность. Тип датчика 1 обратной связи и место его установки сказываются на погрешности позиционирования решающим образом. Характер изменения сил трения в направляющих и тяговых устройствах перемещаемых узлов, рассеяние 6σ этих сил в области малых скоростей (при подходе узла к заданной точке) приводят к скачкообразному движению и возникновению погрешностей Δх. Средние значения погрешностей позиционирования современных станков составляют 0,04/1000...0,05/1000. Наилучшие показатели лежат в пределах 0,01...0,02 мкм на 100 мм длины.

В табл. 2.16 показаны схемы, характеризующие влияние наиболее важных факторов на точность позиционирования. При косвенном контроле перемещения узлов (схема 1, а, I) датчик положения 1 целесообразно размещать на ненагруженной ветви кинематической цепи (установка на нагруженной цепи показана штриховой линией), На точности перемещения сказываются погрешности зубчатых колес 2 редуктора, ошибки шагов тягового устройства (шариковой винтовой пары).

Во многих случаях при использовании современных УЧПУ типа CNC погрешность перемещения (схема 1, б) может быть уменьшена введением коррекции при перемещении по соответствующей оси. Например, для компенсации погрешности (кривая 1) по длине перемещения L в ряде точек (через интервалы ΔL) вводится коррекция в систему ЧПУ (кривая 3), имеющая в этих точках перемещение с обратным знаком. При этом итоговая погрешность (кривая 2) значительно уменьшается Компенсируется также зазор в опоре А (схема I) при реверсировании силы F (изменении направления перемещения). При использовании датчиков непосредственного контроля перемещаемых узлов (схема 1, а, II) достигается большая точность (примерно на 40 %), однако требования к приводу и к жесткости механической системы возрастают.

Точность функционирования

При применении датчиков непосредственного контроля (оптических линеек, индуктосинов и т.п.) неправильный выбор места установки датчиков может свести на нет их преимущества. В схеме 2, I измерительная линейка 1 датчика закреплена далеко от инструмента 2, и при реверсировании движений возникает переориентация узла (поворот на угол α) Она зависит от зазоров в направляющих, от их жесткости и др При этом, несмотря на то, что узел остановится по показаниям датчика на нужной координате 0, в зоне фрезы возникает погрешность Δ1. При установке датчика 1 вблизи инструмента (схема II) погрешность Δ2 будет существенно меньше.

Устранение зазоров и повышение жесткости цепей привода подачи - важное условие достижения точности. Сюда относятся выборка зазоров в зацеплениях зубчатых колес (схема 3, а), в посадках d колес и датчиков на вал (схема 3, б). Обязательным условием удовлетворительной работы следящих приводов подач и достижения высокой точности позиционирования является согласование собственных частот механической и электрической частей привода. Собственная частота механической части, определяющая жесткость, должна по крайней мере в 2 раза превышать собственную частоту электрической части. Переход от шарикоподшипников (схема 3, в, I) к роликовым опорам (схема II) повышает осевую жесткость опор в несколько раз.

Наконец, использование в конструкции совершенных механизмов является мощным неиспользованным в полной мере резервом повышения точности. Среди таких механизмов нужно отметить следующие: направляющие с низким трением, например, гидростатические (схема 4, а), аэростатические, качения; исключающие деформации узлов и их смещения при закреплении. Так, стол 2 на схеме 4, 6 зажимается лентами 1 и 3 на станине с помощью гидроцилиндра 4, не вызывая поперечных сил и изменения положения узла при закреплении.

При использовании в кинематических цепях приводов с большим передаточным отношением (схема 4, в) желательно исключить самотормозящие передачи (например, заменить червячную передачу (схема I) на ряд цилиндрических (схема II).

Совершенствование системы смазывания опор винта и гайки тягового механизма может повысить точность в несколько раз. Постепенное разогревание винта теплым маслом (при циркуляционном смазывании) в отдельных случаях может оказать решающее влияние на точность. Кроме того, можно осуществлять подвод узла к заданной точке с одной стороны, что исключит влияние упругих зазоров (зона нечувствительности).

Кинематические ошибки. Они оказывают особое влияние в зубо- и резьбообрабатывающих станках, в делительных столах и в других случаях. Эти ошибки связаны в первую очередь с погрешностью δ изготовления винтов 1 (см. рис. 2.14), зубчатых колес, с погрешностями е установки полумуфт 1 и 2 и др. Основные методы повышения точности кинематических цепей даны в табл. 2.24. Достигнутая в настоящее время кинематическая ошибка цепей (отклонение угла поворота от заданного значения) не превышает 1 с.

Динамические погрешности (табл. 2.17). Они связаны различными видами колебаний, вызванных многообразными факторами: вынужденные колебания, например, при обработке прерывистых поверхностей 7 (см. рис. 2.14); параметрические колебания, обусловленные, например, различной податливостью δ колец подшипников в зависимости от угла поворота φ; автоколебания, например при расточке отверстий, приводят к возникновению динамических ошибок, и управление ими представляет весьма сложную задачу.

Учитывая то обстоятельство, что амплитуда колебаний А пропорциональна величине   Точность функционирования   , где К — демпфирование, т, С - соответственно масса и жесткость одномассовой системы, можно указать на большую роль демпфирования для снижения уровня колебаний.

Демпфирование зависит от применяемого материала, например, использование полимербетона (схема 7, а) изменяет характер затухания (кривая 2) по сравнению с чугунной деталью (кривая 7). Виброизоляция, являясь пассивным способом борьбы с колебаниями, тем не менее широко применяется и обладает высокой эффективностью. Связь зубчатого обода 7 со ступицей 3 через упругое звено 2 (схема 7, б), установка трубопровода 7 на резиновое кольцо 2 (схема 7, в) гасят возникающие колебания.

Точность функционирования

Применение направляющих, обладающих высоким демпфированием (схема 7, г) (гидростатических), может повысить виброустойчивость в несколько раз. Установка жестких станков на виброопоры 7 (схема 7, д) или крупных станков на бетонный блок 7, опертый на пружины 2 (схема 7, ж), позволяет снизить собственную частоту колебании станка (до 5... 10 Гц) и отстраниться, таким образом, от высокочастотных возмущений. Для уменьшения колебаний длинных трубопроводов 7 (схема 7, е) предусматривают по его длине специальные расширительные камеры 2, что изменяет характер колебаний давлений в трубопроводе.

Применение виброгасителей является активным средством борьбы с колебаниями, однако их влияние ограничено узким диапазоном рабочих частот. В конструкции хобота 7 фрезерного станка (схема 2, а, 7) для снижения колебаний можно использовать дополнительную массу 3 и демпфирующий материал 2. Применяют также активные виброгасители 4. Они выполнены, например (схема 77), в виде цилиндра с установленными в нем дисками 3 и грузами 2, поджатыми пружиной 4 к резиновой прокладке 7. При возникновении колебаний фрикционные диски 3, плотно сидящие в цилиндре, копируют колебания хобота, опережая колебания более тяжелых масс. В результате при перемещении дисков происходит их трение об отверстие и рассеяние энергии.

Динамическое гашение крутильных колебаний осуществляют с помощью упругодемпфирующего элемента 7 (схема 2, б), выполненного из резины, а маятниковое гашение колебаний (схема 2, в) кривошипа 7 - кольцеобразным маятником 2.

Снижение вынужденных и параметрических колебаний обеспечивается при стабилизации параметров системы, оказывающих влияние на возникновение колебаний. Это относится к контролю вибродатчиками 7 и к балансировке шлифовального круга 2 (схема 3, а); к исключению неодинаковой жесткости вала (шпинделя) при его вращении, например, за счет склеивания колеса и вала вместо шпоночного соединения (схема II); к использованию подшипников с большим числом тел качения (схемы 3, в, г, 77), что гарантирует повышение частоты и уменьшение амплитуды колебаний (а1 < а) колец подшипников вследствие изгибных деформаций колец.

Различные конструктивные усовершенствования, даже подчас самые неожиданные, способствуют уменьшению колебаний, например; изменение формы сечения и повышение жесткости (схема 4, а, 77); изменение жесткости ползунов в одном из направлений для уменьшения «связанности» колебаний по этим осям (схема 4, б, II); устранение зазора в соединении выдвижного шпинделя горизонтально-расточного станка за счет перемещения конусообразной втулки 7 (схема 4, в); применение гидроразгрузки направляющих (схема 4, г) для уменьшения релаксационных колебаний, особенно при малой скорости перемещений и др.

Смотрите также