ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ И СИЛОВЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ТОЧНОСТЬ ВРАЩЕНИЯ ШПИНДЕЛЕЙ

Эскиз и расчетная схема шпиндельного узла универ­сально-заточного станка мод. ЗД642Е представлены на рис. 3.3. Шпиндель станка смонтирован в гильзе на под­шипниках качения и приводится во вращение от элект­родвигателя через ременную передачу. Расчетная схема данного узла включает шесть участков, имеющих рас­пределенную массу pi и длину Д Изгибная жесткость EJi каждого участка принята постоянной. Шлифоваль­ный круг имеет массу ш0 и момент инерции /о, а шкив — соответственно т6 и /6. Шпиндельные опоры представ­лены в виде линейно-упругих связей с вязким демпфи­рованием, характеризуемых величинами жесткости С,- и демпфирования 1ц.

Значения перечисленных характеристик для шпин­дельного узла станка рассматриваемой модели приведе­ны в табл. 3.1.

В нулевом сечении шпинделя приложена нагрузка Pa(t) от силы резания, представляющая собой гармо­ническую функцию:

Р0 (0 = A sin (с%t + <р„), (3.32)

где Д> (Dq, ф0 — соответственно амплитуда, частота и угол сдвига фаз силы резания. Кроме того, в этом сечении действует сила Р (/), вызванная дисбалансом шлифоваль­ного круга: где А = mJuoj2 (/„ — эксцентриситет шлифовального круга; со — круговая частота вращения шпинделя). В сечениях шпинделя 2 и 5 приложены силы Р2 (Ґ) и Р5 (0, обуслов­ленные реакциями подшипниковых опор из-за несоосности посадочных отверстий гильзы:

Р2 (0 — Р5 (і) = Л2 sin a>t. (3.34)

В сечении 6 к шпинделю приложены сила натяжения ременной передачи Р„ (/) с амплитудой Л„ и частотой сон,

Рис. 3.3. Расчетная схема шпиндельного узла универсально-заточно­го станка мод. ЗД642Е

а также сила, вызванная дисбалансом шкива Ре (t) с амплитудой Л6 и частотой со.

Значения сил внешней нагрузки, а также отдельных их составляющих приведены в табл. 3.2.

Суммарная переходная матрица шпиндельного узла станка мод. ЗД642Е, полученная в соответствии с приня­той расчетной схемой (рис. 3.3), имеет вид

Пі. — L6T, 6 Q$T r, Qi, T i, QsT 3Q, T 2QyT ‘jjLq. (3.35)

В результате суммирования отдельных составляющих погрешности, полученных из матриц вида (3.35) для каждой частоты вынуждающих воздействий, расчетным путем определена точность вращения рассматриваемого шпинделя: ау=0,33 мкм.

Параметр	Номер участка
і	2	3	4	б	6
Изгибная жесткость EJ і,
кН/мг-	46,2	46,2	46,2	26,4	26,4	13,8
Длина участка lit м	0,141	0,031	0,046	0,3	0,03	0,057
Распределенная масса участка
Pi, кг/м	13,05	13,06	13,06	9,87	9,87	7,14
Жесткость опоры Cl, кН/м	98-103	98.10s	98-103	98-108	98- 10s
Демпфирование в опоре /г*,
кН/мс	5,46	5,46	5,46	5,46	5,46	—

Таблица 3.2 Параметр Порядковый номер сечения 0 2 5 6 Сосредоточенная масса участ — кНс2 ка /щ, *——- 2-Ю-8 0,76.10“® Момент инерции /,, НМ 7,85-10-5 — ___ 8,24-10“7- Эксцентриситет Єі, м 2-Ю-6 — — МО-6 Амплитуда изменения внеш­него воздействия Ai, кН 40-Ю-3 40-10-3 40-10-8 4-Ю-3 Угловая частота воздействия со,-, рад/с 234,6 234,6 234,6 146,6

На основании полученных переходных матриц L,-, Г-,, Qi для данного шпиндельного узла из условия (3.30) рассчитаны значения первых его двух собственных ча­стот изгибных колебаний: ші = 158 и Ю2=273 Гц. Со­поставление этих расчетных значений собственных ча­стот с частотами возмущений (табл. 3.2) от сил резания (234,6 Гц) и ременного привода (146,6 Гц) указывает на возможность возникновения в процессе шлифования резонансных колебаний шпинделя.