Расчет потерь на трение

Потери на трение можно определить по зависимости:

где - начальная сила трения

- коэффициент трения качения

• - радиус тела качения

• - номинальная нагрузка на направляющие

Расчет частоты и амплитуд собственных колебаний

В общем виде каретку с направляющими можно рассматривать как одномассовую систему с шестью степенями свободы.

На основе законов динамики составляется система дифференциальных уравнений движения, решение которой сводится к определению частоты и амплитуд собственных колебаний каретки.

Частота собственных колебаний сравнивается с частотой возмущающей силы по соответствующей оси

2.11. Конструкция направляющих токарных станков

Интенсификация современных токарных станков вследствие механизации ускоренных перемещений суппортов, повышения мощности привода и т.д. выдвигает задачу дальнейшего повышения долговечности направляющих, в частности, путем совершенствования их конструкции.

Конструкция закаленной чугунной направляющей станины токарного станка 1К62 (наибольший диаметр обрабатываемой поверхности над станиной 400 мм) завода «Красный пролетарий» выполнена в соответствии с рекомендациям. Дальнейшим улучшением этой конструкции является увеличение ширины наиболее изнашиваемой переденей треугольной направляющей, особенно ее внутренней грани. Необходимое по условиям сохранения точности снижение износа передней направляющей, а также снижение трения может быть обеспечено частичной разгрузкой треугольной направляющей двумя подпружиненными шарикоподшипниками, установленными на передних крыльях салазок. Подшипники катятся по верхней нерабочей полке треугольной направляющей (рис. 2.16, б: размер 6).

Учитывая значительное загрязнение отходами обработки направляющих, что определяет высокую скорость их изнашивания, особое значение имеет надежная защита направляющих. Защитные устройства для направляющих описаны ниже применительно к обычной компоновке станка с верхним расположением станины (рис. 2.17, а), возможности защиты направляющих при этом ограничены.

Рис. 2.16. Направляющие станины токарных станков завода «Красный пролетарий»

Одно из целесообразных решений проблемы повышения долговечности направляющих особенно в станках средних размеров - переход от традиционной охватываемой формы сечения направляющих станины (рис. 2.17, а) и проточной смазки к охватывающей форме сечения с надежной защитой от попадания отходов обработки и циркуляционной смазкой. Применение охватываемой формы сечения направляющих станины в токарных, револьверных и других станках сложилось в связи с отсутствием в станках ранних конструкций приемлемых решений, обеспечивающих надежную защиту направляющих. С охватываемой формой сечения связано и использование проточной смазки, рассчитанной на бедную смазку.

Однако и после появления отдельных конструкций токарных станков, в которых вследствие нижнего расположения направляющих станины для салазок успешно решен вопрос их защиты, охватываемая форма направляющих станины (рис. 2.17, б), не позволяющая в полной мере реализовать возможности повышения долговечности направляющих, все же сохранилась; соответственно не могла быть использована и циркуляционная смазка. В конструкции, показанной на рис. 2.17, в, передняя наиболее нагруженная и изнашиваемая направляющая также имеет неоправданную в данном случае охватываемую форму.

Значительно лучше использованы возможности нижнего расположения направляющих в конструкциях, показанных на рис. 2.17, г, д (в последнем случае - с накладными стальными закаленными и хромированными направляющими), однако и здесь не предусмотрена циркуляционная смазка. Опыт эксплуатации станков, имеющих станину, представленную на рис. 2.17, г, показывает, что долговечность их направляющих благодаря хорошей защите, выше не менее чем в 2 раза долговечности направляющих традиционной формы (см. рис. 2.17, а): задиры редки. Известный недостаток станин с нижним расположением направляющих (рис. 2.17, б - д) - затруднена их обработка. Тем не менее изготовление станин, представленных на рис. 2.17, д, при введении циркулярной смазки целесообразно, так как позволяет резко повысить долговечность направляющих. В такой конструкции создана возможность применения гидроразгрузки направляющих.

Рис. 2.17. Конструкции треугольных и комбинированных направляющих токарных станков и их расположение

в станине: 1 – передняя (от рабочего) направляющая,

2 – задняя направляющая

Передняя направляющая токарного станка, с сечением охватывающей формы (рис. 2.17, е) расположена наверху, защита направляющих телескопическими щитками менее совершенна, чем защита направляющих, представленных на рис. 2.17, г, д. Однако при обильной циркуляционной смазке достигается высокая долговечность направляющих.

Направляющие станины тяжелых токарных станков в большинстве случаев имеют прямоугольную форму - наиболее простую в изготовлении. Несущие горизонтальные грани выполняют при этом широкими, что позволяет снизить давление. В ряде случаев, особенно для уменьшения деформации салазок, применяют тройные направляющие. В тяжелых станках с несколькими суппортами передние (относительно линии центров) и задние суппорты имеют отдельные направляющие. Направляющие станины под заднюю бабку в станках средних размеров обычно выполняют комбинированными - треугольными и плоскими (см. 2.16).