35. Типы опор. Требования, предъявляемые к опорам шпинделей.

Работа шпинделя зависит от его опор. В качестве опор применяют подшипники качения и скольжения с жидкостным трением.

Опоры шпинделей должны:

1. Обеспечивать высокую точность вращения, т.к отклонение оси вращения шпинделей влияет на точность обработки. Биение шпинделя обычных станков средних размеров: 0,01-0,03 мм. А для прецизионных всего несколько мкм. – обеспечивают подшипники скольжения и качения. При использовании подшипников скольжения при изменении нагрузки или скорости происходит и изменение положения оси вращения шпинделя, т.к. изменяется толщина масляной пленки.

2. Быть долговечными. Подшипники имеют ограниченный срок службы. Чем выше частота вращения шпинделя, тем ниже срок службы. Для скоростных шпинделей повышение срока службы подшипников актуально.

3. Обеспечивать виброустойчивость.

Современные прецизионные подшипники качения отвечают требованиям виброустойчивости. В подшипниках скольжения благодаря масляному слою.

4. Работать во всем диапазоне нагрузок и скоростей. Лучше подшипники качения

5. Ремонтопригодность.

Подшипники качения получили наибольшее применение. Для станков с постоянными режимами обработки, где требуется виброустойчивость используются подшипники скольжения (шлифовальные станки).

Точность шейки шпинделя оказывает влияние на точность вращения и жесткость.

В подшипниках качения малая жесткость внутри кольца подшипника приводит к тому, что погрешность формы шейки шпинделя перемещается на дорожку качения, поэтому допуск на форму и размеры шейки шпинделя соответствует допускам прилегающего элемента подшипника.

36. Виброустойчивость шпинделей. Основные методы повышения виброустойчивости шу и технических систем в целом.

Шпиндели станков должны обладать высокой виброустойчивостью, т. к. вибрация влияет непосредственно на точность, шероховатость и волнистость обрабатываемой поверхности. В шпинделе 2 вида колебаний: крутильные и поперечные. По характеру колебания могут быть: вынужденные и автоколебания.

Основной характеристикой шпинделя по оценке его виброустойчивости является частота собственных колебаний . Чем ниже частота собственных колебаний, тем ниже виброустойчивость.

Частота собственных колебаний – свойство системы. В общем случае, ряд частот собственных колебаний бесконечен, однако для техники представляет интерес первые 5 частот. Для обеспечения виброустойчивости стараются, чтобы частота собственных колебаний отличалась от частоты возмущающих колебаний на 25-30%.

Источники колебаний в станке могут быть: процесс резания; неуравновешенности вращающихся звеньев (дисбаланс); переменная жёсткость опор; колебания от зубчатых колёс.

Частота собственных колебаний зависит от: материала (у природных материалов виброустойчивость выше); геометрических размеров, массы; условий закрепления; характера и места приложения нагрузок.

Чем ниже масса шпинделя и присоединённых к нему деталей, тем выше В связи с этим часто применяют шкивы из лёгких сплавов, разгруженные шкивы; использование предварительного натяга в опорах также повышает

Основные методы повышения виброустойчивости:

1. Оптимальная ориентация главных осей жёсткости ШУ и задней бабки.

2. Направление суммарной силы резания по оси наибольшей жёсткости. Позволяет значительно повысить точность обработки.

3. Рациональный выбор соотношений жёсткости и массы эл-нтов в технологической системе.

4. Применение виброгасителей.

5. Применение упруго-демпфирующих эл-нтов в узлах крепления режущих инструментов, в шпинделе и др. деталей технологической системы.

6. Создание активных демпфирующих устройств, которые подстраиваются в зависимости от параметров технологической системы.

7. Применение колебательных процессов в обработке, позволяющих совместить различные физико-механические воздействия по обработке деталей (резание+нагрев; резание+ультразвук и т.д.)