Рабочие процессы станка
Силы движущие и силы сопротивления, действующие на УС станка, являются следствием рабочих процессов. Рабочими процессами называем процессы, протекающие в подвижном соединении двух деталей станка: резание протекает в подвижном соединении инструмента и заготовки; трение - ползуна и направляющих; электромагнитные процессы в электродвигателе — ротора и статора и т. п. Поэтому характеристики процессов связаны с относительными смещениями деталей, накладывающимися на их заданное относительное движение.
Анализ рабочих процессов как элементов динамической системы станка включает определение: а) собственной устойчивости этих элементов; б) статических и динамических характеристик этих элементов по связям с упругой системой.
Сами по себе рабочие процессы представляются сложным комплексом явлений, изучение которых составляет предмет специальных научных дисциплин (учений о резании и трении, электротехники, гидродинамики и т. п.). Динамика рабочих процессов, связанная с изменением условий их протекания, разработана недостаточно. В связи с этим очень часто при решении задач динамики станков пользуются статическими характеристиками, не дающими полного представления о влиянии рабочих процессов. Почти не освещены вопросы собственной устойчивости рабочих процессов.
Если в области изучения динамики рабочих процессов двигателей имеются специальные разработки, то по резанию и трению они практически отсутствуют. Поэтому основное внимание уделим характеристике этих рабочих процессов.
Всем рабочим процессам присущи некоторые общие черты, которые позволяют формально рассматривать их с единой точки зрения.
Первая общая черта сводится к тому, что возникающие при относительном движении тел и среды, т. е. в рабочих процессах, силы включают составляющие, которые являются функциями ортогональных координат. Физический смысл понятия ортогональности заключается в том, что работа сил на ортогональных координатах равна нулю. Для силы ортогональными являются: координата, перпендикулярная к силе, и угловые координаты. Для момента силы - линейные координаты и угловые в плоскости, перпендикулярной плоскости действия момента.
В указанном разделе проанализировано взаимодействие - твердых тел (резание, трение, некоторые виды обработки давлением), или, иначе, твердого тела и твердой среды, а также твердого тела и жидкой среды, твердого тела и газообразной среды.
В первом случае рабочие процессы связаны с деформированием тел, во втором и третьем — с гидро- и аэродинамикой среды. При резании и трении, а также при некоторых видах обработки давлением силы зависят, в частности, от степени внедрения одного тела в другое: внедрения резца в заготовку; контактной деформации трущихся тел; степени обжатия при прокатке и т. п. Тангенциальные (главные) составляющие сил, таким образом, зависят от перпендикулярного к этим составляющим смещения тел.
Рис.1.7. Схема соотношения сил:
а – при резании; б – при шлифовании; в – при трении.
На рис.1.7 показаны силы, возникающие при резании резцом, при шлифовании и сухом трении. Нормальная к плоскости контакта сила, создающая «жесткость» подвижного соединения (с резанием, трением и т. п.). Тангенциальные составляющие являются функциями ортогональных координат - смещений движущихся тел в перпендикулярном к этим силам направлении. С этой формальной точки зрения различие сил резания и трения заключается лишь в соотношении нормальных и тангенциальных составляющих.
Отмеченная формальная общность сил, возникающих в рабочих процессах станка и других машин, имеет принципиальное значение при динамическом анализе системы. Она является необходимой предпосылкой, определяющей эффект взаимодействия смещений УС с несколькими степенями свободы.
Второй общей особенностью сил, порождаемых рабочими процессами, является отставание во времени их изменения от изменения относительного положения или движения тел, образующих подвижное соединение.
Это отставание является следствием инерционности рабочих процессов, вытекающим из их физической сущности, и находит свое отражение в динамических характеристиках рабочих процессов, как элементов динамической системы станка.
Дата добавления: 2015-01-18 | Просмотры: 682 | Нарушение авторских прав
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
|