АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология
|
О «видах» автоколебаний
В литературе по вибрациям при токарной обработке говорится об автоколебаниях двух «видов»: высокочастотных (порядка 1000 гц и выше) и низкочастотных (порядка десятков и сотен герц). Практикам эти виды автоколебаний хорошо известны, так как они меют характерные внешние признаки: первые сопровождаются звуком высокого тона (свист), вторые – низкого; термообработанная поверхность в первом случае имеет мелкие характерные волны («муар»), во втором случае волны более глубокие, при низкочастотных колебаниях вибрирует весь станок, при высокочастотных – резец и непосредственно связанные с ним детали (резцедержатель, борштанга и т.п.).
Первым соответствовала преимущественно изгибная форма колебаний борштанги, шпинделя и т. д.; вторым — крутильная форма; третьим — изгибная форма колебаний резца, закрепленного в борштанге.
При исследовании вибраций карусельного станка были установлены несколько частотных форм автоколебаний при резании: 20 - 30 гц, 70 - 100 гц и более высоких частот.
Приведенные примеры, число которых может быть значительно увеличено, свидетельствуют о возможности существования автоколебаний на самых различных частотах, близких к собственным частотам колебаний УС. Теоретически такая возможность вытекает из построения характеристики разомкнутой системы в достаточно широком частотном диапазоне. Характеристика УС, как правило имеет уменьшающиеся с повышением частоты амплитудные значения, соответствующие каждой нормальной форме («Резонансные» значения – «пики» амплитудно-частотной характеристики уменьшаются с ростом значения собственных частот). Характеристика процесса резания изменяется с изменением условий обработки (скорости резания, подачи, геометрии инструмента, его износа и т. п.
В зависимости от значений постоянных времени характеристики резания и ее коэффициентов будет изменяться вид характеристики разомкнутой системы при неизменной характеристике УС. Точно также можно изменить характеристику разомкнутой системы при изменении параметров УС. Например, увеличение скорости резания и уменьшение подачи уменьшает постоянную времени стружкообразования и усиливает влияние других составляющих характеристики процесса резания. Это приводит к уменьшению фазового поворота, возникающего под влиянием процесса резания, низкочастотных участков характеристики УС и к увеличению амплитудных значений участков характеристики разомкнутой системы с более высокими частотами. При наличии соответствующей формы характеристики УС, т. е. при наличии форм колебаний с более высокими собственными частотами и с достаточной динамической податливостью, т. е. с достаточными амплитудными значениями, отрицательная ветвь вещественной оси за пределами точки - 1 будет пересечена взамен низкочастотной более высокочастотной «петлей» характеристики разомкнутой системы.
Ниже будет показано, что частота, определяемая точкой пересечения характеристикой неустойчивой формы вещественной оси за пределами точки -1, близка к частоте автоколебаний. В связи с этим рассмотренные выше изменения приведут к изменению частоты автоколебаний.
В характеристику резания введено упрощающее предположение о действительности коэффициента Кzу связи нормальных и тангенциальных колебаний инструмента и заготовки. Напомним, что этого упрощения можно избежать, рассматривая связь между УС и процессом резания не по одной координате У, а по двум У и Z. При существенно большой величине коэффициента Кzу амплитудные значения характеристики резания возрастают в первую очередь в высокочастотной области. Это обстоятельство создает условия потери устойчивости высокочастотной формой системы. Так как коэффициент связи возрастает с увеличением отношения тангенциальных смещений к нормальным, то соответствующие автоколебания имеют форму преимущественно тангенциальных (изгиб резца, закручивание борштанги и т. п.).
Таким образом, появление автоколебаний различных частот или потеря устойчивости различными частотными формами системы объясняется сочетанием изменения характеристик УС и процесса резания. Пользуясь предложенной методикой анализа и разработанными выше частотными характеристиками УС и резания, можно не только дать оценку устойчивости системы, но и определить соответствующую неустойчивую форму. В этом смысле ниже, в разделе о вынужденных колебаниях, говорится о потенциально неустойчивых формах системы.
Строго говоря, определение частот автоколебаний, включая решение вопроса о возможности одновременного существования автоколебаний на двух частотах или с подавлением одними колебаниями других, т. е. решение вопроса об устойчивости того или иного вида автоколебаний, требует анализа нелинейной системы. Поэтому все сказанное выше справедливо только при определенном виде нелинейности и подлежит уточнению в каждом конкретном случае.
Выше было сказано, о встречающихся выражениях: «автоколебания I рода» или «автоколебания II рода». В свете изложенного вряд ли целесообразна такая градация автоколебаний. Более удачным и полезным является наименование автоколебаний по их частотам и соответствующим формам колебаний, например изгибные автоколебания борштанги с частотой 300 гц. Это не значит, конечно, что поведение системы описывается только изгибом борштанги, но этот изгиб резко выделяется. В этом случае неточность терминологии, к сожалению, часто приводит к неверному пониманию существа явления.
Дата добавления: 2015-01-18 | Просмотры: 587 | Нарушение авторских прав
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
|