Критерии работоспособности станков

Кроме технико-экономических показателей, для оценки качества станков используются критерии работоспособности.

Принципиальная разница между технико-экономическими показателями и критериями работоспособности состоит в том, что первые отражают исходные требования потребителя, а правильный выбор вторых конструктором обеспечивает выполнение исходных требований.

Критерии работоспособности являются условиями, которые должны соблюдаться при конструировании и эксплуатации, чтобы детали, узлы и станок в целом выполняли свое назначение.

К таким критериям относится

- начальная точность;

- жесткость;

- виброустойчивость;

- прочность;

- износостойкость;

- теплостойкость.

Начальная точность зависит от правильного назначения допусков в чертежах и соблюдения их в процессе изготовления.

Начальная точность станка в целом характеризуется исходными геометрическими и кинематическими погрешностями.

Жесткость является способностью системы сопротивляться упругому деформированию (изменению размеров) под действием нагрузки.

Станок является системой, состоящей из узлов, а узел - системой, состоящей из деталей.

Детали могут

· изгибаться,

· скручиваться,

· сжиматься.

Жесткость зависит от

1) размеров деталей,

2) их формы,

3) расположения опор и т. д.

Жесткость характеризуется отношением силы, к вызываемому этой силой упругому перемещению

, Н/мкм

Однако больше всего снижают жесткость контактные деформации, возникающие в станках, то есть в поверхностных слоях соприкасающихся деталей.

Виброустойчивость – свойство станка противодействовать возникновению или усилению колебаний (вибраций). Колебания могут передаваться на станок из вне или возникать непосредственно в станке.

В станке источниками колебаний могут быть:

- процесс резания;

- неуравновешенность быстро вращающихся деталей;

- тихоходные соединения со скольжением и т. д.

- эл. двигатели.

Прочность – способность деталей сопротивляться их разрушению (поломкам), а также возникновению остаточных деформаций под действием сил. Прочность зависит от

1) материала детали

2) термообработки,

3) характера нагрузки (постоянная или циклическая).

Обычно рассматривают две категории прочности:

- статическую и

- динамическую

На статическую прочность рассчитывают детали, находящиеся под действием постоянных или медленно меняющихся нагрузок, например, болты, шпонки, кронштейны, медленно вращающиеся валы и зубчатые колеса и т. п.

Основными показателями, характеризующими механические свойства материала при действии постоянной нагрузки, являются предел текучести при растяжении и предел прочности при растяжении

- для незакаленных сталей ;

- для закаленных сталей .

Допускаемые напряжения[ ]выбирают исходя из принятого запаса прочности:

- для пластических материалов (сталь, алюминиевые сплавы):

;

- для хрупких материалов

,

где – коэффициент надежности:

а) для термических необработанных, а также для улучшенных сталей

.

Большие величины применяют при высоких значениях , меньшие - при низких значениях.

б) для чугуна, работающего на изгиб

.

Меньшие значения будут при круглых сечениях, большие – при прямоугольных сечениях.