Температурные деформации базовых деталей

Основными источниками тепловыделения в станках являются двигатели, элементы привода и процесс резания.

Температурные деформации станин и стоек могут быть рассчитаны в предположении, что эти деформации пропорциональны средним температурам:

,

где L - длина станины, м;

- коэффициент линейного расширения, 1/°С (для чугуна =10^-6 1/°С);

- средняя температура, °С.

Искривление нейтральной оси станины и стрела прогиба, вызванные неравномерным распределением температур, могут быть определены, если

1) принять линейное распределение средних температур по высоте сечения станины;

2) рассматривать станину как балку.

;

где - разность средних температур верхней и нижней поверхностей станины, °С.

- высота станины.

Анализ температурных деформаций корпусов шпиндельных бабок показывает, что они определяются в основном температурными полями отдельных стенок, обычно стенок, несущих опоры шпинделей.

Основные способы уменьшения температурных деформаций:

1. Уменьшение теплообразования в двигателях, опорах и передачах в результате совершенствования системы смазки и применения трения качения.

2. Тепловая изоляция источников тепла от основных деталей несущей системы и интенсивный отвод образующийся в них теплоты, минуя несущую систему.

3. Целесообразное расположение источников тепла (в верхней части станка, наиболее мощные источники (двигатели главного движения, резервуары СОЖ) выносить за пределы станка).

4. Взаимная компенсация температурных деформаций (подбор материалов, искусственный подогрев отдельных частей несущей системы, например, теплых воздухом от двигателей).

5. Автоматическая компенсация температурных смещений путем измерения деформаций наиболее важных узлов и внесения поправок в их расположение от специального привода микроперемещений.

Тема 7.1. НАПРАВЛЯЮЩИЕ СМЕШАННОГО ТРЕНИЯ

(трудоемкость – 2 часа)

Эти направляющие характеризуются высоким и непостоянным по величине трением. В частности, трение покоя значительно превышает трение движения, которое в свою очередь сильно зависит от скорости скольжения, что приводит к скачкообразному движению при малых скоростях.

Значительное трение в направляющих этого типа вызывает износ и снижение долговечности направляющих этого типа.

Достоинства:

1) высокая контактная жёсткость;

2) хорошие демифирующие свойства;

3) надёжная фиксация подвижного узла после его перемещения в заданную позицию.

Для уменьшения недостатков направляющих смешанного трения используют специальные антискачковые масла (коэффициент трения покоя 0, 075…0, 09) и накладки из полимерных материалов на основе фторопласта (0, 04…0, 06). Для сравнения: коэффициент трения покоя в паре чугун-чугун при обычных маслах - 0, 21…0, 28.

Во избежание схватывания пару трения комплектуют из разнородных материалов, имеющих разный состав, структуру и твёрдость. Направляющие, относительно которых перемещаются подвижные детали, делают более твёрдыми и износостойкими, т.к. при движении копируется форма неподвижных направляющих.