ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Колебания и напряжения в системе СПИД при ленточном шлифовании из "Обработки инструментами из шлифовальной шкурки " Частота колебаний ветвей зависит от скорости ленты и натяжения ее ветвей. Основные значения имеет только первая форма колебаний. Влияние второй, третьей и т. д. форм колебаний незначительно, и ими можно пренебречь. Зависимость величины поперечных колебаний ветвей от скорости ленты нами исследована экспериментально на станке ПЛШ-80 (рис. 3.7), у которого кинематическая схема ленточно-шлифовальной головки соответствует рис. 2.1, ж. [c.55] При увеличении скорости ленты внешне эта зависимость выражается в возрастании вибрации лентопротяжного механизма, в увеличении шумового эффекта и в снижении стойкости ленты. При скоростях от 14 до 28 м/с лента достаточно устойчива и работа не сопровождается большим шумом. При скоростях 38 и 51 м/с возникают сильные поперечные колебания ветвей ленты, нарушается устойчивость ее на роликах лентопротяжного механизма, движение ленты сопровождается большим шумом, и рвется она в несколько раз быстрее, чем при малых скоростях. Причина увеличения обрыва лент состоит в том, что с повышением частоты вращения инструмента периодические возмущения вызывают инерционные перегрузки и на их основе происходит дополнительное приращение натяжения ленты. Стойкость ленты начинает снижаться. [c.55] Повышения эффективности ленточного шлифования можно достичь путем наложения колебаний на ленту. При этом повышается стойкость лент, снижаются их за-саливаемость и температура зоны шлифования, повышается качество обработки деталей. При этом происходит снижение сил резания. Улучшается соотношение их составляющих. Происходит перераспределение затрат энергии на процесс резания. Затраты энергии на трение снижаются, а доля энергии, идущая непосредственно на резание, увеличивается — происходит общее снижение затрат энергии. [c.56] Наложение колебаний может осуществляться как на контактный элемент в осевом или тангенциальном направлениях, так и на один или несколько опорных роликов. [c.56] Использование поперечных колебаний способствует yдaлef нию продуктов шлифования с рабочей поверхности бесконечной ленты и увеличению съема металла прежде всего при обработке высокопластичных металлов и сплавов. Вынужденные и наложенные колебания при ленточном шлифовании не оказывают сушественного отрицательного влияния на систему СПИД благодаря демпфирующей способности как самой ленты, так и обрезиненных роликов лентопротяжного механизма. [c.57] В зонах контакта ленты с ведущим, контактным, обкатными и другими роликами лентопротяжного механизма и обрабатываемой деталью проявляется действие сил натяжения. [c.57] Зона контакта ленты с роликами хорошо моделируется методом фотоупругости. Этот метод позволяет получать качественную и количественную характеристики указанных нагрузок в зоне контакта, возникающих под действием сил набегающих и сбегающих ветвей ленты. Вследствие действия сил трения и анизотропности свойств контактируемых поверхностей в разных зонах дуги контакта наблюдаются большие различия в величинах сил, представление о распределении которых можно получить из анализа рис. 3.9. [c.58] Зона контакта абразивной ленты с ведущим роликом представляет собой часть окружности, для которой характерны три участка (дуги) — две дуги и аз упругого скольжения ленты на поверхности ведущего ролика и третья — дуга аг относительного покоя [ 1 ]. [c.58] Максимальные значения напряжения сдвига наблюдаются в начале дуги скольжения 1 набегающей ветви ленты, а минимальные— в зоне относительного покоя аг. Различия их для условий, приведенных на рис. 3.9, достигают почти пятикратных значений. Концентрация максимальных величин нормальных и тангенциальных сил на небольшом участке начала дуги скольжения а вызывает не только дисбаланс и увеличение вынужденных колебаний лентопротяжного механизма станка, но и приводит к большим динамическим нагрузкам на ленту и ее преждевременному разрыву. Сглаживать лики нагрузки можно за счет применения обрезиненных ведущих роликов или увеличения дуги обхвата их абразивной лентой. [c.58] Зона контакта ленты с деталью состоит из зоны врезания и зоны максимального съема металла и наибольших контактных давлений. В них лента испытывает сложное объемно-напряженное состояние, основу которого составляют одностороннее растяжение и двусторонние сжатия ленты между контактным элементом и обрабатываемой деталью (характерно для жестких контактных элементов). [c.59] Выравнивания нагрузки, улучшения условий контактирования, продления срока службы ленты можно достичь путем создания прослойки меньшей жесткости между роликом и лентой. Такой прослойкой может быть подложка ролика из резины, полиуретана, пробки и других эластичных материалов. При этом отмеченные отличия двух зон сглаживаются, становятся малозаметными. [c.59] Демпфирующим элементом лентопротяжного механизма станка могут быть обрезиненные или полимерные контактные ролики со сплошной или прерывистой рабочей поверхностью пневматические камеры пружинящие элементы в системе натяжения лента при шлифовании на свободной ветви резиновая, фибровая, тканевая, комбинированная и другие эластичные подложки ленты ленточное шлифование с разгрузкой основы ленты разгрузочным ремнем, а также упругий контакт детали с лентой при шлифовании с Ру onst. [c.60] При выходе ленты из зоны контакта с обрабатываемой деталью (точка В на рис. 3.10) ей свойственно утолщение с максимальной отдачей накопленной энергии. Этой зоне перехода от максимального сжатия к относительно свободному состоянию присуще появление ударной нагрузки, приводящей иногда к разрыву ленты. Жесткие ленты с жесткими опорными элементами испытывают максимальный удар и рвутся быстрее. При аналогичных условиях шлифования эластичные ленты с мягкими опорными элементами более долговечны. У них аккумуляция энергии двойная или тройная (за счет упругости резины, прерывистости рабочей поверхности контактного ролика и за счет упругих отжатий узлов станка) с более плавной и равномерной ее отдачей по ходу зоны контакта. [c.60] Обычно радиус кривизны роликов намного больше толщины ленты. Поэтому пренебрегаем его кривизной и моделью зоны контактирования ленты и ведущего опорного или контактного ролика, принимаем упругую полосу с жесткой заделкой одной из боковых граней (основания) и подвергнутой одноосному растяжению относительно прямоугольных координат X—Y (рис. 3.11). Тыльная сторона абразивной ленты в зоне контакта образует удерживаемую зону, которая влияет на распределение напряжений и создает несимметричный сдвиг, который происходит в направлении оси ОХ. [c.60] В сечении I—Г (рис. 3.11) в начале зоны контакта под действием растягивающей силы натяжения ленты Я протекают продольные деформации, происходит перераспределение нормальных напряжений, возникают деформации несимметричного сдвига. В точке / происходит концентрация максимальных нор-МЭЛЬНЫХ (Ух max И КЗСЗТСЛЬНЫХ Тк max напряжений. Здесь действие нормальных напряжений Оха вызывает сдвиг. Значение касательных напряжений и их действие выше точки касания 1 постепенно снижаются. Под действием приложенных сил поперечное сечение ленты изменяется. В точке 1 изменения также наибольшие. Сечение I—I переместится в положение 1—1 . Причиной этого является наличие жесткой зоны контакта основы ленты с роликом и свобода перемещений ленты с внешней стороны. [c.62] По мере удаления от сечения I—1 в ту и другую сторону анизотропность ленты, вызванная действием сил, снижается. В сечениях II—II и III—III сдвигов слоев ленты меньше, чем в сечении I—/. [c.62] Анализ уравнений (1), (2) и рис. 3.11 объясняет механизм неравномерного нагружения лент в зависимости от их положения относительно ведущего или контактного ролика. Этот ана-, ЛИЗ совпадает с наблюдениями практики и подтверждает, что разрыв начинает зарождаться с тыльной стороны ленты (при жестком контакте элемента), а не с ее рабочей стороны. Окончательный же разрыв ленты обычно происходит со стороны ее ведущей ветви вблизи зоны контакта с роликами. [c.62] Снижение максимальных значений нормальных Оха и тангенциальных Тк напряжений и деформаций, вызванных ими, можно достичь путем создания упругой подложки с тыльной стороны ленты, демпфирующих ободов роликов или того и другого вместе. При этом жесткость таких элементов должна быть меньше жесткости самой ленты. [c.62] Вернуться к основной статье