ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы О действии и противодействии Центробежная сила из "Молодым рабочим о станках " Каждое изменение скорости движения частей станка вызывает особые силы, так называемые силы инерции. При увеличении скорости (положительном ускорении) их действие направлено в сторону, противоположную движению, т. е. ведомые части механизмов действуют на ведущие. При уменьшении скорости (отрицательном ускорении) силы инерции, наоборот, направлены по ходу движения, при этом ведущие звенья оказывают дополнительное действие (нагрузку) на ведомые. В том и другом случае движущиеся части станка стремятся сохранить свою прежнюю скорость и сопротивляются ее изменениям. В основе этого лежит общий физический зако[г инерции, по которому всякое тело стремится сохранить свое прежнее состояние двйження — его скорость и направление. [c.66] Когда суппорт из неподвижного состояния приходит в движение, возникают силы инерции, направленные против движения. При подходе суппорта к обрабатываемой детали скорость его значительно уменьшается, возникают силы инерции, направленные в направлении движения. Когда рабочая подача суппорта заканчивается и он быстро отводится в противоположную сторону от детали, возникает еще большая сила инерции, направленная в сторону прежнего движения. Силы инерции особенно велики, когда изменяется не только скорость, но и направление движения. Это особенно видно при возвратно-поступательном движении тяжелого стола продольно-строгального станка. [c.66] Вредна динамическая нагрузка при частых и быстрых изменениях скорости и направления движения. Такая переменная нагрузка вызывает усталость металла , возникают изменения в его строении, которые снижают прочность и сокращают срок службы станка. В результате конструкторы стремятся к тому, чтобы движение в станках было равномерным, с меньшими изменениями скорости и направления. [c.67] Особенно велики и вредны силы инерции при возвратно-поступательном движении частей станков с частыми переменами направления движения. При каждом переходе с рабочего хода на холостой и обратно, особенно при больших скоростях, станок воспринимает сильные удары. Рассмотрим, как действует здесь сила инерции. В начале рабочего хода стол движется ускоренно, отчего возникает сила инерции, действующая в противоположном направлении. Когда период ускорения заканчивается и устанавливается равномерное движение, сила инерции пропадает. В конце рабочего хода скорость стола снижается, и возникает сила инерции в направлении его движения. Затем стол движется ускоренно в противоположную сторону, и происходит новый сильный толчок от удвоенного действия сил инерции. Такую вредную динамическую нагрузку станок испытывает при каждом изменении направления (реверсировании) движения стола. В этот момент особенно велики силы инерции при реверсировании зубчатых колес, вращающихся с большой скоростью в механизме привода стола. [c.67] В конструкциях современных станков стремятся, где можно, заменять возвратно-поступательное движение на вращательное, поскольку оно более производительно в результате непрерывности процесса обработки, а также при этом меньше действие вредных сил инерции. Например, в некоторых моделях протяжных станков непрерывного действия возвратно-поступательное движение протяжки (с небольшой скоростью) заменяют вращательным движением обрабатываемых деталей. [c.67] По законам физики существует определенное соотношение между действующей силой, ускорением и той массой, которой это ускорение сообщается, т. е. сила равна произведению массы на ускорение. [c.68] Чем больше сила, тем больше и ускорение, которое она сообщит. Чем больше масса, тем больше нужна и сила, чтобы сообщить ей такое же ускорение. При такой же силе чем больше масса, тем меньшее получит она ускорение (ускорение равно силе, деленной на массу). Чем больше ускорение (или замедление) в частях станка и че.м больше масса этих частей, тем больше и возникающие в них силы инерции. [c.68] В современных быстроходных станках, при высоких скоростях резания и подачи, вредное действие сил инерции приобретает большое значение. Чем больше скорость стола, суппорта или шпинделя, тем больше ускорение или замедление при пуске, останове и при каждом изменении их движения следовательно, больше и возникающие силы инерции. Для меньшей потери времени на эти переходные периоды движений надо, чтобы части станков возможно быстрее набирали или снижали свою скорость, т. е. имели большие ускорения и замедления. Поэтому части быстроходных станков нужно выполнять повышенной прочности, а также стремиться к тому, чтобы их движение было возможно более равномерным. [c.68] При вращении любой детали станка возникает центробежная сила, направленная от оси вращения к периферии. Сила эта особенно велика и опасна при больших скоростях вращения. При недостаточной прочности деталей она может привести к авариям — разрывам быстровращающихся частей, обломки которых отбрасываются во все стороны. [c.69] Действие центробежной силы опасно при работе быстровращающихся (25—50 м1сек) шлифовальных кругов. Если в толще зернистого материала круга образуются хотя бы мельчайшие, невидимые глазом трещины, то прочность круга значительно уменьшается и возможны разрывы. Поэтому шлифовальные круги перед работой необходимо тщательно проверять обстукиванием деревянной палочкой. Целый круг без трещины издает звонкий звук. Если же звук глухой, то такой круг — с трещиной и для работы не годен. Каждый круг испытывают на разрыв, для чего его вращают на особой испытательной установке с гораздо большей скоростью, чем на шлифовальном станке, и от этого в нем возникает во много раз большая центробежная сила. [c.69] По правилам техники безопасности шлифовальные круги обязательно должны быть окружены прочными стальными защитными кожухами. [c.69] Если вращающаяся деталь плохо уравновешена (сбалансирована), т. е. масса ее неравномерно расположена вокруг оси вращения (с одной стороны больше, с другой меньше), то в таком случае центробежная сила в сторону большей массы будет действовать сильнее, а в сторону меньшей — слабее. Так как деталь при этом быстро вращается, то несимметричная, неуравновешенная центробежная сила все время будет менять свое направление и действовать подобно сильным ударам. Вал или колесо будет бить и все больше расшатывать, разрушать механизм. В шариковых подшипниках шейка неуравновешенного вала оказывает переменное давление на шарики и на внешнее кольцо, разрушая весь подшипник. При больших скоростях и размерах даже малая неуравновешенность массы ведет к значительному действию центробежных сил. [c.70] Поэтому необходима самая тщательная балансировка (уравновешивание) вращающихся частей машин. Применяются специальные балансировочные станки, на которых проверяется каждая деталь. Она вращается с очень большой скоростью, при которой быстро и точно определяется, есть ли неуравновешенность масс и центробежных сил, с какой стороны и насколько она велика Для этого деталь вращается на упругой раме с пружинами, которая колеблется и отклоняется в ту или другую сторону, на больший или меньший угол. Это дает возможность тут же устранять недостаток — снять излишек массы с более тяжелой стороны или добавить ее на более легкой (поставить противовес). [c.70] Во вращающихся частях машин сложной несимметричной формы, например в коленчатых валах, ставят тяжелые противовесы, располагая их так, чтобы центробежные силы с противоположных сторон оси были равны. [c.70] Вернуться к основной статье