Файл: Котелевский В.Ю. Автоколебания в системах трения металлорежущих станков.pdf

- 102 -

§3. 0 регулярном и случайном характере автоколебаний при трении

динамические явления, наблюдаемое при трении в узлах р а ­ ботающих машин, а также при резании металлов в виде автоколе­ баний, характеризуются присутствием регулярных и случайных показателей. В одних условиях превалируют автоколебания слу­ чайного характера, в других процесс носит регулярный характер

До сих пор мы рассматривали автоколебания, подчиняющиеся детерминированным функциональным зависимостям. Опираясь на двумерную модель самовозбуждения, рассмотрим возможное проис­ хождение вероятностных зависимостей при автоколебаниях.

Как показано в главе Ш, существенная роль в процессе само­ возбуждения отводится поверхностным неровностям в контактной зоне. Профиль реальной поверхности представляет собой резуль­ тат суммарного действия периодических или почти периодических возбудителей и случайных возмущений.

Случайные возмущения при резании металла возникают вслед­ ствие случайных изменений режима обработки, например, - слу­ чайных включений в материал заготовки и инструмента. При этом степень регулярности профиля неровностей обработанной поверх­ ности будет различной в. зависимости от соотношения случайных

между неровностями, примерно подчиняясь закономерностям неко­ торого колебательного спектра. Профиль неровностей в указанном интервале шагов может быть приближенно описан стационарной случайной функцией (141), приведенной в § 3 главы У.

Измерения многих поверхностей при различных методах обра­ ботки свидетельствуют о том, что корреляционная связь между поверхностными неровностями при данной базовой длине измере­ ния исчезает по мере увеличения шага неровностей. Об этом свидетельствует тот факт,.что среднеарифметическая величина

остается практически постоянной. Это же относится к ширине поверхности S при измерениях в поперечном к оси движения направлении.

- 104 -

где àf(j - критическая длина измерения в поперечном направ­ лении, следует ожидать, что в каждый момент его движения среднѳвероятное оптимальное отношение сбудет постоянным или

почти постоянным. То же самое можно высказать в отношении фак­

На рис.71 [41]приведена запись прерывистого скольжения ползуна, контактирующего с поверхностью направляющей в 3-х точках ( с помощью 3-х шариков). В этом случае условие (149) не выполнено и автоколебания имеют заметно нерегулярный харак­ тер .

ше отражаются случайные факторы на автоколебаниях при резании. С. другой стороны, увеличение фактической площади контактного давления приводит к выравниванию неровностей по высоте и к уменьшению "значения і^-при прочих равных условиях.

-105 -

Втаком случав возрастание удельных контактных давлений спо­ собствует большей регулярности автоколебаний при трении и р е ­ зании, а следовательно и большей регулярности профиля обра­ ботанной поверхности. Данные на стр . 103 подтверждают послед­

нее положение о связи регулярности профиля с величиной сил р е ­ зания. На чистовых режимах обработки, характеризуемых малыми

режущим станкам, но к к машинам других типов, в которых уро­ вень автоколебаний оказывается значительным и требует контроля.

Не все вопросы, относящиеся к данной проблеме, нашли доста­ точно глубокое отражение в работе, что, естественно, ставит з а ­ дачу дальнейших исследований в данном направлении. Однако ряд установленных в работе зависимостей повволил детализировать и углубить оценки явления автоколебаний фрикционной природы вви­ ду накопившейся информации по существу вопроса»

В работе [бЗ] сравнительно недавно получены результаты,поз­ воляющие по новому оценить роль автоколебаний при трении. Эк­ спериментально показано, что коадициент трения и износ двух трущихся поверхностей значительно снижаются при увеличении неровностей регулярного шага на поверхностях. Неровности нано­ сились искусственно и выбирались оптимально маслоемзими для данных условий трения скольжения. В этих условиях критерием

оптимальной топографией: необходимо при резании поддерживать автоколебания с определенными показателями.

Имеются сведения [ю] о повышении стойкости инструмента с возрастанием азтоколебаний при резании до оптимальной вели­ чины. И в этом случае возникает необходимость в управлении автоколебаниями фрикционного типа.

Приведенные условия устойчивости (глава 11,§3) и существо­

- 107 -

Применение значительных сил демпфирования в направлении скольжения ( Cz ) , искусственная разгрузка направляющих за счет гидро или аэростатики, применение уравновешивания харак­

Теорию управления автоколебаниями фрикционного типа необхо­ димо использовать при борьбе с шумом, вызванным работой тормо­ зов .

Важное значение имеет общность механизма самовозбуждения фрикционных автоколебаний в различных его проявлениях: при т р е ­ нии и резании, при скачкообразном и непрерывном процессе. Это позволяет внести уточнения в методы динамических расчетов стан ­ ков и других машин, удовлетворяя растущим требованиям к точно­ сти, долговечности и надежности их работы.

- 108 -

Л и т е р а т у р а

1. А н д р о н о в A.A., В и т т A.A., X а й к и н СЭ -

Теория колебаний. Изд. 2-е, М.,Фиэматгиз, 1959.

2.Б е л м а н Р. Теория устойчивости решений дифферен­ циальных уравнений, перевод с англ.М., ИЛ, 1954.

3.В е й ц В.Л., К о ч у р а А.Е., М а р т ы н е н к о A.M.

динамические расчеты приводов малин. Л.,"Машиностроение-', 1971.

4о В о т и н с - в К.В. Жесткость станков. Лонитомаш, 1940. 5 о Д ѳ м к и н Н.Б. Контиктированиѳ шероховатых поверхно­

Теория фрикционных автоколебаний с периодическими остановками. Труды Ш Всесоюзной конференции по трению и износу в машинах, І.Н.М., Изд.АН СССР, I960, стр.132-152.

8. Д у н и н-Б а р к о в с к и й И.В. Определение пара­ метров и точность измерений шероховатости поверхностей.—В сб.

0скачках при трении.ЖТФ, т.Х1У,вып. 4-6,1944,стр.276-283.

13.К а й д а н о в с к и й Н.Л., X а й к и н С.Э. Меха­ нические релаксационные колебания. ШТФ., вып.3,1933.

14.К а ш и р и н А.й. Исследование вибраций при резании металлов. М.тЛ.,Изд.АН СССР,1944.

15 о М . е д р и н е к и й З.Н., П и с и а н н и к K.M. Станки для обработки конических зубчатых колес.М.,"Машинострое­ ние"р 1967.

16, К о с ï е р и н СИ . Механические автоколебания при сухоѵ трении.M.,Изд.АН CCCP,l9bû.