Введение к работе
Актуальность темы.
Чаще всего источниками вибрации машин и приборов
ляются вращающиеся неуравновешенные тела, которые в
льнейшем будем называть роторами. Наличие вибрации приводит
интенсивному износу подшипников, а в некоторых случаях и к
ариям, кроме того снижается точность исполнения функций,
зложенных на прибор или машину. Вибрация оказывает
посредственное влияние и на человека, снижая его
ботоспособность. Длительное действие вибрации может привести
поражению отдельных систем организма человека и явиться
ичиной вибрационной болезни. Современные методы и средства
лансировки вращающихся роторов позволяют уравновешивать их
высокому классу точности. В некоторых случаях первоначальная
нансировка в процессе работы прибора или машины нарушается и
удовлетворяет поставленным требованиям. Так, например, для
ифовальных кругов это происходит вследствии неравномерного
юса, неправильного хранения, неравномерной пропитки круга
таждаюгцей жидкостью на станке. Возникновение
фавновешенности круга приводит к нарушению правильной
рмы изделия и увеличению шероховатости обрабатываемой
зерхности, а в случае заточного станка к вибрации корпуса,
>едаваемой на руки оператора.
В некоторых случаях требуется производить балансировку без ановки ротора. Как показывают исследования данная проблемма кет быть решена с помощью автобалансирующего устройства рового типа. Разработка и применение автобалансирующих ройств имеет не только важное техническое и экономическое чение, а впоследнее время в связи с увеличением рабочих часот щения машин, весьма значимое социальное.
Данная работа включена в план научно - технической іграммьі «Надежность» в раздел 11.05.НЗ «Разработка методов вновешивания вращающихся и поступательно движущихся алей машин и оборудования, включая методы автоматической ансировки в процессе эксплуатации»; отмечена грантом в евой региональной программе «Неотложные меры по улучшению овий и охраны труда в Кемеровской области на 1998г.» (договор 1-3-24, заказчик Кузбасский межотраслевой центр охраны труда), кже грантом Министерства Образования РФ на 2000 год. Цель работы.
Исследовать движения ротора с шаровым автобалансирующим
зойством, в случае возникновения в нем динамической и момент-
неуравновешенностей. Определить области значений частот
нения ротора, где имеет место автоматическая балансировка ро-
1 шарами. Разработать на основе полученных теоретических вы-
4 кладок устройства, позволяющего снижать уровень вибрации дин мически неуравновешенных роторов, в частности точильно - шлиф вального станка, до уровня рекомендуемых ГОСТ -ом санитарно гигиенических норм.
Научная новизна работы.
-
Проведено теоретическое обобщение задачи о влиянии шар вого автобалансирующего устройства на уровни виброскор стей для динамически неуравновешенных роторов.
-
Впервые решены задачи автоматического устранения момен ной и динамической неуравновешенности ротора.
-
Теоретически определены значения частот вращения ротор при которых происходит устранение динамической неуравн вешенности.
-
Впервые получены экспериментальные подтверждения эффе тивности работы автобалансирующего устройства шарово: типа для устранения динамической неуравновешенности р тора при наличии динамического и кинематического возбу; дения.
Практическая ценность.
Разработана методика расчета областей значений часті вращения динамически неуравновешенного ротора, где ос ществляется его автоматическая балансировка шарами.
Получены аналитические зависимости для определения м ментной неуравновешенности ротора.
Получены аналитические зависимости для определения ді намической неуравновешенности ротора.
Разработано и описан принцип действия автобалансирующ го устройства шарового типа для устранения динамическс
нєуравттив~етпєтгаости^ттгр~а~
Реализация результатов работы.
Результаты работы использованы при создании автобалансі рующего устройства для точильно - шлифовального станка. Методі ка расчета данного шарового автобалансирующего устройства прі менена при разработке технического проекта точильно - шлифі вального станка модели 332А.
Основные положения работы, выдвигаемые на защиту.
Математическая модель механической системы, в котору входит ротор имеющий одновременно статическую и м< ментную неуравновешенности с установленным на нем двух плоскостях шаровым автобалансирующим устройством
Результаты решения данной системы позволяют найти трі буемую емкость автобалансирующего устройства, обласі
і частот вращения poiqpa где имеет место автоматическая б;
лансировка, а также остаточную неуравновешенность си'
5 темы ротор - шары ввиду технологических несовершенств и сил трения.
Теоретически определенные, и практически подтвержденные значения частот вращения точильно - шлифовального станка в случае устранения моментной и динамической не-уравновешенностей ротора станка с автобалансирующим устройство шарового типа.
Влияние выше указанного автобалансирующего устройства на виброскорость корпуса точильно - шлифовального станка в случае динамического (на холостом ходу) и кинематического возбуждения (вовремя обработки детали).
Апробация работы.
Основные результаты и положения диссертационной работы были доложены на научно-практических конференциях, состоявшихся в 1997, 1998, 1999, 2000 годах - г. Юрга, и научно - практических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии», Томск 1997 и 1998 годы. Полное содержание работы доложено на научных семинарах кафедр «Теоретической механики и сопротивления материалов» ТПУ и «Технологии машиностроения» филиала ТПУ в г. Юрге. Кроме того направлены заявки и получены гранты Администрации Кемеровской области на 1998 год, и Министерства Образования РФ на 2000 год.
Публикации.
Всего по теме диссертаций опубликовано 9 научных работ, гписок которых приводится в автореферате.
Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, зписка используемых источников литературы и приложения. Объем тиссертации составляет 164 страниц машинописного текста, включа-;т 57 рисунков, 32 таблиц, фотографий; список литературы включает 74 источников; приложение - акты исследовательских испытаний, 1кт внедрения, таблицы, четыре рисунка.