методические указания лаб 4 испытание станка на холостом ходу


 

 

 

 

 

 

Лабораторная работа №4

«Испытание станка на холостом ходу»

 

 

 

 

 

 

 

 

Цель работы: ознакомить студентов с целями, объемом и методами испытаний станков на холостом ходу при приемочных и выборочных испытаниях, а также при испытании опытного образца; приобретение студентами практических навыков проведения приемочных испытаний станка на холостом ходу и сопоставление полученных знаний контролируемых параметров с их допускаемыми значениями.

ВИДЫ ИСПЫТАНИЙ СТАНКА НА ХОЛОСТОМ ХОДУ.

а) Приемочные испытания. Приемочные испытания в соответствии с техническими условиями, помимо других обязательных проверок (см. методические указания к лабораторной №1) включают предварительное опробование станка и испытание его на холостом ходу. Приемочные испытания обычно проводит контролер ОТК завода в цеховых условиях с целью проверки работоспособности и соответствия станка тех. условия.

Целью предварительного опробования станка является определение возможности безаварийной его работы. При этом проверяют правильность установки станка, легкость вращения и величину мертвых ходов маховичков и рукояток, легкость ручного перемещения всех подвижных узлов, возможность включения различных механизмов, натяжение ременных передач, наличие достаточного количества смазки, исправность системы подачи СОЖ, исправность защитных кожухов, щитков и ограждений, наличие всех предусмотренных конструкцией таблиц и надписей, необходимых для нормального обслуживания станка и т.д.

Далее приступают к испытаниям станка на холостом ходу, целью которых является дальнейшая проверка работоспособности и соответствия станка технических условиям. Эти испытания начинают с последовательного включения ступеней частоты вращения привода главного движения от минимальной n1 до максимальной n2 . На всех частотах вращения привода главного движения измеряют мощность холостого хода Nхх.

На максимальной частоте вращения n2 шпинделя станок должен работать до тех пор, пока не стабилизируется температура в шпиндельных подшипниках, которая для подшипников качения не должна превышать 85°С, а для подшипников скольжения — 70°С. В других механизмах станка температура подшипников не должна превышать 50°С. Одновременно , при каждом значении частоты вращения шпинделя, проверяют работу механизма подач на низших, средних и высоких рабочих подачах и работу механизма ускоренных перемещений.

Далее проверяют работу автоматических устройств, упоров и делительных механизмов, работу механизмов зажима заготовки и инструмента, работу систем смазки и охлаждения, электро- и гидрооборудования, величину сил на органах ручного управлени

б) Выборочные испытания. Выборочные испытания на холстом ходу обычно включают проверку колебаний ряда деталей станка с целью получения интегральной оценки качества его изготовления и сбора.

Амплитуда колебаний деталей станка на холостом ходу зависят от значения внешнего периодического воздействия (возмущения) на его упругую систему. Генераторами возмущения являются вращающиеся детали привода с остаточным дисбалансом(роторы электродвигателей, шпиндели, валы и т.п.), магнитная неуравновешенность электродвигателей, пульсация давления в гидроприводе, удары в зубчатых зацеплениях, несоосность муфт, периодические возмущения в подшипниках качения, возмущения ,передаваемые на основание станка от работающего соседнего оборудования и других посторонних источников.

Так как при выборочных испытаниях исследуют колебания, вызываемые погрешностями изготовления и сборки станка, то амплитуды колебаний, вызываемые другими возмущениями должны быть значительно меньше исследуемых. Для этого ,иногда, после проверки амплитуды колебаний фундаменты приходится применять дополнительную виброизоляцию станка.

При исследовании колебаний станка на холостом ходу в резцедержатели устанавливают датчик , а в коническом отверстии шпинделя – специальную оправку и определяют их относительные колебания. Параметры этих колебаний непосредственно влияют на точность обработки. Поэтому изучают влияние разного рода возмущений на амплитуду этих колебаний. Для этого измеряют амплитуду и базу колебаний оправки при всех ступенях частоты вращения шпинделя, строят амплитудно-частотную (АЧХ) и фазо-частотную (ФЧХ) характеристики и по ним- амплитудную фазочастотную характеристику (МЧХ).

Контроль качества изготовления станка осуществляют путем сравнивания полученных характеристик для испытуемого станка с нормироваными по частотным диапазонам характеристиками. Если параметры (например, амплитуда колебаний шпинделя на холостом ходу) полученных характеристик меньше значений соответствующих параметров нормированной характеристики, то качество изготовления станка удовлетворяет техническим условиям.

Нормированные характеристики строят перед запуском данной модели станка в серийное производство путем испытания станка-эталона. По АФЧХ станка-эталона определяют формы колебаний с малым запасом и степенью устойчивости и в соответствующем частотном диапазоне АЧХ устанавливают более жесткую норму по амплитуде колебаний на холостом ходу.

в) Испытание опытного образца станка. При испытании опытного образца станка на холостом ходу выполняют все проверки приемочных и выборочных испытаний и дополнительно испытывают станок на шум. Целью испытаний станка на шум является определение уровня шума, создаваемого при его работе, и сравнение полученного результата с допустимым. Повышенный уровень шума вредно действует на людей, работающих вблизи станка. Поэтому для обеспечения нормальных условий работы ограничивают уровень шума в производственных помещениях. Установлены допустимые уровни шума в производственных помещениях в зависимости от частотной характеристики шума.

Класс шума

Характеристики шума

Допустимый уровень в дб

I

Низкочастотный- наибольшие уровни в спектре расположены ниже частоты 350 Гц

90

II

Среднечастотный- наибольшие уровни в спектре расположены ниже частоты 800 Гц

85

III

Высокочастотный- наибольшие уровни в спектре расположены при частотах:

800-1000 Гц

1600-1400 Гц

 

 

80

75

 

Шум каждого станка должен быть значительно ниже этой нормы, ограничивается максимальными уровнями частотных составляющих спектра, которые указаны в нормали станкостроения Н89-10. Выбор значений допустимых уровней, в основном, определяется мощностью привода главного движения станка.

Для проведений испытаний на шум станок устанавливают на виброизолирующие опоры, препятствующие передаче энергии возбужденных колебаний фундаменту. Микрофон объективного шумомера располагают на рабочем месте на расстоянии, приблизительно, 0.5 метра от станка, а иногда в нескольких точках, расположенных равномерно вокруг станка. Уровень шума измеряют при работе станка на холостом ходу при последовательном включении всех ступеней частот вращения шпинделя. Результат измерения шума заносят в протокол и по ним строят графики зависимости уровня шума от частоты вращения шпинделя. При наличии в станке узлов или агрегатов, являющихся самостоятельными источниками интенсивного шума, проводятся дополнительные измерения шума вблизи этих источников. Для выяснения причин повышенного шума станка и возможных путей его ослабления производят частотный анализ шума.

 

ПРИЕМОЧНЫЕ ИСПЫТАНИЯ СТАНКА НА ХОЛОСТОМ ХОДУ.

I. Проверка соответствия ряда ступеней частоты вращения шпинделя нормальному ряду.

Действительная частота вращения шпинделя не должна отличаться от соответствующего значения нормального ряда более , чем на ±10( φ – 1 ) %, где φ – знаменатель ряда частот вращения шпинделя. Таблица нормальных рядов при различных значениях знаменателя φ (согласно нормали станкостроения Н11-1) приведена в приложении.

Отклонение Δn в процентах членов ряда измеренных частот вращения шпинделя от соответствующих членов нормального ряда равно: Δn = [ ( nunн ) / nн ]·100 % , где nu – измеренная частота вращения шпинделя ,nн – частота вращения шпинделя по нормальному ряду .

Для измерения частоты вращения шпинделя используют различные приборы.

1.1. Измерение ручным тахометром (рис.1).

В отверстие шпинделя 2, смонтированного в шпиндельной бабке 1, устанавливают заглушку 3 с центровым отверстием, ось которого совпадает с осью вращения шпинделя. Включают частоты вращения шпинделя последовательно от до . При каждом значении шпинделя с помощью ручного тахометра 4, измерительный наконечник которого вводят в центровое отверстие заглушки, измеряют частоту вращения. Полученное значение записывают в соответствующей графе таблицы 1.

Таблица 1.

п/п

 

По паспорту станка,

 

Намеренная,

 

Нормальный ряд

Допускаемая погрешность

±10( φ – 1 ) %

Фактическая погрешность

в %

 

 

 

 

 

 

 

1.2. Измерение nш с помощью тахогенератора (рис.2). К шпиндельной бабке I жестко крепят корпус (статор ахогенератора 3, ротор которого жестко соединяют со шпинделем 2. При вращении шпинделя тахогенератор вырабатывает электрический ток, пропорциональный частоте nш вращения шпинделя. Этот ток поступает на индикатор 4 частоты вращения. Измеренное значение частоты n вращения шпинделя записывают в соответствующую графу таблицы I.

1.3. Измерение nш с помощью строботахометра (рис3.).НА шпинделе 2,смонтированном в шпиндельной бабке I, наносят молом или каким – либо иным способом узкую четкую риску 3,параллельной оси вращения. Подключив блок питания 5 и индикации строботахометра к электросети и установив частоту вспышек лампы 4 строботахометра равной паспортному значению частоты вращения шпинделя, включают привод его вращения. Органами настройки блока 5 регулируют частоту вспышек лампы 4 строботахометра так, чтобы риска 3 на шпинделе казалась неподвижной. В этом случае частота вспышек лампы 4строботахометрасчитывают действительную частоту вращения шпинделя и записывают ее в соответствующую графу таблицы I.

1.4.Измерение nш автоматическим тахогенератором (рис.4). На шпинделе I (рис.4.а) устанавливают специальную оправку 2 с закрепленным на ней диском 3,имеющим 60 отверстий расположенных на диаметре d с постоянным шагом (рис 4 б). НА неподвижной детали станке (например, столестанавливают стойку6 с фотоэлектрическим датчиком 7 так, чтобы диск 3 располагался в цепи датчика с зазором. Таким образом ,в корпусе датчика 7 с одной стороны диска 3 расположена осветительная лампочка 4, а с другой –фотодиод . Датчик 7 подключен к цифровому автоматическому тахометру 8 модАТ-2М.

При вращении шпинделя световой поток от лампочки 4 периодически попадает на фотодиод, который посылает электрические импульсы в блок счетных декад прибора. Число импульсов ,подсчитанное за определённый интервал времени, индицируется на цифровом табло прибора и равно где n-частота вращения шпинделя (об/с), с- число электрических импульсов, посылаемых фотодиодом в блок счетных декад прибора за один оборот шпинделя(мин/об),t-время счета (с).

При С=60 мин/об и t=20 число индицируемых на табло импульсов численно равно частоте вращения шпинделя об/мин.

Величина последовательно частоте вращения шпинделя, записывают показания цифрового табло прибора в соответствующую строчку таблицы I.

2.Проверка соответствия ряда подач нормальному ряду. Действительное значение подачи узла не должно отличаться от соответствующего значения нормального ряда более, чем на %, где — знаменатель ряда подач узла. В станках подача осуществляется за счет перемещений узла или пиноли.

2.1.Измерение подачи узла (рис.5). На узле I(столе, суппорте и т.п.) укрепляют кронштейн с индикатором 2, измерительный наконечник которого должен контактировать с жестким упором 3,закрепленным на станине. Индикатор должен быть с ценой деления 0,01мм и диапазоном измерения не менее 0,5мм создают натяг в измерительной системе индикатора и, затем, поворачивая шкалу индикатора совмещают нулевую отметку со стрелкой.

На шпинделе 4 и шпиндельной бабке наносят 5. Вручную или механическими при минимальной частоте вращения сообщают шпинделю N оборотов (не мене 10 с учетом диапазона измерения индикатора), отсчитывая их по совмещению рисок 5. Индикатор показывает расстояние , на которое переместился узел. Следовательно, среднее значение подачи узла на один оборот шпинделя . Аналогичным образом определяют значения всех ступеней подач, записывая их в соответствующую строчку таблицы 2.

Таблица 2.

П/П

Подача по паспорту станка мм/об

Значения подачи,

Определенные

экспериментально

мм/об

Нормальный ряд

Допускаемая погрешность

%

Фактическая

погрешность

в %

 

 

 

 

 

 

 

2.2.Измерние подачи пиноли (рис.6).На столе I станка устанавливают стойку с индикатором 2 так ,чтобы его измерительный наконечник контактировал с торцом пиноли 3.Индикатор должен быть с ценой деления 0,01 мм и диапазоном измерения 10мм. Перемещая стол на расстояние не менее 0,5 мм, в измерительной системе создают натяг и, поворачивая шкалу индикатора , совмещают ее нулевую отметку со стрелкой.

На пиноли 3 и шпинделе 4 наносят риски 5, которые должны лежать водной диаметральной плоскости. Далее действуют, как и в предыдущей проверки 2.1.

УКАЗАНИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ.

Приборы, требуемые при проверках, включаются в сеть переменного тока напряжением 220 В частотой 50 Гц. Перед включением они должны быть надежно заземлены. Для этого на панели прибора имеется специальная клемма.

ПОДГОТОВКА ПРИБОРА К РАБОТЕ.

Порядок включения прибора следующий:

проверить исправность предохранителя, расположенного на задней панели;

включить вилку кабеля питания прибора в розетку сети;

установить тумблер «сеть» в верхнее положение (при этом должны загореться лампы цифровых индикаторов декад);

прогреть прибор в течение 30 минут.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

1) Ознакомиться с целями, методами и объемом испытаний станка на холостом ходу при приемочных, выборочных испытания, а также при испытаниях опытного станка.

2) Получить у учебного мастера прибор и инструменты, собрать измерительную схему, включить ее в сеть для прогрева и подготовить станок к приемочным испытаниям на холостом ходу.

3) Сделать эскизы схем выполняемых проверок.

4) Подготовить таблицы 1 и 2.

5) Выполнить испытания в соответствии с описанными методами. На каждой ступени частоты вращения шпинделя и подачи произвести не менее трех измерений.

a) Определить оценку значения каждой ступени частоты вращения шпинделя и подачи, подсчитав среднее арифметическое результатов измерений.

b) Заполнить таблицы 1 и 2.

6) Дать заключение по каждой проверке.

7) Разобрать измерительную схему, сдать станок, инструменты и прибор учебному мастеру.

8) Оформить отчет о проделанной работе.

ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ ОТЧЕТА.

1) Теоретическая часть отчета должна содержать цель и методы испытаний станка на холостом ходу при приемочных, выборочных и испытаниях опытного образца.

2) Экспериментальная часть отчета должна содержать схемы проверок и заполненные таблицы 1 и 2.

3) Заключительная часть отчета должна содержать выводы, сделанные на основе результатов испытаний.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1. Кто, где и с какой целью проводит приемочные испытания станка?

2. С какой целью проводят предварительное опробование станка?

3. Что проверяют при предварительном опробовании станка?

4. Какова цель испытаний станка на холостом ходу?

5. Что проверяют при премочных испытаниях станка на холостом ходу?

6. Какова цель выборочных испытаний станка на холостом ходу и какие испытания при этом выполняют?

7. Каковы могут быть причины внешних периодических воздействий на упругую систему станка?

8. Как выполняют исследование колебаний станка на холостом ходу?

9. Как осуществляют контроль качества изготовления станка по результатам его испытаний на холостом ходу?

10. Как получают нормированные характеристики?

11. Какие проверки выполняют при испытаниях опытного образца станка на холостом ходу?

12. Какова цель испытания станка на шум?

13. Каковы допустимые общие уровни шума в производственных помещениях?

14. Как устанавливают станок для проведений испытаний на шум?

15. Как проводят испытание станка на шум?

16. Какие методы проверки можно применить при выполнении приемочных испытаний станка на холостом ходу?

17. Как определить частоту вращения вала с помощью строботахометра?

18. Каков принцип работы фотоэлектрического импульсного датчика?

19. Как определить частоту вращения вала с помощью цифрового автоматического тахометра?

20. Как определить оценку значения частоты вращения шпинделя на данной ступени и значения подачи?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис 1. Рис 2.

 

 

 

Рис. 1. Рис. 2.

 

 

 

 

 

Рис. 3.

Рис. 4.

 

Рис. 5.

 

Рис. 6.

 

 

НОРМАЛЬНЫЕ РЯДЫ ЧИСЕЛ В СТАНКОСТРОЕНИИ

значение знаменателя ряда

1,06

1,12

1,26

1,41

1,58

1,78

2,0

1,06

1,12

1,26

1,41

1,58

1,78

2,0

1,06

1,12

1,26

1,41

1,58

1,78

2,0

1

1

1

1

1

1

1

10

10

10

 

10

10

 

100

100

100

 

100

100

 

1,06

 

 

 

 

 

 

10,6

 

 

 

 

 

 

106

 

 

 

 

 

 

1,12

1,12

 

 

 

 

 

11,2

11,2

 

11,2

 

 

 

112

112

 

 

 

 

 

1,18

 

 

 

 

 

 

11,8

 

 

 

 

 

 

118

 

 

 

 

 

 

1,25

1,25

1,25

 

 

 

 

12,5

12,5

12,5

 

 

 

 

125

125

125

125

 

 

125

1,32

 

 

 

 

 

 

13,2

 

 

 

 

 

 

132

 

 

 

 

 

 

1,4

1,4

 

1,4

 

 

 

14

14

 

 

 

 

 

140

140

 

 

 

 

 

1,5

 

 

 

 

 

 

15

 

 

 

 

 

 

150

 

 

 

 

 

 

1,6

1,6

1,6

 

1,6

 

 

16

16

16

16

16

 

16

160

160

160

 

160

 

 

1,7

 

 

 

 

 

 

17

 

 

 

 

 

 

170

 

 

 

 

 

 

1,8

1,8

 

 

 

1,8

 

18

18

 

 

 

18

 

180

180

 

180

 

180

 

1,9

 

 

 

 

 

 

19

 

 

 

 

 

 

190

 

 

 

 

 

 

2

2

2

2

 

 

2

20

20

20

 

 

 

 

200

200

200

 

 

 

 

2,12

 

 

 

 

 

 

21,2

 

 

 

 

 

 

212

 

 

 

 

 

 

2,24

2,24

 

 

 

 

 

22,4

22,4

 

22,4

 

 

 

224

224

 

 

 

 

 

2,36

 

 

 

 

 

 

23,6

 

 

 

 

 

 

236

 

 

 

 

 

 

2,5

2,5

2,5

 

2,5

 

 

25

25

25

 

25

 

 

250

250

250

250

250

 

250

2,65

 

 

 

 

 

 

26,5

 

 

 

 

 

 

265

 

 

 

 

 

 

2,8

2,8

 

2,8

 

 

 

28

28

 

 

 

 

 

280

280

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

 

300

 

 

 

 

 

 

3,15

3,15

3,15

 

 

3,15

 

31,5

31,5

31,5

31,5

 

31,5

31,5

315

315

315

 

 

315

 

3,35

 

 

 

 

 

 

33,5

 

 

 

 

 

 

335

 

 

 

 

 

 

3,55

3,55

 

 

 

 

 

35,5

35,5

 

 

 

 

 

355

355

 

355

 

 

 

3,75

 

 

 

 

 

 

37,5

 

 

 

 

 

 

375

 

 

 

 

 

 

4

4

4

4

4

 

4

40

40

40

 

40

 

 

400

400

400

 

400

 

 

4,25

 

 

 

 

 

 

42,5

 

 

 

 

 

 

425

 

 

 

 

 

 

4,5

4,5

 

 

 

 

 

45

45

 

45

 

 

 

450

450

 

 

 

 

 

4,75

 

 

 

 

 

 

47,5

 

 

 

 

 

 

475

 

 

 

 

 

 

5

5

5

 

 

 

 

50

50

50

 

 

 

 

500

500

500

500

 

 

500

5,3

 

 

 

 

 

 

53

 

 

 

 

 

 

530

 

 

 

 

 

 

5,6

5,6

 

5,6

 

5,6

 

56

56

 

 

 

56

 

560

560

 

 

 

560

 

6

 

 

 

 

 

 

60

 

 

 

 

 

 

600

 

 

 

 

 

 

6,3

6,3

6,3

 

6,3

 

 

63

63

63

63

63

 

63

630

630

630

 

630

 

 

6,7

 

 

 

 

 

 

67

 

 

 

 

 

 

670

 

 

 

 

 

 

7,1

7,1

 

 

 

 

 

71

71

 

 

 

 

 

710

710

 

710

 

 

 

7,5

 

 

 

 

 

 

75

 

 

 

 

 

 

750

 

 

 

 

 

 

8

8

8

8

 

 

8

80

80

80

 

 

 

 

800

800

800

 

 

 

 

8,5

 

 

 

 

 

 

85

 

 

 

 

 

 

850

 

 

 

 

 

 

9

9

 

 

 

 

 

90

90

 

90

 

 

 

900

900

 

 

 

 

 

9,5

 

 

 

 

 

 

95

 

 

 

 

 

 

950

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1000

1000

1000

1000

1000

1000

1000

Примечания:

1. Нормаль распространяется на ряды частот вращения, подач, мощностей, размеров и других параметров.

2. Ряды чисел более 1000 и менее 1 получаются умножением или делением табличных данных на 1000.

3. Число оборотов вала не должно отклоняться от табличных размеров более чем на Кроме того, в приводе от асинхронного электродвигателя допускается смещение ряда чисел оборотов в сторону уменьшения до 5% от чисел ряда, подсчитанных по синхронному числу оборотов.

 

 

Без рубрики

Оставить ответ

Обязательные поля помечены*

92 − 86 =