Технічні науки/ 3. Галузеве машинобудування

К.т.н. Каразей В.Д., асистент Присяжний Л.В., магістр Юрченко С. А.

Хмельницький національний університет, Україна

Комп’ютерне моделювання коливань супорта верстата для обробки торців труб

Вступ. Вивчення коливань верстатів є досить важливим завданням, адже завдяки отриманим знанням можливо впливати на основні показники якості обробки. До останнього часу вивчення коливань верстатів було досить складною та трудомісткою операцією, суть якої полягала у складанні еквівалентної пружної системи, розрахунку її основних параметрів (жорсткостей, демпфування, моментів інерції) [1] .

Розвиток програмування та комп’ютерної техніки на сучасному етапі призвів до появи нових можливостей при дослідженні коливань верстатів і зменшення трудомісткості роботи.

Мета роботи: дослідити причини виникнення вібрацій супорта верстата для оброки торців труб великого діаметру.

Задачі:

- розробити твердотільну модель супорта;

- визначити власні частоти коливань супорта;

- визначити амплітуду коливань при дії гармонійної сили різання, що умовно замінюватиме силу різання.

Основна частина. Для моделювання коливань супорта застосовувалось програмне забезпечення ANSYS [2]. Форма обробленої поверхні труби свідчить про недостатню жорсткість підшипникового вузла. При моделюванні коливань підшипниковий вузол вважається абсолютно жорстким.

При модальному аналізі було визначено дві перших власних частоти коливань. В подальшому ці частоти застосовуються для визначення частотного діапазону дії сили різання. Результати модального аналізу зображено на рис. 1.

а)

б)

Рис. 1 - Форми коливань супорта на перших двох власних частотах (а – 3146Гц, б – 3426,8 Гц)

Сили різання умовно замінено гармонійними з встановленими розрахунком амплітудними значеннями [3]. АЧХ коливань різця представлена на рис. 2.

Рис. 2 - АЧХ коливань різця

Встановлена амплітуда коливань свідчить про низький рівень вібрацій та правильність припущення про недостатню жорсткість підшипникового вузла.

Висновки: отримані результати свідчать про недостатню жорсткість та необхідність поліпшення конструкції підшипникового вузла.

Література:

1. Кудинов В.А. Динамика станков. –М:, Машиностроение, 1967. – 359с.

2. Леонтьев Н.В. Применение системы ANSYS к решению задач модального и гармонического анализа – Нижн. Новгород, 2006. – 101с.

3. Справочник технолога-маиностроителя. Т2. Под редакцией А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. – М:, Машиностроение, 1986 г.