Методы уменьшения потерь на трение и уменьшения сил трения при заданных нагрузках

Рис. 15.4 – Методы уменьшения потерь на трение

Рис. 15.5 – Методы уменьшения сил трения при заданных нагрузках

Релаксационные автоколебания. Рассмотрим движение ползуна 1, связан­ного упругим звеном — пружиной 2 с ведущим звеном 3 привода, имеющим постоянную скорость (рис. 15.6,а) при упрощенной характеристике трения (рис. 5.16,6). Сила трения при переходе от покоя к движению мгновенно изменяет свое значение от до на величину .

В начальный момент , перемещение ползуна и скорость ползуна , . При малой скорости задающего звена 3 возможна остановка ползуна. После остановки ползун некоторое время будет оставаться на месте до тех пор, пока продолжающееся перемещение ведущего звена не вызовет деформацию пружины 2 и увеличение силы ее натя­жения до . Тогда произойдет срыв - скачок ползуна. После остановки ползуна начнется следующий цикл.

После срыва длина пружины изменится на величину , а сила упругости пружины уменьшится до величины .

Уравнение движения ползуна

, или

, (15.3)

где - маса повзуна; .

Рис. 15.6 - Схема приближённого расчёта и график упрощённой характеристики трения

Решение уравнения (15.3) при указанных начальных параметрах определяет закон перемещения ползуна

, (15.4)

А также закон изменения скорости ползуна

. (15.5)

Остановка ползуна соответствует условию и подстановке в уравнение (15.3) значения . Обычно весьма мало, поэтому приближенно , , , величина скачка ползуна .

Полное перемещение ползуна за время от момента срыва до остановки

.

Продолжительность остановки ползуна

.

Графики изменения во времени перемещений и скорости ползу­на при скорости ведущего звена показаны на рис. 15.7,а,в, а при скорости на рис. 15.7, б, г.

При снижении скорости ведущего звена возрастает продолжи­тельность остановки.

При этой же упрощенной характеристике трения, но при нали­чии в системе демпфирования, пропорционального скорости, урав­нение движения ползуна

,

или

,

Рис. 15.7 – Графика процесса релаксационных колебаний

где - коэффициент демпфирования; - относительный коэффициент демпфирования.

При значительной скорости ведущего звена ползун движется непрерывно без остановок, а при малой скорости ползун переме­щается с остановками и периодическими скачками. Для данной УС существует критическая скорость , ниже которой ползун дви­жется скачкообразно. Критическая скорость определяется из условия равенства нулю скорости и ускорения , чему соответ­ствует .

Приближенно критическая скорость определяется следующим выражением:

,

где - относительное рассеяние энергии при колебаниях.

Ориентировочные значения в направляющих: скольжения 0,8...1,0; качения 0,4...0,6; гидростатических 1,5...2,0.

При скорости ползуна ниже критической и постоянном коэффи­циенте жесткости привода скачки ползуна будут иметь одинаковые величины. Если коэффициент жесткости изменяется по мере перемещения ползуна, то скачки уменьшаются при увеличении коэффи­циента жесткости или увеличиваются при уменьшении его.

Уточненный расчет характеристик плавности перемещения узла станка в направляющих скольжения должен учитывать: динамиче­ские характеристики процесса трения, влияние схемы нагружения узла (в частности, зависимость силы трения от движущей силы), а также влияние изменения параметров системы в процессе перемещения узла.

Дата добавления: 2014-11-18