Магнитная разгрузка узлов трения станков Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №9/2015 ISSN 2410-700Х_

2

Процесс продолжается до тех пор, пока не будут выполнены указанные условия. После того, как е было найдено, определяют число повторных измерений:

а2

n =

е2*

Исследования выполнены при финансовой поддержке министерства образования и науки российской федерации по базовой части государственного задания №2014/702 проект № 3858 Список использованной литературы:

1. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, - 1991. - 304 с.

2. Копп В.Я., Скидан А.А., Балакин А.И., Филипович О.В. Анализ дифференциальной энтропии при многократных технических измерениях в машино-приборостроении // Весн. СевГТУ: Сб. науч. тр. Вып. 93.-Севастополь, - 2008. - С. 164 - 171.

© А.И. Балакин, В.Я. Копп, Н.А. Балакина, 2015

УДК 621.891

Болотов Александр Николаевич

доктор техн. наук, заведующий кафедрой ТвГТУ

г. Тверь, РФ [email protected] Новиков Владислав Викторович канд. техн. наук, доцент ТвГТУ г. Тверь, РФ [email protected] Новикова Ольга Олеговна канд. техн. наук, доцент ТвГТУ г. Тверь, РФ

МАГНИТНАЯ РАЗГРУЗКА УЗЛОВ ТРЕНИЯ СТАНКОВ

Аннотация

Рассмотрены конструкции узлов трения станков, включающие постоянные магниты, позволяющие существенно снизить коэффициент трения и износ, входящих в них деталей

Ключевые слова Постоянные магниты, коэффициент трения, износ

Актуальным направлением развития современного машиностроения является качественное повышение надёжности машин и механизмов. Это в значительной степени зависит от эффективности работы узлов трения, входящих в их конструкцию, что в свою очередь обеспечивается совершенствованием подшипниковых опор.

В ряде случаев, оказывается целесообразным использовать подшипники на постоянных магнитах, которые кардинально улучшают свойства узлов трения. Низкое трение и незначительный износ в подшипниках на постоянных магнитах достигаются за счёт компенсации всей или большей части внешней нагрузки магнитостатическими силами [1].

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №9/2015 ISSN 2410-700Х_

Принцип действия системы магнитной разгрузки заключается в следующем. Магнитостатическая сила, возникающая между различными частями подшипникового узла, в частности его подвижной и неподвижной деталями, направлена на размыкание фрикционного контакта, при этом нагрузка на контакт будет снижена существенно. Разгрузка таким методом в ряде случаев осуществляется без механического контакта, через воздушный зазор. Степень разгрузки регулируется изменением параметров магнитной цепи и может быть доведена до 0,95 при сохранении жёсткости на достаточно высоком уровне. При этом происходит снижение трения и износа, повышение точности позиционирования, равномерности и плавности переходных режимов.

Применяя устройства электромагнитной разгрузки, мы получаем более стабильные фрикционные характеристики, чем при использовании систем гидростатической разгрузки или механическая разгрузки роликами. В то же время, они так же имеют свои недостатки: остаточное намагничивание, недостаточная надёжность, конструктивная сложность, энергонеэффективность и т.д.

Этих недостатков лишена конструкция трибоузла на постоянных магнитах. На рис.1 рассмотрена принципиальная схема разгрузки направляющих 1 станка. Магнитостатическая сила Fz, возникающая между магнитной системой 2 и направляющими 3, действует в направлении размыкания фрикционного контакта (но не размыкает) и приводит к снижению нормальной нагрузки на контакт. Предложенный вариант позволяет достичь повышения точности позиционирования сопрягаемых деталей.

Представляется возможным получить степень разгрузки до 95% при сохранении жёсткости стыка на достаточно высоком уровне. Ограничение по максимальной величине степени разгрузки следует как из необходимости сохранить жёсткость стыка, так и невозможности получить стабильное значение разгружающей силы из-за неоднородности магнитной структуры используемых материалов.

Учитывая достижения в развитии производства магнитожёстких материалов, для достаточно больших площадей, взаимодействующих с магнитными системами опор, выгоднее использовать дешёвые магниты из феррита бария; для больших нагрузок при малых площадях целесообразно применять магниты с высокой магнитной энергией из сплавов редкоземельных элементов с кобальтом и железа с бором. Высокая температурная и временная стабильность свойств всех перечисленных материалов позволяет эксплуатировать магнитную систему в течении нескольких десятилетий, в том числе в экстремальных условиях, без ремонта и, во многих случаях, без регулирования.

1

Рисунок 1 - Схема разгрузки направляющих станка

Кроме высокоточных направляющих в современных станках, перемещение обрабатываемых деталей обеспечивает механический привод. Современная тенденция: увеличение его мощности, обуславливает повышенное выделение тепла в шпиндельном узле и, следовательно, вызывает его тепловые деформации, обуславливающие значительную часть погрешностей.

Конструктивное решение, повышающее точность вращения шпинделя путём понижения температуры его нагрева, заключается в уменьшении нагрузки со стороны сил, действующих на его опоры, со стороны приводного шкива.

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ»

№9/2015

ISSN 2410-700Х

На рис. 2 показана принципиальная схема разгрузки шпинделя алмазообрабатывающего станка от усилия натяжения ремня. Магнитная система 1 создаёт усилие на валу 2, направленное в противоположную сторону усилию натяжения ремня 3. Такой способ разгрузки конструктивно проще и не приводит к ухудшению динамических характеристик. Силу Fz можно регулировать как с помощью изменения размеров магнита, входящего в конструкцию трибосопряжения, так и изменяя состав его материала [2].

Fa

Рисунок 2 - Схема разгрузки шпиндельного узла от натяжения ремня

Таким образом показано, что использование магнитостатических сил, создаваемых магнитами, позволяет в широких пределах изменять фрикционные свойства трибоузла. В результате применения предложенных конструктивных схем магнитной разгрузки возрастает надёжность и эффективность работы всей механической системы в целом.

Список использованной литературы

1. Триботехника магнитопассивных опор скольжения. Монография / А. Н. Болотов, В. Л. Хренов. Тверской гос. технический ун-т. Тверь, 2008 - 124 с.

2. Расчет и оптимизация постоянных магнитов для специальных подшипниковых опор. Монография / Болотов А.Н., Новиков В.В., Новикова О.О. Тверской гос. технический ун -т. Тверь, 2013 - 124 с.

© А.Н. Болотов, В.В. Новиков, О.О. Новикова, 2015

УДК 621.082

Вергазова Юлия Геннадьевна

Ст. преподаватель РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева

г. Москва, РФ E-mail: [email protected]

ПРОЦЕСС ИЗНАШИВАНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ СО ШПОНКОЙ

Аннотация

В статье показано, что чем больше зазор, тем меньше площадь контакта, больше удельное давление, больше скорость микросрыва, больше загрязнений попадает в зону контакта, интенсивнее изнашиваются поверхности.