Obrabotka Metallov 2011 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (53) 2011 26 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ УДК 621.9.06 ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ НЕСУЩЕЙ СИСТЕМЫ МНОГОЦЕЛЕВОГО СТАНКА В.Г. АТАПИН, доктор техн. наук, профессор, ( НГТУ, г. Новосибирск ) Статья поступила 15 мая 2011 г. 630092, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20, Новосибирский государственный технический университет, e-mail: obrmet@ngs.ru Разработана динамическая модель несущей системы тяжелого многоцелевого станка для сравнительных динамических расчетов на стадии проектирования. Получен расчетный спектр собственных частот и форм колебаний, исследованы вынужденные колебания несущей системы. Ключевые слова: многоцелевой станок, проектирование, несущая система, динамика. Постановка задачи В соответствии с разработанной нами тех- нологией проектирования рациональных несу- щих конструкций [1] на заключительном этапе проводится анализ их динамических свойств в составе несущей системы тяжелого много- целевого станка (рис. 1). Для получения удо- влетворительных результатов, как показывает практика проектирования, необходима кор- ректировка динамической модели по экспери- менту, причем такая корректировка оказыва- ется весьма существенной [2]. В связи с этим основную ценность для практики представля- ют сравнительные динамические расчеты [2]. Рекомендуется применять отработанные рас- четные схемы на основе простейших моделей, в частности балочных, балочных моделях на основе экспериментов на станках-прототипах. Здесь рассмотрим более подробно сравнитель- ные расчеты несущей системы станка, состав- ленной из оптимальных несущих конструкций и серийного (базового) исполнения [1]. Для оценки динамических свойств несущей системы станка используется балочная модель с распределенными параметрами (рис. 2). Не- сущая система рассматривается как простран- ственная стержневая конструкция с упругими соединениями по концам стержней. Несущие конструкции моделируются стержнями или со- средоточенными массами, а стыки – упругими связями в узлах. Несущая система станка мо- делируется 27 стержнями, одной сосредоточен- ной массой, имеет 31 узел, 15 опор, 3 стыка. Шпиндельная бабка моделируется стержнями 1 – 2 ,…, 5–6 . Стойка моделируется стержнями 7–12 ,…, 4–15 , стык 4–12 соответствует соеди- нению шпиндельной бабки со стойкой. В узле 15 располагается стык, отвечающий за соедине- ние стойки со станиной, которая моделируется стержнями 15–16 ,…, 21–23 . Стол моделиру- Рис. 1. Компоновка многоцелевого станка: фрезерно-расточный станок : 1 – стойка; 2 – шпин- дельная бабка; 3 – станина; поворотно-подвижный стол: 4 – обрабатываемая деталь; 5 – паллета; 6 – сани стола; 7 – станина стола; 8 – фундамент