РОЗДІЛ 2
ОБҐРУНТУВАННЯ КОНСТРУКТИВНО-КІНЕМАТИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ МЕХАНІЗМУ ПРИВОДА РУХУ КАСЕТ ВІБРАЦІЙНОЇ ПРИТИРАЛЬНОЇ МАШИНИ ДЛЯ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ РІВНОМІРНОГО ЗНОШУВАННЯ ПРИТИРА
2.1. Аналіз процесу зношування притира на ВПМ-прототипі
Схема взаємного розташування та рухів касети 1 з деталями, правльного кільця 5 і притира 2 під час процесу притирання (в один з півперіодів руху притира) у ВПМ-прототипі [11] показана на рис.2.1. Напівпрозорими поверхнями (рис.2.1,а) показані деталі, що на даному етапі є нерухомими. Касетам (з деталями), радіусом , надається відносно притира (з зовнішнім та внутрішнім радіусами) плоский рух (обертальні рухи навколо осі симетрії машини (притира) і навколо власної осі з середніми кутовими швидкостями відповідно та ). Рух касет навколо власної осі, за нерухомого водила 6, забезпечується клинопасовою передачею 3 із передавальним відношенням (- відповідно радіуси приводних шківів 4 на касеті та на притирі), а рух відносно притира здійснюється завдяки розмиканню (виходу із зачеплення) фрикційної обгінної муфти (вал зірочки у ній жорстко з'єднаний із притиром, а зовнішня обойма з водилом), яка від'єднує водило (зупиняє його рух) від рухомого притира. У другий півперіод притир рухається у зворотньому напрямку, при цьому вмикається обгінна муфта і касети з деталями, притир та водило рухаються, як одне ціле, чим обумовлюється примусовий рух водила і касет навколо осі притира. Використання цих рухів, а також незначний вільний хід обгінної муфти у моменти ввімкнення та ефект проковзування у пасовій передачі сприяють утворенню складної штрихової сітки слідів абразивних зерен на оброблених поверхнях деталей.
Оскільки притир під час процесу притирання виконує кутові коливання, а касета обертається навколо власної осі за нерухомого водила, відносна швидкість точок на притирі буде різна як за величиною, так і за напрямком.
б)
Рис.2.1. Взаємне розташування та рухи касети, правльного кільця, водила і притира на ВПМ-прототипі [11] під час оброблення: а) просторова модель; б) розрахункова схема
Тому зношування притира в радіальному напрямку буде нерівномірним. Для постійного вирівнювання робочої поверхні притира касети оснащені прав-льними кільцями, які виконують постійну його правку. Тому загальне зношування притира спричинене як взаємодією деталей в касетах через прошарок абразивної пасти з притиром, так і правльними кільцями.
Отже, математичне моделювання для визначення характеру зношування притира будемо виконувати за двома вибраними схемами відносних рухів притир-водило-касета як окремо для деталей в касетах та правльних кілець, так і при їх комплексній дії.
2.1.1. Методика дискретного визначення характеру зношування притира деталями в касеті
Під час викладення методики були зроблені наступні припущення:
1. На величину зношування притира впливає тільки абсолютне значення, а не напрямок відносної швидкості;
2. Зношування притира анізотропне;
3. Робоча поверхня притира з самого початку має ідеальну площинність;
4. Електромагнітний притиск створює рівномірно розподілене зусилля притирання деталей;
5. Абразивна паста рівномірно розподілена по всій поверхні притира.
Припускаємо також, що касета повністю заповнена деталями, або обробляється одна суцільна кругла деталь. Як було вказано в п. 1.2, на зношування притира найбільший вплив мають ряд параметрів, серед яких - значення швидкості руху елементарної ділянки на притирі відносно деталі в касеті. Відносна швидкість точок на притирі є різною, решта параметри, що впливають на його зношування, для інтервалу часу, коли незмінні режими оброблення, вважаємо сталими величинами. Таким чином, форма (характер) зношування притира на різних його ділянках у радіальному напрямку для інтервалів часу, коли незмінні режими оброблення, залежатиме тільки від швидкості руху притира відносно деталей в касетах. Це припущення має сенс, оскільки врахування інших чинників (нерівномірність питомого тиску притирання по поверхнях деталей в касетах (притира), непостійність коефіцієнта, який залежить від властивостей матеріалу деталей, притира, абразиву, присадок, тощо) є другорядними чинниками, які на форму (характер), а не на величину зношування притира, впливають мало і враховувати їх вплив можна тільки провівши експериментальні дослідження та оброблення результатів експерименту.
Перепишемо формулу (1.2), врахувавши властивості визначеного інтеграла, у наступному вигляді:
, (2.1)
де - кількість вибраних точок на дузі контакту точки на притирі із деталями в касетах, ; порядковий номер точки, .
Враховуючи вищесказане, приймаємо, що та та оперуючи амплітудними значеннями відносних швидкостей , формула (2.1) перепишеться як:
(2.2)
де - інтенсивність зношування елементарної ділянки на притирі, як функція відносної швидкості .
Зауважимо, що це умовна величина, значення якої відображає тільки характер зміни, а не кількісне значення параметра інтенсивності зношування. Таким чином, ввівши припущення, що зношування притира залежить тільки від швидкості руху точок касети з деталями відносно притира, ми переходимо до оперування поняттям амплітудного значення відносної швидкості, а отже інтенсивністю (умовною) зношування згідно формули (2.2). Інтенсивність зношування дозволяє прослідкувати характер зношування притира в радіальному напрямку, не визначаючи шляху пройденого точками на притирі по деталях, що значно спрощує розрахунки. Саме характер зношування вкаже на ділянки в радіальному напрямку притира з нерівномірним зношуванням.
Розглянемо касету з деталями на притирі (рис.2.2). Утворимо масив -точок, поділивши касету на рівномірних секторів променевим (радіальним) -розбиттям ( - кут елементарного сектора, де - кут охоплення, утворений дотичними до касети з деталями, що виходять з центра притира ) і на сегментів концентричним -розбиттям із різницею радіусів між концентричними кільцями .
Рис.2.2. Схема променевого розбиття: 1- касета з деталями, 2 - притир,