Автобалансирующие устройства ручных шлифовальных машин тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.02.06, кандидат технических наук Кладиев, Сергей Николаевич

• Кладиев, Сергей Николаевич
• кандидат технических наук
• 1996

Оглавление диссертации кандидат технических наук Кладиев, Сергей Николаевич

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ И ЗАДАЧИ БАЛАНСИРОВОЧНОЙ ТЕХНИКИ

1.1. Современные методы балансировки машин и приборов.

1.2. Средства и методы однократной балансировки

1.3. Средства и методы автоматической балансировки.

1.4. Характеристика свойств АБУ. Критерии выбора.

1.5. Автобалансирующие устройства активного типа.

1.6. Автобалансирующие устройства пассивного типа.

1.6.1. Устройства фиксации корректирующих масс на докритических частотах вращения ротора.

1.6.2. Устройства фиксации корректирующих масс в сбалансированном состоянии.

1.6.3. Совершенствование конструкций АБУ с целью увеличения надежности работы

1.6.4. Повышение точности автоматической балансировки

1.6.5. Повышение эффективности работы пассивных автобалансиров

2. УРАВНЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

2.1. Уравнения движения консольного ротора с автобалансирующим устройством.

2.2. Уравнения движения ручной шлифовальной машины с автобалансирующим устройством.

3. АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРАНЕНИЕ ШАРАМИ НЕУРАВНОВЕШЕННОСТИ РОТОРА РУЧНЫХ ШЛИФОВАЛЬНЫХ МАШИН

3.1. Положения шаров при стационарном вращении системы ротор - шары.

3.2. Исследования системы ротор-шары с различными параметрами при стационарном ее вращении.

3.3. Движение оси ротора уравновешенного на холостом ходу и во 101 время рабочего процесса.

3.4. Влияние АБУ на износ шлифовального круга

4. СНИЖЕНИЕ ВИБРОАКТИВНОСТИ РУЧНЫХ ШЛИФОВАЛЬНЫХ МАШИН С ПОМОЩЬЮ АВТОБАЛАНСИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ

4.1. Определение областей существования автоматической балансировки

4.2. Определение дисбаланса шлифовального круга.

4.3. Расчет емкости АБУ.

4.4. Требования к эксцентриситету.

4.5. Шероховатость поверхности.

4.6. Конструкции автобалансиров.

5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АБУ РУЧНЫХ ШЛИФОВАЛЬНЫХ МАШИН

5.1. Исследовательские испытания ручных шлифовальных машин с АБУ.

5.2. Производственные испытания ручных шлифовальных машин с АБУ.

5.3. Производственные испытания пневмошлифовальных машин с

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Автобалансирующие устройства ручных шлифовальных машин»

Решение проблемы механизации и автоматизации труда и повышение его производительности требует применения более современных систем инструмента, машин и оборудования. Одним из путей повышающих техническую оснащенность современного производства является широкое применение ручного механизированного инструмента. Ручные машины находят все более полное применение во многих отраслях народного хозяйства, например в автомобилестроении. Для удержания ручной машины, ее пространственной ориентации и перемещения, осуществления силового воздействия на инструмент и других функций управления, оператор находится в непрерывном тесном контакте с нею.

Взаимодействие исполнительных органов ручных машин с объектами обработки носит резко выраженный динамический характер. Удельная мощность ручных машин многократно больше, чем стационарных машин аналогичного назначения. Как одна из наиболее передовых в техническом отношении отраслей промышленности, автомобилестроение использует ручной инструмент с высокой рабочей скоростью шпинделя, что необходимо для повышения производительности труда при строго ограниченной массе машин. Машины с повышенной частотой вращения ротора могут работать надежно только при условии хорошей их сбалансированности. Вместе с тем, идет процесс повышения требований к гигиеническим нормам вибрации, воспринимаемой руками операторов. Отсюда проблема балансировки приобретает исключительно важное значение. От качества решения этой задачи зависит не только общий уровень вибраций и точность работы инструмента, но также его ресурс, надежность, безопасность работы с точки зрения травматизма и профессиональных заболеваний. Балансировочная техника при умелом ее использовании может способствовать экономии материальных и людских ресурсов. В настоящей диссертационной работе ставится проблема исследовать вопросы динамики работы шарового автобалансирующего устройства (АБУ) ручных шлифовальных машин в рабочем режиме (под нагрузкой).

Необходимость работы вызвана тем, что в имеющихся исследованиях автоматическая балансировка роторов определенного класса машин, таких как ручные шлифовальные, рассматривается без учета сил сопротивления движению ротора, вызванных характером взаимодействия вращающихся частей машины с неподвижным основанием, на которое направлено усилие со стороны рабочего органа машины (шлифовального круга).

На основе поставленной проблемы сформулируем задачи исследования: а) оценить влияние силового и кинематического возбуждения колебаний на работу автобалансирующего устройства; б) определить влияние физических параметров системы ротор - шары на работу устройства и точность балансировки; в) создать методику расчета параметров и разработки конструкций АБУ для конкретных моделей ручных шлифовальных машин.

Научная новизна защищаемых положений:

- разработана математическая модель ручной шлифовальной машины с АБУ при наличии силового и кинематического возбуждения колебаний;

- впервые проведены исследования аналитических решений уравнений движения ручной шлифовальной машины с автобалансирующим устройством при работе под нагрузкой с изменением параметров системы;

- решена задача о движении оси ротора, уравновешенного на холостом ходу и во время рабочего процесса шлифования;

- установлено влияние АБУ на износ шлифовального круга;

- впервые теоретически обосновано, что направление кинематически возбуждаемых колебаний относительно оси вращения шпинделя ручной шлифовальной машины, определяет изменение эффективности балансировки, т.е. колебания шаров в направлении перпендикулярном плоскости движения центров их масс, вызванные биением наружной поверхности круга относительно поверхности обработки, повышают степень сбалансированности ротора и наоборот, если колебания шаров от биения происходят параллельно плоскости движения центров их масс, то трение в контакте шар - беговая дорожка балансира не уменьшается. К колебаниям от остаточной неуравновешенности ротора добавляются колебания от биения наружной поверхности круга относительно поверхности обработки.

- определены возможности использования и области рабочего применения автобалансирующих устройств ручных шлифовальных машин.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

- предложена методика расчета параметров АБУ для разных типов ручных шлифовальных машин с обеспечением требуемой точности балансировки;

- разработан комплекс мероприятий по повышению устойчивости процесса балансировки, снижению времени разгона балансировочных шаров.

Данная методика использована при разработке конструкции шаровых автобалансирующих устройств ручных шлифовальных машин моделей 707.0602222.004, 707.0602370.104, 707.0602305.004 производства ПО АвтоВАЗ и пневмошфовальной машины МШ-230 производства ПО "Звездочка".

Работа выполнялась в рамках исследований, проводимых на кафедре теоретической механики Томского политехнического университета по теме "Автоматическая балансировка роторов приборов и машин". Тема работы включена в план основных научных направлений Томского политехнического университета и общесоюзной научно-технической программы "Надежность" на 1986-1990 г.г. и на период до 1995 г. по разделу 11.05. НЗ "Разработка методов уравновешивания вращающихся и поступательно движущихся деталей машин и оборудования, включая методы автоматической балансировки в процессе эксплуатации".

Заключение диссертации по теме «Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры», Кладиев, Сергей Николаевич

ВЫВОДЫ:

Испытания показали, что применение АБУ в ручной шш<-фозальной шшне !,Ih23G привело к снижению уровней виброо-коростей в актавной полосе 63 Гц, vm находится частота вргь щения круг а, на в—9 дБ; в актавной полосе 31,5 В* на 12—16 дБ; в акт&шой полосе 16 Гц на 18—19 дБ. Это позволяет сделать заключение о целесообразности внедрения АШ в ручной шлифовальной дошке Ш-230.

Установка АБУ на ручные шлифовальные ИВ-2014,

Ш-2203 не привело к эффективного сшешю уровней виброскоростей, а в некоторых частотных полосах шело место возрастание уровней. Это объясняется тем, что требуемая твёрдость беговых дорсшк АЕУ этих ¿юн при изготошешш не была обеспечена» Поэтов требуется изготовление нобнх образцов АБУ этих шша ж дальнейшее их испытание.

Оплечен более медленный износ круга при установке на ¿запашу АБУ.

Начальник ПЛ.Сег&шхз

Начальник OTA * В.С.Лвшн

Представитель ТШ чА\п> В.Д.нестсрешго

US

АННОТАЦИЯ на внедрение мероприятия по х/д 4 - 10/86

П кв. 1988 года "РАЗРАБОТКА И ИССВДСЕВАШЕ АВТОМАТИЧЕСКИХ

БАЛАНСИРОВОЧНЫХ УСТРОЙСТВ ДДЯ РУЧНЫХ ШЛИФОВАЛЬНЫХ МАЛИН".

В СКП в д. 42-3 используются ручные шлифовальные машины 707 0 602 370 104 и 707 0 602 222 004 для зачистки сварных соединении и поверхностей при сборке черных кузовов автомобилей. Эти машины обладают повышенной вибрацией, вызванной режимным изменением дисбаланса шлифовальных насадок. Одним из способов борьбы с вибрацией является использование автобалансирующих устройств (АБУ). Исполнителем были разработаны АБУ для указанных шлифовальных машин. Создана методика расчета АБУ. Выполнены рабочие чертежи. Изготовлены опытные образцы АБУ. Испытания их проведенные в лаборатории и на конвейере показали/ что они соответствуют требованиям технического задания. Позволяют снизить уровни вибрации до 102 * 103 дБ как на холостом, так и на рабочем режиме иод нагрузкой.

Экономический эффект от внедрения АБУ ручных шлифовальных шшин 154,9 тыс.руб.