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  • 金属切削机床蠕变因素的分析与消除措施

  • 来源:本站原创 时间:2019-04-08 08:13 关注:
  • [本文重点分析金属切削机床中蠕变断层的形成因素和消除措施。

    关键词:爬行因子分析,液压系统,机床

    机床工作台或滑架在移动时移动或停止或快或慢的现象称为爬行。所谓爬行是指行走时不均匀速度的运动,表现轻微时不易察觉的飘动,以及表现严重时的大距离杏耀娱乐注册间歇冲动。例如,:坐标蹦床难以实现精确定位和微馈。在某些情况下,可能会有刀和飞行的公羊。

    当机床爬行时,运动部件的尺寸突然跳跃并且爬行的大小。爬行量越大,可以使用千分表直接改变执行器上针运动的刻度变化值,而较轻的蠕变可以使用精密仪器。检测。机床的爬行会影响加工工件的质量和表面粗糙度,并且还会导致机床摩擦副的加速磨损,缩短机床零件的使用寿命,因此必须及时消除。机床爬行的原因是单一和全面的。

    一,机制分析

    导致爬行的原因有很多,但主要有以下两个方面。

    1.摩擦阻力的变化导致爬行

    机床导轨的导轨表面通过研磨或刮削获得。在宏观视野中它是直的和平滑的,但是总是存在由小间距和峰和谷引起的不均匀和不均匀的痕迹。事实上,两个接触配合面只与两侧的微型峰接触,因此实际接触面积非常小,因此峰尖上的压力非常大,远远超过弹性变形极限的塑性变形。特别是大型机床更为突出。此外,塑性变形接触点的金属分子在运动过程中产生强烈的粘合作用。因为不同高度的峰和谷看起来彼此交织,所以在相对运动期间发生“翻耕”现象。这是机床表面摩擦阻力的主要原因。

    机床的爬行现象主要发生在低速滑动时,因为工作台的轨道表面在微观存在的小间距和高速峰谷之间存有少量油,动压油膜很容易在高速粘合运动中形成。两个粘合轨道面是隔离的,此时摩擦系数非常小。然而,在低速滑动时,形成动态压力油膜更加困难,因此通过微峰的直接接触发生边界润滑。此时,导轨表面的微峰直接接触,压力极高,发生塑性变形,导致局部振动,高热,接触点运动不稳定,烧结金属分子发生,也称为“冷焊”。这时,摩擦系数相当大。

    实验表明,边界润滑条件下摩擦系数与滑动速度的关系如图1所示。

    在实践中,我们都有这方面的经验。:推动物体所需的力大于用于维持物体运动的力。也就是说,静摩擦力(静摩擦系数)大于动摩擦力(动摩擦系统)。如图1所示,μ0表示作为滑动速度的函数的边界润滑的摩擦系数。在从相互一致的工作面的低速滑动开始的短时间内,摩擦系数μ0从静止状态的最大值迅速减小到最小值。此时,工作台呈现正向脉冲,并随着速度μ0的增加而开始上升。当上升到更大的值时,摩擦阻力增加并且工作台趋于静止。此时,随着摩擦阻力增加,相对驱动力也增加。当驱动力增加到足以克服摩擦阻力时,在工作台上重复先前的脉冲,并且驱动力减小。连续改变驱动力和摩擦阻力的过程是在爬行的工作台上停止和停止的循环脉冲的过程。2.滑动部件驱动系统刚度对蠕变的影响

    机床的滑动部件,例如刨床和铣床的刨床,是蜗杆和蜗轮;蹦床的桌子是光杆,齿轮,齿轮和齿条驱动器;磨床的工作台是液压传动装置;无论哪种传动,传动系统与滑动部件的连接绝不是完全刚性的。引起以下问题。: 1传输对中存在一定的传输间隙。例如,蹦床的工作台具有多个传动连杆,例如灯杆和齿轮,齿轮和齿条,并且每个连杆必须具有一定的间隙。 2由于刚性问题,传动件必须弹性变形。例如,轴部件(例如驱动轴,螺钉,抛光杆等)的扭转变形,这些传动系统可以理解为等同于弹簧系统。当驱动台滑动时,传动部件(例如传动杆)的刚性和弹性较小。变形越严重,传输功率越不稳定。因此,在驱动力和摩擦阻力的连续周期性变化的过程中,可以理解为连续存储和释放能量的循环过程,即爬行过程。

    下面用液压驱动的磨床分析问题。磨床加工精度高,工作稳定性高,精度高,对特殊形式的蠕变振动特别敏感。由于磨床使用油作为传动动力介质,因此磨床最容易蠕动。因此,讨论磨床的爬行更有意义。

    为什么带有油作为传动介质的磨床更容易爬行?这是因为: 1油具有可压缩性,当然,这种可压缩性非常小,并且通常可以忽略不计。尽管如此,油的刚性比刚体的刚性差得多。 2这里的关键问题是构成液压系统的各种部件。例如,油泵,油管,接头,控制阀,油缸等没有紧密密封,并且它们经常在运动的作用下侵入空气。空气侵入液压系统,或溶解在油中或形成漂浮在油中的气泡。空气的可压缩性是巨大的(约为油的10,000倍)。因此,侵入空气的油必然会增加油本身的收缩。因此,液压驱动系统成为完整的“弹簧连杆”。

    以下是研磨台爬行的详细分析。从示意图2可以看出,侵入空气的油进入气缸的左腔室,左腔室中的气泡被压缩。当压力被压缩到一定压力时,工作台和导轨之间的摩擦阻力被克服,工作台开始向右移动。在运动开始的短时间内,静摩擦力变为动摩擦力,摩擦力从大值突然下降,并且表向右冲动。此时,左室中的油压降低,并且气泡逸出并膨胀。向右冲动的工作台反过来导致右杏耀娱乐腔压力油中的气泡被压缩,工作台的阻力增加,导致工作台冲击被阻挡,速度降低,趋向于静态的。此时,左腔室中的油压再次增加,直到它克服了工作台的近静摩擦力然后向前移动。这样一个连续的循环,当工作台形成时停止冲动,即爬行。第二,消除爬行的措施

    1.有效降低摩擦阻力

    有效提高导轨摩擦阻力的环境是减小摩擦曲线的斜率,随着移动速度的增加而减小,即减小静,动摩擦系数差,重要措施是有效改善润滑环境。

    (1)改善导轨的润滑环境,确保更有效的润滑油量和更好的润滑油性,粘度适宜。对于具有大工作台载荷的大型机床,应使用具有高粘度和耐磨性的专业导轨润滑剂。

    金属切削机床蠕变因素的分析与消除措施

    (2)在难以通过润滑油本身实现性能的情况下,可以通过改善工作表面的储油条件(例如刮擦平坦工作表面的表面)来改善润滑油性能。 ;例如,添加磷酸甲酚,硫化鲸油,m0s2油等,或在轨道上涂覆固体m0s2润滑剂。

    (3)静压轨用于大型和高精度机床。静压导轨用于打开导轨表面油腔的某一区域,使压力油通过节流装置进入油腔,并在两者之间保持一定厚度的油膜。轨道表面形成完整的液体摩擦。该静压导轨具有较小的摩擦系数,无论滑动速度有多低,工作台都可以平稳移动而不会发生蠕变。然而,静压导轨结构复杂,成本高,应用受限。

    (4)在导轨上粘贴一层tsf导轨软带(tsf导轨软带是一种基于PTFE的高分子复合材料,具有优良的摩擦系数和低摩擦系数,约1个铸铁滑动导轨。 )。当机器导轨磨损严重且维修困难时,使用tsf导轨软带是一种非常省力的方法。 2.提高传动系统的刚性

    (1)提高传动部件的加工精度;组装装配进度并最大限度地减少装配间隙。合理的装配,如零件的平行和垂直关系,轴的同心度,螺纹连接的紧密度等。

    (2)在机械传动中,除了使动力传递水平最小化之外,传动部件的材料和工艺的刚性也得到改善。

    (3)对于液压机床,主要目的是防止空气侵入液压系统。提高液压元件和接头的密封程度。在快速往复运动的状态下,合理有效地打开排气阀可以排出空气。

    第三,消除爬行示例的其他措施

    1.导轨表面是应变的或液压缸中的腐蚀毛发

    一些机床由于保护装置密封不良,机油滤清器损坏,机械杂质和金属切削端进入导轨或液压油的摩擦面,导致导轨表面被拉动或内部圆筒表面被腐蚀和拉伸,使表面粗糙,摩擦阻力增加。大,工作台无法确保正常运行并导致爬行。

    消除方法: 1使用耐磨涂层修复划伤表面,仔细修剪导轨,使平整度和表面粗糙度恢复正常,并选择油性好,粘度适当的油。 2修理油缸中的锈迹斑斑的头发。如果牵引程度严重,上镗床可以与间隙匹配,选择油质好的油。2.机器导轨表面缺油,或油不正常氧化或变质,使机床可以爬行。

    消除方法: 1机器导向表面必须有足够的油来产生油膜以减少摩擦阻力。 2,保证油品的质量,因为润滑油在升温的条件下,形成氧化胶体,酸腐蚀,造成表面无忧。因此,冷却机油回流冷却,定期更换油,检测酸度,防止润滑油的氧化胶体的形成。

    3.高速旋转构件处于动态平衡状态,不平衡点产生离心力,出现机械振动波,影响导轨产生爬行。

    消除方法:动态平衡电机和其他高速部件,例如在底座上安装弹性支撑板,增加一个可调节的千斤顶,用于抵消高速旋转产生的离心力,此外还有低自激振动,或垫橡胶,羊毛毡抗振材料,以减少机械振动对导轨的影响。

    作为更常见的机床故障,机器爬行现象是由机械,液压,润滑,电器等诸多方面引起的,这里不能一一解释。在实际维护中,有必要分析具体情况,从分析中找出问题的关键,找到解决问题的最佳措施。


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