Поворотно фиксирующего

риментально на завихрителях, лопатки которых спрофилированы по закону (1.2) в трубе с d = 80 мм. В экспериментах использовался термоанемометр Т7-Н, датчик укреплялся на поворотном устройстве, позволяющем осуществлять осевое и вращательное перемещения.

При измерениях по I методу, который является предпочтительным, машину устанавливают в середине жесткого пола на фундаменте или поворотном устройстве. При полусферическом излучении выбирают 8 или 16 точек измерений на полусфере (при измерении по сфере число точек удваивают).

Перед началом испытаний все измерительные ролики тарировались в диапазоне 2Рмакс, где Рмакс — наибольшее ожидаемое давление на ролик. Во всем диапазоне имелась строгая линейная зависимость. Количество измерительных роликов, размещаемых в сочетании с холостыми, определяется .условиями задачи. Например, при испытании опорно-йоворотного устройства модели экскаватора ЭКГ-5 было изготовлено 32 измерительных ролика. Предварительные замеры показали, что при всех эксцентрицитетах приложения равнодействующей внешней нагрузки ролики, расположенные вне пределов передней полуокружности, практически не нагружены. При основных замерах использовалось 20 измерительных роликов, располагавшихся через один с холостыми. В другом случае, при определении давлений в опорно-поворотном устройстве шагающего экскаватора ЭШ-15/90 оказалось возможным ограничиться двенадцатью измерительными роликами, расположенными в пределах одной «измерительной» секции опорной рамы. В процессе испытаний «измерительная» секция поворачивалась.

Применение тензометрического ролика для измерения давлений в опорно-поворотных устройствах экскаваторов и кранов известно давно и является общепринятым. В процессе поворота платформы относительно нижней рамы происходит обкатывание измерительного ролика. Если направление максимальной чувствительности ролика совпадает с вертикалью, то амплитуда записи становится ма'ксимальной. Линия, огибающая амплитуды показаний ролика, представляет собой в некотором масштабе эпюру давлений в опорно-поворотном устройстве. Масштаб эпюры определяется из условия соответствия ее площади весу поворотной части экскаватора.

Поскольку предлагаемая методика измерения давлений не требует обкатывания ролика, она не зависит от вращения поворотной платформы. Таким путем, например, было впервые получено распределение давлений в опорно-поворотном устройстве модели экскаватора при шагании, а также исследовано влияние взаимного положения поворотной платформы и нижней рамы экскаватора ЭКГ-5 при копании вдоль и поперек гусениц. Существует еще одна особенность измерений на модели, которая может иметь принципиальное значение при оценке влияния различных факторов на распределение давлений. При натурных испытаниях результат измерений дает комплексную картину, зависящую как от конструктивных, так и от технологических факторов.

Фиг. 2. Зависимость давлений в опорно-поворотном устройстве ЭКГ-5 от величины внешней нагрузки.

здает большую стабильность нулевых отсчетов. На фиг. 2 представлены эпюры распределения давлений, полученные при трех величинах нагрузок: 80, 140 и 160 кг при постоянном эксцентрицитете и зазоре в опорно-поворотном устройстве, соответствующем номинальному для экскаватора. Эпюры построены по средним показаниям измерительных роликов, симметричных относи-

Фиг. 3. Зависимость давлений в опорно-поворотном устройстве ЭКГ-5 от эксцентрицитета нагружения.

Представляют интерес результаты измерения удельных давлений в опорно-поворотном устройстве при различных зазорах. Величина расчетного зазора, образующегося в опорно-поворотном устройстве при отрыве хвостовой части поворотной платформы, для ЭКГ-5 лежит в пределах 0,5—2,5 мм. При зависимости

Фиг. 5. Зависимость давлений в опорно-поворотном устройстве ЭКГ-5 от зазоров.

На поворотную платформу при работе крана действуют следующие нагрузки: а (усилие, передаваемое основанием стрелы в месте её: крепления к поворотной платформе; б) усилия, передаваемые порталом стреловой оттяжки в местах его крепления; в) усилие в канате (канатах) стреловой лебёдки; г) усилие в канате (канатах) грузовой лебёдки; д) нагрузки, от веса двигателя, котла, противовеса, подмоторной плиты и исполнительных механизмов; е) реактивные усилия в опорно-поворотном устройстве. Величины нагрузок выбираются применительно к условиям, наиболее неблагоприятным для работы поворотной рамы. Поэтому не следует ограничиваться проведением расчёта для какого-либо одного рабочего положения крана, а производят проверку напряжений в опасных сечениях рамы не менее чем для трёх положений поворотной платформы: горизонтального, наклонного в сторону противовеса и наклонного в сторону груза. Значения напряжений определяются соответствующим изгибающим моментом.

а— Схема испытательного стенда поворотно-фиксирующего устройства автомата

При проведении стендовых испытаний использовали универсальную тензометрическую установку УТС-1 ВТ-12/35, осциллограф Н-117 с набором соответствующих вибраторов, тахогене-ратор ТПГ-3, акселерометры инерционного типа с собственной частотой 132 Гц, тензорезисторы и датчики малых перемещений. Высокая быстроходность рассматриваемых механизмов обусловила необходимость проверки точности сборки и регулировки стенда в динамическом режиме работы поворотно-фиксирующего устройства автомата. Предварительный расчет коэффициентов быстро-

1. При исследованных условиях работы снижение инерционных нагрузок и более плавная работа поворотно-фиксирующего устройства 8-позиционного автомата А5-КРА получаются в случае применения мальтийского механизма с криволинейными пазами при реализации угла дополнительного выстоя в конце движения.

Рис.2. Динамическая циклограмма поворотно-фиксирующего механизма автомата модели 1А225-6

0,998, что также говорит о стабильности этого параметра. На рис. 2 приведена динамическая циклограмма поворотно-фиксирующего механизма автомата модели 1А225-6. При составлении этой циклограммы одновременно с крутящим моментом на продольном РВ автомата (Afnp) записывались следующие параметры: угловая скорость продольного РВ (сапр), его подъем и горизонтальное смещение у правого торца (в зоне резания), усилия на запирающем

На рис. 3 приведены осциллограммы Afnp для шести автоматов .модели 1А225-6, записанные в сборочном цехе завода на различных стадиях их изготовления перед окончательной отладкой. Здесь же для сравнения приведена эталонная осциллограмма Л/пр, полученная у автомата, изготовленного в соответствии с техническими условиями [3]. У автоматов 2—6 осциллограммы Mnv записывались после второй обкатки, а у автомата 1 — в начале первой обкатки. При записи осциллограмм крутящих моментов у всех станков были отключены механизмы подачи и зажима материала, так как выявление конкретных причин неисправностей поворотно-фиксирующего устройства затрудняется при одновременной работе нескольких механизмов. Целесообразно проводить динамическую проверку поворотно-фиксирующих механизмов на специальном стенде для обкатки и контроля. При работе этих механизмов наблюдается наибольшая неравномерность вращения РВ, особенно при расфиксации шпиндельного блока, в начале

осциллограммы Мпр записаны в первые три года его эксплуатации, а у автомата 2 — после семи и восьми лет эксплуатации. Результаты статистической обработки экспериментальных данных для обоих станков приведены в табл. 3. Приработка поворотно-фиксирующего механизма автомата 1 продолжалась в течение трех лет. У нового станка максимальные нагрузки при повороте шпиндельного блока Af4 достигали 80,4 кем, а на третьем году эксплуатации величина М4 max составляла 35,3 кем. Значительно уменьшились также величины М4 и Af4. Процесс приработки шпиндельного блока и поворотного механизма можно оценить по изменению момента М4. Если в первый год эксплуатации станка отрицательные нагрузки Л/4 составляли всего 6,3 кем, то после трехлетней работы эта величина равна 52 кем. Причиной резкого изменения динамических нагрузок у автомата 2 на седьмом и восьмом годах его эксплуатации является износ фрикционной муфты ускоренного хода. Это вызывало нестабильность ее работы на различных участках циклограммы станка и уменьшение скорости вращения РВ (осциллограммы о)пр, рис. 4) при повороте шпиндельного блока. Значительно уменьшились и величины М4, М4 и М\ (табл. 3).

показаны законы движения, принятые из условия отсутствия скачков ускорений в переходной точке профиля и в момент остановки ведомого звена. Расчетные формулы для этих законов приведены в табл. 2. На третьем интервале для закона 01 штриховой линией показана кривая изменения коэффициента gs, получающаяся в результате кинематического анализа механизма по выбранному профилю паза для первого и второго интервалов. Выбирая закон движения из условия отсутствия скачков ускорений в переходной точке профиля, мы тем самым обеспечиваем нулевые ускорения в момент остановки креста, так как при рассматриваемом методе синтеза радиус кривизны профиля в переходной точке всегда равен радиусу ведущего кривошипа. Поскольку механизмы с криволинейными пазами являются реверсивными, то в зависимости от требуемых условий работы поворотно-фиксирующего устройства можно получить нулевые ускорения в начале движения, изменив направление вращения креста на обратное. Экспериментальное исследование механизмов с одинарными пазами проводилось только при этом направлении вращения.

2. Крест с одинарными пазами (закон 01} позволяет увеличить угол выстоя на 20°, соответственно уменьшив угол холостого поворота распределительного вала автомата без ухудшения динамических характеристик поворотно-фиксирующего устройства. Проведенные ранее эксперименты [4, Б] также подтверждают, что мальтийские механизмы с криволинейными пазами наиболее целесообразно применять в многопозиционных автоматах, у которых выгодно сокращать угол холостого поворота распределительного вала.

2.4.4. Механизмы позиционирования с фиксацией. Увеличение концентрации обработки в переналаживаемом оборудовании, автоматизация смены инструмента и их блоков, применение спутников, создание разветвленных систем для их транспортировки и установки требуют использования механизмов позиционирования с фиксацией. Рассмотрим более подробно поворотно-фиксирую-щие механизмы, получившие особенно широкое применение в автоматическом оборудовании. Они используются в токарных автоматах для позиционирования шпиндельных блоков, многопози1 ционных агрегатных станках для поворота и фиксации столов и барабанных приспособлений, станках с ЧПУ для поворота револьверных головок, магазинов, делительных столов, а также в манипуляторах для смены инструмента. За последнее время и для смены многошпиндельных головок при последовательной обработке, на однопозиционных и агрегатных станках группы различных деталей также все чаще применяются столы с поворотно-фикси-рующими устройствами. К ним предъявляются те же требования, что и к механизмам позиционирования. Отличие заключается в том, что точность позиционирования здесь зависит в основном от механизма фиксации, а при прерывистом повороте надо создать благоприятные условия для фиксации и ограничить динамические нагрузки с целью увеличения долговечности деталей и уменьшения погрешности позиционирования. Быстроходность и быстродействие при этом являются наиболее важными общими характеристиками всего поворотно-фиксирующего устройства и определяются в значительной степени видом закона движения (рис. 1.2), моментом инерции поворачиваемых масс, координацией поворота и фиксации и в меньшей степени колебаниями, возникающими при фиксации. На общую длительность цикла работы поворотно-фиксирующего механизма оказывает существенное влияние работа устройств освобождения опор и зажима поворачиваемого узла, что будет рассмотрено ниже. Те же факторы существенны и для случая прерывистого поступательного движения с фиксацией конечных положений. Исследование характеристик большого числа

2.4.5. Механизмы разгрузки или освобождения опор. Механизмы разгрузки опор широко применяются в шпиндельных узлах и в направляющих механизмов подач (гидростатические, гидродинамические, аэростатические). Они улучшают равномерность движения, КПД, повышают точность шпиндельных узлов и точность позиционирования суппортов [59]. Поэтому эти критерии могут характеризовать качество работы механизмов разгрузки. В поворотных столах и револьверных головках применяют для разгрузки или освобождения направляющих гидро- и пневмоцилиндры. В данном случае особенно важно быстродействие этих механизмов, на которое влияет масса поднимаемого узла, а в механизмах освобождения опор — и величина хода. От качества системы управления зависят потери времени на паузу между подъемом узла над направляющими и работой поворотно-фиксирующего механизма. Важное значение имеет также предотвращение перекоса стола при его подъеме, что может привести к повышенной неравномерности движения или потребовать увеличения пути подъема и затраты времени.