Росія, ВАТ "ВНІІІНСТРУМЕНТ"
МГТУ ім. Н.е. Баумана
Конструкторсько-технологічний інститут наукового приладобудування Сибірського відділення РАН
В даний час в Росії для виготовлення інноваційних виробів затребувана ульт-рапрецізіонная обробка різних деталей. Виготовлення таких деталей можливо на високоточних багатокоординатних обробних центрах, вартість яких дуже ви-соку, а поставки в Росію обмежені. Тому в багатьох випадках доцільніше на мо-дуловому принципі створити спеціальний верстат або стенд, оснащений мінімально необхідною кількістю керованих координат для виконання специфічної обробки. Менша кількість рухомих елементів сприяє підвищенню соб-дарських частот коливань, а так же сумарній жорсткості і точності. У верстатах для здійснення обертання використовуються шпиндельні вузли, характеристики яких надають переважне вплив на точність і якість механічної обробки.
У статті представлений шпиндельний вузол моделі РТШ 020 з двома радіально-наполегливими сферичними аеростатичного опорами, виготовлений на підприємстві ВАТ «ВНІІІНСТРУМЕНТ». Конструктивні особливості шпиндельного вузла такої схеми в порівнянні з іншими конструкціями аеростатичних шпиндельних вузлів дозволяють створювати аеростатичні опори з меншим зазором і витратою повітря, а також з більшою жорсткістю і демпфуванням.
Описано експериментальне дослідження основних характеристик шпиндельного вузла РТШ 020: частот коливань, жорсткостей, коефіцієнтів затухання. Дані характеристики були визначені за допомогою вібраційних відгуків шпинделя на імпульсна силовий вплив. Ударні імпульси прикладалися до зовнішнього фланця шпинделя, вимір переміщень здійснювалося за допомогою високоточних ємнісних датчиків. Обробка ударних імпульсів проводилася за допомогою швидкого перетворення Фур'є і методу Про-ні. Повторення вимірювання при різних тисках подачі повітря, дозволило визначити його вплив на характеристики шпиндельного вузла. Особливості конструкції шпиндельних-го вузла дозволили використовувати всього два датчика для визначення характеристик радіаль-ної, осьової і кутовий форми руху шпинделя.
Виявлено, що при підвищенні тиску подачі жорсткості і частоти коливань Шпинь-ділячи підвищується, а коефіцієнти демпфірування і загасання, а також логарифмічні декременти зменшуються. У досліджуваному діапазоні залежно усіх зазначених характеристик від тиску подачі близькі до лінійних. Певні залежності характеристик від тиску подачі дозволять вибрати оптимальні режими роботи шпиндельного вузла для різних додатків.