МКЭ-анализ осевой динамики ползуна тяжелого СФР-станка

Abstract

С помощью МКЭ исследовано резонансное поведение ползуна тяжелого СФР-станка. Изучались осевые колебания ползуна. Естественной пружиной была шариковинтовая передача. Виртуальный испытания проведены на малой модели (ползун в суппорте) и на большой модели, включающей также высокую стойку станка. Выполнены статический, модальный и гармонический анализы. Для станка типа «Подвижная стойка» в диапазоне рабочих частот найдены три осевых резонанса: MS1 (~14 Гц, изгиб стойки), MS3 (~26 Гц осцилляция ползуна на винте) и M-Ax (~190 Гц, колебания шпинделя на подшипниках). Построены АЧХ в осевом направлении. В демпфировании нуждаются первые два резонанса. Для подавления резонанса MS3 предложено использовать инерционные гасители. Дополнительные грузы и пружины установлены внутри ползуна. С помощью МКЭ найдены коэффициенты вязкого трения, обеспечивающие оптимальное гашение. Выяснены диапазоны варьирования параметров демпферов. Выявлено, что оптимально настроенный гаситель в пять раз ослабляет пик резонанса MS3. Дополнительно вдвое уменьшается амплитуда осцилляций по моде MS1. Для окончательного блокирования MS1 предложено создать еще один тяжелый гаситель. Грузом для него может выступить главный двигатель станка на суппорте. Для черновой, получистовой и чистовой обработки рекомендованы отдельные диапазоны рабочих частот. Показан потенциал применения быстрого главного привода и перехода к ВСО.