МКЭ-анализ влияния конструктивных вариантов портала на динамику портального станка

Abstract

С помощью МКЭ проведен статический, модальный и гармонический анализ портала тяжелого станка. Портал рассмотрен в зафиксированном и подвижном состоянии, а также пустым и заполненным бетоном. Выявлены три резонансные моды, угрожающие динамическому качеству портала. Эти моды M1, M2, M3 занимают диапазон от 20 до 90 Гц. Сильнее всего они возбуждаются в пустом подвижном портале. Режимы резания придется приспосабливать к межрезонансной и зарезонансой обработке. Заполнение бетоном подвижного портала не рекомендуется, так как не достигается продольная жесткость. Резонансная мода M1 «Клевки портала» сдерживается переходом от подвижного к фиксированному порталу. Мода M2 «Параллелограмм» ограничивается заполнением портала бетоном. Для сдерживания моды M3 «Клевки траверсы» ключевым действием является заполнение бетоном именно траверсы. Для тяжелого прерывистого резания рекомендуется сочетание фиксации портала и заполнение его бетоном. Статическая жесткость поднимается более, чем в 3 раза. Возрастают в 1,6 – 1,9 раз все резонансные частоты. Резонансные амплитуды падают не менее, чем в 4,7 раз. АЧХ становится более пологой по всем осям. Эффект достигается даже при слабой демпфирующей способности бетона. Для фиксированного портала заполнение траверсы не создает динамических проблем. Утяжеление высоко расположенной траверсы компенсируется дополнительной жесткостью бетона в колоннах портала.