2. ДИНАМИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ БЕЗ ВНЕШНЕЙ АМОРТИЗАЦИИ

Общая характеристика особенностей конструкций веретен и условий их работы.

Большинство веретен представляет собой длинный, сравнительно тонкий, двухопорный консольный шпиндель, работающий при высоких скоростях, чаще всего с вертикальным расположением оси вращения. Существует большое число их типов и конструкций [9, 11, 13], различающихся назначением и особенностями конструкций верхней посадочной части (рис. которая отличается видом основания паковок или пряженосителя (шпуля, бумажный или пластмассовый патрон, металлический копе, катушка, патрон, цилиндрическая бобина), а также конструкцией опор (рис. 14, а-в).

Массы паковок, с которыми работают веретена, составляют примерно от до Частоты вращения современных веретен составляют

Наибольшее распространение получили веретена с насадками (см. рис. 13, б), работающие с бумажными или пластмассовыми патронами. Большинство из них работает с паковками массой при максимальной частоте вращения до 14—18 тыс. мин.

Основными особенностями веретен, существенно отличающими их от других известных в технике быстроходных узлов, являются работа с часто сменяемыми, не вполне уравновешенными деталями, посадка которых на шпинделе не является строго фиксированной; длительный и непрерывный режим эксплуатации при требованиях к долговечности 3—8 лет. Основная часть веретен не балансируется. Неуравновешенность системы в основном определяется самой паковкой. В этих условиях при некоторой неуравновешенности системы неизбежно возникают колебания шпинделя. Снижение колебаний шпинделей, шума, нагрузок на опоры вращающихся шпинделей

(кликните для просмотра скана)

достигается использованием специальных упругоподатливых опор, демпфирующих и амортизационных устройств, а также эффекта самоцентрирования. Наибольшее распространение в промышленности получили веретена со сферическими втулками (см. рис. 14, а), которые относятся к нераздельному типу опор. Здесь шпиндель 1 вращается в верхней роликовой 2 и нижней подпятниковой 9 опорах, запрессованных в жесткой втулке 10, сферический выступ 3 которой опирается на соответствующую сферическую поверхность гнезда 4. Силовое замыкание осуществляется центрирующим и демпфирующим устройством, состоящим из заводного кольца 5, в который упирается пружина нижний конец последней давит на тормозную трубку 7. Эта трубка в нижней части касается тормозного кольца 8. Нижняя часть гнезда заполнена маслом. Вследствие подвижности втулки, а также гидродинамических сил масла, находящегося в кольцевой полости между трубкой 7 и гнездом, вибрация и нагрузки в опорах несколько снижаются. При большой неуравновешенности и прохождении зоны критических Скоростей включается демпфер трения без смазки, которое возникает между торцовыми поверхностями трубки 7 и кольца 8. Опоры данного типа имеют нелинейную характеристику восстанавливающего устройства, которая изменяется в зависимости от дисбалансов и скоростей.

В конструкции, изображенной на рис. 14, б (полураздельные опоры), верхний роликовый подшипник 1 закреплен жестко в верхней части втулки 2 (или в гнезде 3). Втулка имеет спиралеобразный благодаря которому создано равномерное упругое поле, и нижняя подпятниковая опора 5 может перемещаться в радиальных направлениях. Демпфирование колебаний этой опоры осуществляется гидродинамическим демпфером, выполненным в виде широкой спиралеобразной пружины 4, между витками которой находится масло. В этом веретене характеристика восстанавливающего устройства линейная. Это, а также отсутствие трущихся деталей, продукты износа которых загрязняют масло, является одним из важных преимуществ конструкции веретен, обладающих хорошими динамическими качествами.

В конструкции на рис. 14, в шпиндель 1 вращается в двух шарикоподшипниковых опорах 2 (раздельные опоры) с консистентной смазкой, смонтированных в резиновых амортизаторах 3, которые установлены в разъемном (продольный разъем) гнезде 4.

Известны также конструкции со втулками, подвешенными на специальном упругом шарнире или мембране (см. рис. 15, д).