Means for increasing the dynamic quality of finishing and boring  machines.

Ганна Василівна Баланюк; Олександр Андрійович Оргіян; Геннадій Олександрович Оборський; Василь Михайлович Колеснік; Руслан Афанасійович Мацей

doi:10.15276/opu.1.69.2024.01

Автор(и)

Ганна Василівна Баланюк National Polytechnic Odessa University https://orcid.org/0000-0003-1628-0273
Олександр Андрійович Оргіян National Polytechnic Odessa University https://orcid.org/0000-0002-1698-402X
Геннадій Олександрович Оборський National Polytechnic Odessa University https://orcid.org/0000-0002-5682-4768
Василь Михайлович Колеснік National Polytechnic Odessa University https://orcid.org/0000-0002-6573-2961
Руслан Афанасійович Мацей Military Academy of Odessa https://orcid.org/0000-0001-6393-8678

DOI:

https://doi.org/10.15276/opu.1.69.2024.01

Ключові слова:

шпиндельна головка, підшипникова опора, декремент коливань, жорсткість, статичні та гармонічні коефіцієнти впливу, зусилля натягу

Анотація

У статті наведено конструктивні особливості ряду шпиндельних головок, що забезпечують високу
точність прецизійних оздоблювально-розточувальних верстатів. Описано характеристики головок, пристрої шпиндельних опор, що
підвищують загальну жорсткість та демпфування системи підшипників. Наведено основні конструкції шпиндельних головок,
співвідношення конструктивних параметрів, а також аналіз їх конструкцій. На основі обробки осцилограм загасаючих коливань
вивчено залежність логарифмічного декременту коливань від їхнього рівня. На основі експериментального дослідження
характеристик оздоблювально-розточувальних головок визначено оптимальні значення попереднього осьового натягу
підшипників. Встановлено, що із зростанням зусилля натягу декремент коливань змінюється немонотонно та має максимум. Така
залежність визначається виникненням у динамічній системі шпиндельного вузла сил лінійного опору та сухого тертя. Оптимальні
значення натягу забезпечують максимальну точність шпиндельного вузла, а збільшення температури не перевищує 4…6°.
Встановлено, що створення порожнини на вільному кінці консолі підвищує динамічну якість шпиндельних вузлів із консольним
інструментом. При цьому зменшуються коефіцієнти динамічних збурень у системі шпиндель-борштангу. У роботі визначено вплив
довжини порожнини на коефіцієнт передачі обурень від передньої опори до різця

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Oborskyi, G., Orgiyan, A., Ivanov, V., Balaniuk, A., Pavlenko, I., & Trojanowska, J. (2023). Improvement of the Dynamic Quality of Cantilever Boring Bars for Fine Boring. Machines, 11, 7. DOI: https://doi.org/10.3390/machines11010007.

Hovorun, T., Khaniukov, K., Varakin, V., Pererva, V., Vorobiov, S., Burlaka, A., & Khvostenko, R. (2021). Improvement of the physical and mechanical properties of the cutting tool by applying wearresistant coatings based on Ti, Al, Si, and N. J. Eng. Sci., 8, 13–23.

Auleley, M., Thomas, O., Giraud-Audine, C., & Mahé, H. (2020). Enhancement of a dynamic vibration absorber by means of an electromagnetic shunt. J. Intell. Mater. Syst. Struct., 32, 331–354.

Thomas, O., Ducarne, J., & Deu¨, J-F. (2012). Performance of piezoelectric shunts for vibration reduction. Smart Materials and Structures, 21(1), 1–16.

Weber, F., Distl, H., Fischer, S., & Braun, C. (2016). MR Damper Controlled Vibration Absorber for Enhanced Mitigation of Harmonic Vibrations. Actuators, 5, 27. DOI: https://doi.org/10.3390/act5040027.

Zverev, I., Eun, I.U., & Lee, C. (2003). Simulation of Spindle Units Running on Rolling Bearings. Int. Journ. Adv. Manufac. Tech., 21, 889–895. DOI: https://doi.org/10.1007/s00170-002-1411-2.

Kim, J., Zverv, I., & Lee, K. (2010). Model of Rotation Accuracy of High-Speed Spindles on Ball Bearings. Engineering, 2, 7, 477–484. DOI: 10.4236/eng.2010.27063.

Kim, J., Zverv, I., & Lee, K. (2010). Thermal Model of High-Speed Spindle Units. Intelligent Information Management, 2, 5, 306–315. DOI: 10.4236/iim.2010.25036.

Hongqi, L., &Yung, C. S. (2004). Analysis of Bearing Con-figuration Effects on High Speed Spindles Using an Inte-grated Dynamic Thermo Mechanical Spindle Model. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 44, 347–364.

S.C. Jeng, & W.C. Kwan. (2005).,Bearing Load Analysis and Control of Motorized High Speed Spindle. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 45, 12-13, 1487–1493.

Danylchenko, Y., Storchak, M., Danylchenko, M., & Petryshyn, A. (2023). Cutting Process Consideration in Dynamic Models of Machine Tool Spindle Units. Machines, 11, 582. DOI: https://doi.org/10.3390/machines11060582.

Hentati, T., Barkallah, M., & Bouaziz, S. (2016). Dynamic modeling of spindle-rolling bearings systems in peripheral milling operations. J. Vibroeng, 18, 1444–1458.

Liu, X., Liu, D., Du, C., Li, Y., Wang, C., & Fu, Z. (2024). Dynamic Modeling for Chatter Analysis in Micro-Milling by Integrating Effects of Centrifugal Force, Gyroscopic Moment, and Tool Runout. Micromachines, 15, 244. DOI: https://doi.org/10.3390/mi15020244.

Danylchenko, Yu.M., & Petryshyn, A.I. (2012). Modeling of the oscillating forms of the mechanical oscillating system “spindle node” of the metal-cutting machine. Bulletin of NTUU “KPI”. A series of railway construction, 66, 46–50.

Danylchenko, Yu.M., & Petryshyn, A.I. (2014). Identification of the oscillating spindle based on the results of measuring the vibrations of the spindle unit housing. Bulletin of NTUU “KPI”. Mechanical engineering series, 2 (71), 147–152.

Hu, G., Gao, W., Chen, Y., Zhang, D., Tian, Y., Qi, X., & Zhang, H. (2018). An experimental study on the rotational accuracy of variable preload spindle-bearing system. Adv. Mech. Eng. 10, 1–14.

Zverev, I.A., & Danilchenko, Yu.M. (2013). Kinematics and stiffness of angular-contact ball bearings. Newsletter of NTUU "KPI". Machine-building series, 3 (69), 5-12.

Zverev, I.A., & Danilchenko, Yu.M. (2014). Complex modeling in the design of spindle units on rolling bearings. News of SevNTU: zb. Sci. etc. Series: Machinery equipment and transport. 150/2014, 75–80.