Глава XV
СИСТЕМЫ СМАЗКИ И ОХЛАЖДЕНИЯ
§ 1. СИСТЕМЫ СМАЗКИ
Системы смазки предназначены для уменьшения потерь на трение, повышения износостойкости и обеспечения нормально допустимой рабочей температуры трущихся поверхностей. Пра вильно спроектированная система смазки способствует нормаль ной эксплуатации станка и длительному сохранению его точности.
Существуют индивидуальный и централизованный способы смазки. Первый осуществляется независимыми устройствами для каждой трущейся пары; второй — несколькими устройствами, управляемыми с одного места.
По времени действия смазка делится на периодическую и не прерывную. По способу подачи масла к трущимся поверхностям различают смазку без принудительного давления и под давле нием. В первом случае масло подается силой тяжести масла или с помощью фитильных и других устройств. При смазке под дав лением подача масла обеспечивается насосным устройством (руч ным или с двигателем).
Существуют следующие системы циркуляции смазки: проточ ная, циркуляционная, смешанная. В проточной системе отрабо танное масло не возвращается в систему; в циркуляционной же системе оно многократно циркулирует. Смешанная система соче тает в себе одновременно проточную и циркуляционную систему.
В систему смазки входят устройства для подвода необходимого количества смазочного материала и распределения его по всей рабочей поверхности в трущихся парах, уплотняющие средства, устройства для очистки смазки, контрольные и сигнальные устройства.
В качестве основных смазочных материалов в станкостроении нашли применение жидкие минеральные масла и в некоторых случаях густые (консистентные) смазки. При назначении сорта смазки руководствуются справочной литературой.
В циркуляционной системе смазки, когда отведенное от тру щейся пары масло снова подается к объекту, необходима надежная очистка масла; это достигается включением в систему фильтров. Наибольшее распространение получили пластинчатые, войлоч ные и сетчатые фильтры. В наиболее ответственных случаях ставят магнитные фильтры, способные улавливать продукты
износа — мельчайшие стальные и чугунные частицы. |
обеспечена |
|
Надежная |
работа системы смазки может быть |
|
при условии |
контроля за правильностью действия |
отдельных |
еечастей. Обычно контролируют уровень масла, давление, расход. Общее количество подводимой смазки может быть определено
из |
условий теплового баланса. |
|
работа |
|
|
Если N — мощность станка в впг, а ц —•к. п. д., то |
|||
сил трения, а следовательно, |
и количество теплоты Wx: |
|
||
|
Wx = N (1 - т]) дж/сек. |
(78) |
||
|
Количество тепла, отводимого смазочной жидкостью, |
|
||
|
W2 = Qpc Дt дж/сек, |
(79) |
||
где |
Q — объем протекающей |
смазки |
в жЧсек; |
|
|
р ^ 0 ,9 -103 — плотность |
масла |
в кгЫъ\ |
|
с^ 1700 — удельная теплоемкость в джЫг - град;
Дt — температура нагрева масла при протекании через трущиеся поверхости в град. По опытным данным: для зубчатых колес At = 5 -г- 8°, для подшипников сколь жения At = 30 -г- 40°.
Приравнивая выражения (78) и (79) и решая полученное уравнение относительно Q, получим
Q= |
N(l~r\) = kN(l-r\) м3/сек, |
(80) |
где к = (2 -т- 5) *10 7 — коэффициент, зависящий |
от перепада |
|
температуры масла.
Размеры отстойников в системе смазки должны обеспечить заполнение ее маслом при пуске и гарантировать достаточную очистку и охлаждение смазочной жидкости. Обычно принимают объем резервуара-отстойника при циркуляционной системе смазки равным 5—6 мин производительности насоса.
§ 2. СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ
Подача смазочно-охлаждающей жидкости к режущим кромкам инструмента в процессе резания увеличивает стойкость инстру мента, улучшает обрабатываемость и в конечном счете способствует повышению производительности. Помимо благоприятного влия ния на процессы резания, охлаждающая жидкость часто отводит мелкую стружку и охлаждает обрабатываемую деталь.
Всовременном машиностроении в основном применяют ох лаждение инструмента поливом его охлаждающей жидкостью (рис. 130). В такой системе охлаждения имеются резервуаротстойник 1 , насос 2 у подающий охлаждающую жидкость в си стему, и устройства 3, направляющие ее непосредственно в зону резания. Устройство 4 служит для сбора отработанной жидкости
ивозвращения ее в резервуар. Переливной клапан 5 сбрасывает излишки жидкости в резервуар.
Вкачестве охлаждающих жидкостей применяют чаще всего
5%-ный раствор соды |
в воде, |
эмульсии (взвесь масла в |
воде) |
|
и осерненные масла. |
|
систему |
используют центробеж |
|
Для подачи жидкости в |
||||
ные насосы, которые |
обеспечивают |
производительность |
до |
|
3,3 -10"3 м3/сек при давлении струи охлаждающей жидкости на выходе не более 1,6 -10б н/м2.
Если охлаждающая жидкость |
|
|
||||||
подводится к месту |
обработ |
|
|
|||||
ки под большим избыточным |
|
|
||||||
давлением |
с целью |
смыва |
|
|
||||
ния |
и |
удаления |
стружки, |
|
|
|||
применяют |
шестеренные на |
|
|
|||||
сосы, |
способные |
обеспечить |
|
|
||||
давление |
|
масла |
на |
выходе |
|
|
||
до 5 *105 |
н/м2 |
(шестеренные |
Рис. 130. |
Охлаждение инструмента по |
||||
насосы низкого |
давления) и |
ливом охлаждающей жидкостью |
||||||
даже |
выше. |
|
|
что вся |
мощность |
при резании переходит |
||
Если |
допустить, |
|||||||
в тепло, которое целиком отводится только охлаждающей жид
костью, |
то на основе уравнения теплового баланса получим |
||||||
|
|
N — Qpckt |
влг. |
|
|
(81) |
|
Здесь |
Q — потребный |
расход охлаждающей жидкости в м3/сек\ |
|||||
Дt — повышение температуры охлаждающей жидкости в °С; |
|||||||
|
с — удельная |
теплоемкость (для |
масла |
с = 1600 |
|||
|
дж/кг •граду |
для эмульсии с = |
4000 дж/кг •град); |
||||
|
р — плотность |
(воды 1 -103 кг/м3, масла 0,9 -103 кг/м3). |
|||||
Потребный расход охлаждающей жидкости |
|
|
|||||
|
Q= - ^ K r = T t Ma/ceK- |
|
|
(82) |
|||
Для |
обычных условий |
Д£ = 15 -г- 25°, а к имеет |
следующие |
||||
средние |
значения: для |
масла к = |
2,5 -1СГ7, |
для |
эмульсии к = |
||
= 7 -10 7. |
жидкость |
предназначена |
одновременно |
||||
Если охлаждающая |
|||||||
идля удаления стружки, расход ее должен быть увеличен. Для отстойников может быть использована полость в станине
станка; однако для удобства обслуживания резервуар для
охлаждающей жидкости выполняется в виде отдельного бака. Если резервуар выполняет роль отстойника для очистки масла, то раз меры его должны обеспечивать выпадение в осадок всех загряз няющих частиц. Обычно его объем принимают равным произво дительности системы охлаждения за 10—12 мин.
В системах охлаждения используют приемные фильтры в виде сеток или пластин с отверстиями. Значительно реже ставят фильтр для дополнительной очистки.
За последние годы в практике машиностроения делается попытка внедрения новых прогрессивных методов охлаждения. Большой эффект получен при использовании охлаждения высоко напорной струей жидкости. Этот способ отличается от рассмот ренного тем, что жидкость в виде струи малого сечения (порядка 1 мм2) под высоким давлением (15 -ь 30) «Ю5 н/м2 подается непо средственно к режущей кромке инструмента.
Значительно повышается эффект охлаждения в отдельных случаях при подаче жидкости в зону резания в тонкораспылен ном виде (масляный или эмульсионный туман). Жидкость распы ляют механическими или пневматическими способами. Отдельные частицы жидкости достигают 2 мкм в диаметре. Преимущество этого способа охлаждения заключается в том, что воздух уносит тепло, возникающее в процессе резания, при малом расходе охлаждающей жидкости.
При обработке труднообрабатываемых сталей используется также жидкая углекислота, которая, испаряясь в зоне резания, создает газообразную среду, способствующую интенсивному охлаж дению.
Раздел III
КОНСТРУКЦИЯ, КИНЕМАТИКА И НАСТРОЙКА МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ
Глава XVI
ТОКАРНЫЕ СТАНКИ
Токарные станки делятся на универсальные и специализи рованные. Первые предназначены для выполнения самых разно образных операций: обработки резцами наружных и внутренних цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, торцовых плоскостей, нарезания наружных и внутренних резьб, отрезки, сверления, зенкерования и развертывания отверстий. Специали зированные станки используются для обработки определенных деталей, например, гладких и ступенчатых валов, прокатных валков, осей колесных пар железнодорожного транспорта, раз личного рода труб, муфт и т. п. Из универсальных станков наи большее распространение получили токарно-винторезные и то карные станки. Последние предназначены для выполнения всех токарных операций, за исключением нарезания резьбы резцами. Из специализированных — многорезцовые и гидрокопировальные станки, предназначенные для обработки гладких и ступенчатых валов, разного рода втулок, фланцев и других деталей.
§ 1. ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНЫЕ СТАНКИ
На токарно-винторезных станках кроме выполнения обычных работ, можно нарезать резцами наружную и внутреннюю резьбу. Производство таких станков развивается по пути совершенство вания управления, повышения точности, надежности, увеличения диапазона скоростей и подач. Некоторые токарно-винторезные станки оснащаются копировальными устройствами, которые по зволяют обрабатывать сложные контуры без спецпальных фасон ных резцов и комбинированного инструмента, а также значи тельно упрощают наладку и подналадку станков.
Станок мод. 1К62
Назначение станка — выполнение токарных и резьбонарезных работ: наружное и внутреннее точение, нарезание правой и левой