Избор на стругови машини

МашиниСтатииСп. Инженеринг ревю - брой 8, 2010

Критерии за оптимален избор на стругова машина в съответствие с конкретното приложение

   В първата част на статията, посветена на критериите за избор на стругова машина, бе обърнато специално внимание на двете основни групи фактори - обективни и субективни. От обективните критерии специално място отделихме на разглеждането на трите базови, а именно: качество, функционалност и цена. Във вече публикуваната статия бяха представени основни показатели за оценка на качеството, функционалността и цената на струговите машини. В настоящия материал продължаваме със

Системата за охлаждане на инструмента и обработвания детайл
по време на работа. Тя е от особена важност от гледна точка оптималната работа на една стругова машина. Необходимо е да се обърне специално внимание на конкретното конструктивно решение, чрез което се възпрепятства попадането на отделените стружки в контейнера, съдържащ охлаждащата течност. В процеса на анализ на техническите параметри на струговата машина е важно да се обърне внимание и на налягането на охлаждащата течност. Не бива да се подценява обемът на контейнера на охлаждащата течност като параметър. Обикновено се поставя решетка между работната зона и контейнера с охлаждащата течност, която възпрепятства попадането на стружки при повторното използване на течността. Важно е контейнерът да е възможно най-добре уплътнен, защото охлаждащата течност се изпарява. В случая качеството на възела се определя от използваните материали и покрития, както и от характеристиките на нагнетателна помпа.

Системата за управление на машината
Сред най-съществените възли на една стругова машина е системата й за управление. Качеството на управлението е трудно дефинируем параметър, още повече, необходимо е много време, за да се направи реален анализ. Възможно е, обаче, използването на няколко метода за диагностика и предварителна проверка.
На първо място е добре да се провери работата на всички крайни изключватели на машината. На проверка подлежи и появата на съответстваща индикация при симулиране на аварийна ситуация.
На второ място, на проверка подлежат и реакциите на машината при възникване на много вероятни ситуации като сблъсъци, нелогично програмиране и т. н.
На трето място би могло да се провери бързодействието на управление на струговата машина, като се симулира обработка, изискваща максимума от изчислителните й ресурси. Освен това е възможно чрез външни измервателни средства да се установи дали машината позиционира изпълнителните си звена спрямо данните, изписвани на екрана,
т. е. дали инкременталните линийки за преместване отчитат точно.
Възможно е да се направят специални изпитателни схеми за тестване на всеки един възел от машината, като най-удачно е да се повторят фабричните тестове, за които има данни в протокола към документацията на всяка машина. Целта е да се установи съществуването на отклонения в управлението на машината.

Състаряване на основата на една стругова машина
Известно е, че основата на струговите машини се подлага на т. нар. състаряване. Това е процес по отстраняване на вътрешните напрежения в даден обект, в случая в отливката на основата на струговата машина. Принципно състаряването е процес, които би могъл да се реализира по естествен път, т. е. с течение на времето във всяка отливка при подходящи условия вътрешните напрежения изчезват или намаляват сериозно. За съжаление, този процес е изключително времепоглъщащ за това се прилага т. нар. изкуствено състаряване, при което чрез външна намеса се постига почти същият ефект. По отношение на качеството предпочитана е естествено състарената отливка на основата на една стругова машина. Необходимостта от състаряване се поражда от самата конструкция на струговата машина, а именно от обстоятелството, че всички останали възли се разполагат върху отливката на основата й.
При наличие на вътрешни напрежения, в най-добрия случай, се получават деформации на самата основа, което води до отклонения в геометрията на цялата машина. Съответно, в най-лошия случай се стига до разрушаване на основата. Масово използваният материал за изработка на основите на струговите машини е чугунът, тъй като той е тънколивък, подлежи на състаряване и поема вибрациите на цялата конструкция на струговата машина. Същевременно този материал е много крехък и ако не е състарен по коректно избрана и приложена методика, е напълно възможно да се разруши.

Подценява се значението на кутията
Последният възел на струговата машина, който у нас масово се подценява е кутията. Това е възелът, от който най-често се правят икономии, за съжаление, абсолютно безпочвено. Сред най-големите врагове на една стругова машина са вибрациите. Тъй като всяка кутия се изработва от листов материал и в случая със струговите машини става въпрос за сравнително големи размери, то съществува реална опасност при лошо избрана конструкция или некачествена изработка да се породят вибрации или хармонични трептения. Ако това се случи, кутията би започнала да вибрира. В най-песимистичния вариант кутията би изпаднала в състояние на резонанс, което би довело до саморазрушаването й.
При закупуването на една стругова машина това не би могло лесно да се провери, но е препоръчително да се тества при работа в цялата гама на възможните работни обороти, за да се установи евентуалната поява на вибрации извън нормата. Също така, може да се постави прътов материал в хидравличното устройство, което захваща заготовките при обработка, който е с различна дължина, за да се установи при каква стойност започват опасни вибрации.
Друг момент, на който е добре да се обърне внимание, е покритието на кутията, което трябва да отговаря на две основни характеристики, а именно: да е корозионноустойчиво и да се почиства лесно. Първата характеристика може да се провери само по време на експлоатация, но втората - още преди закупуването.
Не на последно място е важно уплътняването на кутията на струговата машина в работната зона, на шкафа за управление и на контейнера с охлаждаща течност. Всяка машина разполага с т. нар. чистачи в работната зона. Те уплътняват разстоянията между отделните подвижни части на кутията в зоната на работа, за да премахнат възможността от проникване на стружки или охлаждаща течност в другите възли, разположени извън работното пространство. Чистачите са гумени или силиконови и са армирани с метални шини за по-голяма стабилност. Те се изработват според формата на преходните зони на приплъзване на отделните подвижни елементи на кутията в работната зона. Не е препоръчително използването на четковидни чистачи. Най-удачно е частите на кутията в работната зона да са изработени от корозионноустойчива стомана. От своя страна, шкафът за управление следва да разполага с допълнителни антипрахови уплътнения по цялата дължина на затварящите се повърхности, за да се гарантира пълната му изолация. Написаното се отнася и за контейнера за охлаждаща течност.

Факторът функционалност на стругова машина
В първата част на статията и в редовете до момента бяха разгледани критериите за избор на стругови машини от гледна точна на фактора качество. В следващата част на статията ще обърнем специално внимание на най-често и подробно разглеждания фактор за избор на стругова машина, а именно - нейната функционалност. Функциите на всяка стругова машина се определят от техническите й характеристики и аксесоарите към нея.
След като се вземе стратегическото решение какъв тип стругова машина е необходима и се направи анализ на база статистика на най-масово обработваните размери детайли и съответно използваните материали, се преминава към анализ на функциите на избраните модели стругови машини и тяхната съпоставка от една страна, а от друга - към необходимостта от допълнителни аксесоари.

Дефиниране на работната зона на машината
Първата по важност техническа характеристика, която подлежи на проверка, са ходовете по оси X и Z. Друга характеристика е максималната големина на заготовката, която може да фиксира захващащото устройство, като в случая с цангово устройство се отчита максималният диаметър на прът, който може да мине през тръбата на шпиндела и задължително през самото цангово устройство. В конструкции с хидравличен универсал, наред с описаните параметри, трябва да се провери и максималната големина на заготовка, която може да бъде хваната от него. Накрая следва да се определи на какво разстояние от шпиндела с монтирано закрепващо устройство се намира ротационната глава, но задължително трябва да се включи и размерът на монтиран върху главата стругов инструмент с минимална дължина.
Чрез обща съпоставка на изброените по-горе технически характеристики, трябва да се изгради схема на максималния обработваем диаметър и максималната обработваема дължина. Обикновено тези схеми присъстват в техническата документация на всяка стругова машина. Освен тях, в паспорта на машината се съдържа разстоянието от центъра на шпиндела до паралелите на струговата машина и от крайната точка на максималния обработваем диаметър до дъното на работната зона. По този начин се описва обемът на цялата работна зона и е възможно да се прецени количеството стружки, които би могла да поеме тя, преди да се наложи отстраняването им.
Чрез изброените характеристики еднозначно се дефинира геометрията на работната зона при рязане. В случая е важно да се посочи и минималният обработваем диаметър, защото тази характеристика не се дава в техническите спецификации.

Определяне на необходимата мощност на машината
За да се определят натоварванията на шпиндела и закрепващото устройство при рязане и необходимата мощност за задвижване, се вземат предвид максималният желан обработваем размер, използваният материал и нужната скорост на обработка. Мощността на шпинделния двигател зависи от три параметъра: КПД на струговата машина, сила на рязане при максимално натоварване и скорост на рязане при максимално възможни стойности.
Силата на рязане, от своя страна, зависи също от няколко параметъра, сред които специфичната сила на рязане, определяща се от обработвания материал.
Скоростта на рязане се определя от два параметъра: големина на обработвания диаметър и максимални обороти.
В техническата спецификация на всяка машина се посочват мощността на шпинделния двигател и максималните обороти, които развива машината. Следователно, лесно би могло да се определи дали избраната като геометрия машина притежава необходимата мощност.

Статията продължава в следващ брой на сп. Инженеринг ревю.




ЕКСКЛУЗИВНО

Top