Балансировочный станок для абразивных кругов. Приспособления для балансировки шлифовальных кругов и фрез

Сборка и подготовка шлифовальных кругов. Перед установкой на станок круги следует проверить на соответствие их твердости и зернистости значениям, указанным в технологической карте. Каждый круг необходимо тщательно осмотреть и проверить легким постукиванием деревянным молотком на наличие в нем трещин (звук должен быть чистым, без дребезжания).

Круги 1 (рис. 9.16) следует собирать на оправке 2 согласно чертежу наладки шлифовального станка. Посадка круга на оправку должна быть легкой, без применения силы во избежание его разрыва. Зазор между посадочным местом, оправкой и диаметром отверстия круга должен составлять 0,3...0,5 мм; отклонение от перпендикулярности торцов круга к его оси не должно превышать 0,15 мм (на периферии круга диаметром 500...600 мм), что достигается протачиванием торцов круга, выдерживая размеры А, В, С и D. Между кругом и фланцем нужно ставить картонные промасленные прокладки 4 толщиной до 1 мм; при закреплении кругов на планшайбе с помощью фланцев необходимо, чтобы последние были точно сцентрированы. Во избежание перекоса фланцев и разрушения круга при сборке его на планшайбе гайки 3 следует затягивать попеременно (через 180° с противоположных сторон).

Испытание на прочность . Перед работой на станке круги испытывают на прочность пробным вращением на повышенной скорости. Для этого выпускают специальные станки, обеспечивающие скорости круга в 1,5 раза выше эксплуатационной. Испытания следует проводить с выдержкой во времени на заданной испытательной скорости. Режим испытания автоматизирован. Управление осуществляют с пульта. Круг испытывают по заданной программе - разгон, выдержка на испытательной скорости и торможение до полной остановки. Частоту вращения регулируют бесступенчато. Испытательные стенды оснащают подъемно-установочными устройствами. Круг надевают на фланцы, при этом необходимо обратить внимание на то, чтобы зазор между внутренним отверстием круга и посадочными диаметрами фланцев был равномерным по всей окружности.

Балансировка кругов . Для обеспечения шлифования заготовок с высокой точностью и без вибрации круги в сборе с планшайбой должны быть отбалансированы. При работе неуравновешенным кругом обработанная поверхность получается граненой, волнистой, а опоры шпинделя при этом быстро изнашиваются. Причинами неуравновешенности круга могут быть неравномерное распределение массы в теле круга, эксцентричное расположение посадочного отверстия по отношению к наружной поверхности круга, непараллельность и неперпендикулярность торцов, неравномерная пропитка круга СОЖ, неправильный монтаж - неконцентричная установка круга и др.

При неуравновешенном круге возникает центробежная сила, которая вызывает вибрации. При скоростном шлифовании опасность разрыва круга от усилий резания уменьшается, но возрастает опасность разрыва от центробежной силы.

Круг балансируют вне шлифовального станка на балансировочных стендах. Круг, смонтированный на оправке, устанавливают на опоры - цилиндрические валики или диски (рис. 9.17). Обоим устройствам (рис. 9.17, а, б) присущ общий недостаток - большой момент трения, снижающий точность балансировки. Использование принципа «воздушной подушки» позволило создать рациональную конструкцию устройства для статической балансировки (рис. 9.18). Преимущество устройства на «воздушной подушке» состоит в том, что оправка с кругом легко поворачивается под воздействием небольшого момента сил. Чтобы вывести из состояния покоя оправку с кругом, установленную на цилиндрических валиках, требуется момент, в 7 раз больший, а при дисках - в 40 раз больший.

На шпинделе станка круги закрепляют с помощью планшайбы, в концевых выточках которых размещаются грузики - сегменты для балансировки кругов. Балансировку производят изменением положения трех грузиков в кольцевой выточке фланца шлифовального круга. Неуравновешенный круг более тяжелой частью повернется вниз. Перемещая в планшайбе грузики, добиваются, чтобы круг в любом положении на опорах оставался неподвижным. По мере износа круга балансировка его может нарушиться вследствие неравномерного распределения массы в теле круга, поэтому целесообразно производить повторную балансировку круга. Для этого рекомендуется прокрутить круг на рабочей скорости в течение 1...2 мин, выключив охлаждение, чтобы жидкость не скапливалась в порах нижней части круга и не нарушала балансировку.

В более ответственных случаях применяют балансировочные весы. При тщательном изготовлении деталей весов точность уравновешивания может быть доведена до величины остаточного смещения центра тяжести 5 мкм. Средняя продолжительность балансировки 15...20 мин. Балансировочные весы предназначены для балансировки шлифовальных кругов диаметром от 200 до 600 мм. Находят применение также устройства для балансировки кругов непосредственно на шлифовальном станке.

В наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!

Сборка и подготовка кругов. Перед установкой на станок круги следует проверить на соответствие их твердости и зернистости значениям, указанным в технологической карте. Каждый круг необходимо тщательно осмотреть и проверить легким постукиванием деревянным молотком на наличие в нем трещин (звук должен быть чистым, без дребезжания).

Наладка центровых круглошлифовальных станков. Рекомендуется выполнять наладку в такой последовательности:

проверить работу всех узлов станка в наладочном режиме и устранить возникшие неисправности;
установить скорость продольного перемещения механизма правки и произвести (при необходимости установки нового шлифовального круга) предварительную правку при отключенном копирном устройстве (обычно такая правка производится алмазозаменителем);
отбалансировать шлифовальный круг и затем проверить качество балансировки;
произвести правку шлифовального круга с помощью копирного устройства (если необходимо);
установить в переднюю и заднюю бабки центры и выверить их соосность;
установить переднюю и заднюю бабки на заданном осевом расстоянии;
установить в центрах (патроне) заготовку и проверить надежность ее закрепления;
выверить взаимное расположение шлифовальной бабки с заготовкой в осевом и радиальном направлениях;
расставить упоры для изменения направления перемещения стола при продольном шлифовании;
установить заданные режимы обработки;
при шлифовании длинных заготовок произвести установку люнета (люнетов);
установить и настроить по эталону измерительное устройство для контроля диаметра наружной поверхности и управления циклом станка;
произвести пробное шлифование двух-трех заготовок, измерив их погрешности и откорректировав положение шлифовальной бабки и настройку измерительного прибора;
при положительных результатах обработки заготовок установить на станке автоматический цикл и проверить работу станка путем обработки партии заготовок с обеспечением требуемой производительности и точности.

Установка и выверка центров. Перед установкой центров необходимо проверить, нет ли забоин в конических отверстиях в шпинделях бабок, следует очистить их от грязи и смазать маслом. Углы центров проверить шаблоном, а прилегание хвостовиков - по краске. Соосность центров следует определить по специальным оправкам 3 (рис. 9.19), установленным в переднюю 1 и заднюю 4 бабки. Положение цилиндрических поверхностей оправок проверить индикатором 2 по всей длине образующей оправок. При отклонении свыше 0,01 мм устранить отклонения от соосности поворотом передней или смещением задней бабки.

Установка задней бабки . Устанавливают заднюю бабку в требуемое положение и надежно закрепляют ее на столе с помощью двух зажимных винтов. Усилие прижима детали задним центром должно быть умеренным. Чем легче и тоньше деталь, тем меньшим должно быть это усилие. Следует помнить, что излишняя сила прижима приводит к быстрому износу центров и, следовательно, к ухудшению качества обработки. Слабый прижим детали также недопустим, так как под действием давления круга на деталь задний центр может сместиться и точность обработки будет нарушена. При шлифовании длинных деталей устанавливают необходимое число люнетов, исключающих прогиб детали под действием усилий, возникающих при обработке.

Затем следует отрегулировать и проверить систему охлаждения и фильтрования рабочей жидкости.

Расстановка упоров . После того, как шлифуемая деталь будет установлена в центрах, необходимо приступить к расстановке упоров для изменения направления движения стола при продольном шлифовании. Для установки взаимного положения круга и детали в направлении оси детали в центрах станка помещают эталонную деталь. Шлифовальной бабке сообщают установочное перемещение в направлении оси детали. В качестве базы обычно используют левый торец детали, положение которого остается постоянным при любой длине детали. Для пробных ходов при наладке включают электродвигатель бабки круга и детали, после чего подводят круг к детали до появления искры и вручную перемещают стол. Если при этом искра будет равномерна по всей длине детали, то можно включить автоматическую подачу. Сделав несколько ходов, проверяют диаметр детали с обоих концов и, если она окажется конусной, выверяют положение стола.

Настройка станка . При настройке станка нужно пользоваться имеющимся лимбом поперечной подачи, облегчающим настройку. Убедившись, что деталь вращается с необходимой скоростью и положение упоров переключения хода стола соответствует требуемой длине шлифования, необходимо осторожно подвести круг к детали до появления искры. В этом положении следует освободить лимб и, не сдвигая маховик поперечной подачи, передвинуть его так, чтобы число делений между нулевым делением на корпусе механизма поперечной подачи и нулевым делением лимба соответствовало половине припуска на диаметр детали. После этого, закрепив лимб, можно обрабатывать деталь, включив автоматическую подачу, которая выключается упором поперечной подачи при совмещении нулевых делений лимба и корпуса механизма поперечной подачи. За два-три деления до нулевого положения необходимо проверить размер детали, чтобы не допустить снятия лишнего металла, и, если нужно, внести соответствующие коррективы в наладку. При шлифовании до упора необходимо периодически корректировать положение круга для компенсации износа.

Наладка измерительно-управляющих устройств. Измерительные приборы устанавливают по эталонной детали на позициях измерения. Сначала выполняют предварительное регулирование вдоль оси детали, а затем окончательно устанавливают в нулевое положение. При наладке приборов с рычажными системами необходимо выполнить независимое регулирование горизонтального и вертикального рычагов. После окончательного регулирования измерительных приборов необходимо зафиксировать положение узлов, чтобы фиксация была надежной и отрегулированное точное взаимное расположение деталей и узлов прибора сохранялось и после их закрепления.

В процессе пробного шлифования следует проверить при ручной подаче состояние искры по длине шлифуемой поверхности. Если искра будет равномерна по всей длине, то можно включить автоматическую подачу. Отшлифовав деталь, необходимо проверить диаметр шеек в двух наиболее удаленных сечениях. Если окажется конусность, необходимо отрегулировать положение стола в горизонтальной плоскости поворотом его верхней части относительно нижней. Для наблюдения за углом поворота при наладке используют специальный лимб или наладочное приспособление с индикатором (рис. 9.20). Приспособление крепится к нижнему столу станка на сухаре 3 и имеет два поворотных элемента 1 и 4, с помощью которых устанавливается индикатор 2 в различных положениях по высоте и ширине стола станка. Окончательно проверяют установку стола путем повторного пробного шлифования.

Для пневматического измерительного прибора большое значение имеет правильная наладка прибора и соответствующее тарирование шкалы отсчетного устройства, которое производится по эталонам. Для измерения отверстий шкалы пневматические приборы тарируют по установочным кольцам. В комплект должно входить не менее двух установочных колец, соответствующих по размерам предельным диаметрам измеряемой детали, для которой производится тарирование прибора. По установочным кольцам на шкалу прибора наносят контрольные точки, промежуточные значения получаются делением отрезков между точками; нанесенными по кольцам, на равные доли, с тем чтобы получить требуемую цену деления. Правильная эксплуатация пневматического прибора имеет важное значение для точности и надежности его работы.

Особенности наладки плоскошлифовальных станков . Наладку станков с прямоугольным столом и магнитной плитой следует начинать с проверки работы узлов станка, а также с проверки исправности магнитной плиты или приспособления для установки и зажима заготовки. В случае отклонения от плоскостности стола и магнитной плиты их необходимо прошлифовать до требуемого отклонения от плоскостности согласно данным паспорта станка. Далее наладку рекомендуется проводить с учетом следующих особенностей.

При использовании магнитной плиты установить на плиту заготовку (заготовки), обеспечив при этом перекрытие каждой заготовкой двух полюсов. Проверить усилие зажима. После установки заготовки, включения электромагнитной плиты и подачи стола шлифовальный круг следует постепенно вводить в соприкосновение с обрабатываемыми заготовками (во избежание его удара).

При наладке станков с прямоугольным столом расставить упоры, переключающие направление хода стола, обеспечив при этом перебег, который определяется размерами круга и методом шлифования (периферией или торцом). Расставить упоры, ограничивающие поперечное перемещение шлифовальной бабки, обеспечив при этом выход круга относительно края плиты не более 0,3 его высоты. В зависимости от длины и скорости продольного хода стола установить частоту двойных ходов. Установить требуемые значения поперечной и вертикальной подач. Настроить измерительно-управляющее устройство, осуществляющее цикл работы станка и автоматический останов станка в конце обработки.

При больших скоростях вращения круга даже небольшая его неуравновешенность создает значительные центробежные силы, которые могут нарушить работу станка и отразиться на качестве обрабатываемой заготовки. Неуравновешенность круга в процессе работы повышает изнашивание станка, в первую очередь опор шпинделя, а также шероховатость поверхности, расход абразивного инструмента, средств для его правки; прн этом снижается точность обработки и растут напряжения в круге, в результате чего может наступить его разрыв. Неуравновешенность круга возникает при несовпадении его центра тяжести с центром вращения.

Основными причинами неуравновешенности круга являются неправильность его геометрической формы, эксцентриситет наружной поверхности относительно отверстия, непараллельность торцов круга и эксцентриситет, возникающий при посадке круга вследствие односторонней выборки зазора между отверстием круга и зажимной шайбой. Неуравновешенность круга может быть вызвана неравномерной плотностью его массы.

Неравномерность распределения массы круга существенно влияет на эффективность его эксплуатации, в частности вызывает необходимость его многократной балансировки за период срока службы, снижает плавность вращения. Для снижения неуравновешенности шлифовальные круги подвергаются балансировке.

Неуравновешенность круга снижают разными способами. При полной выборке зазора между отверстием круга и посадочным диаметром зажимной шайбы момент дисбаланса можно снизить в два раза с помощью упругой центрирующей втулки в виде разрезного кольца с лепестками, имеющими по одному краю внутренний выступ, который входит в проточку центрирующей шайбы. Жесткость лепестков выбирают с учетом преодоления массы круга с некоторым запасом.

Существуют балансировочные устройства для динамического и статического балансирования. Наибольшую точность обеспечивают устройства для динамической балансировки, но они дороги в изготовлении и требуют высокой квалификации обслуживающего персонала. В производственных условиях используют простые в работе устройства для статической балансировки: 1) с двумя горизонтальными параллельными линейками или цилиндрическими валиками; 2) с двумя парами вращающихся дисков, приборы (весы) для балансировки (рис. 30).

Балансировочные устройства с двумя горизонтальными параллельными линейками, на которые устанавливают оправку с кругом, являются основным оборудованием для статической балансировки шлифовальных кругов. Необходимыми условиями, обеспечивающими точность балансировки на таком устройстве, являются прямолинейность и строго горизонтальное положение рабочих плоскостей линеек, но для этого требуются периодическое точное шлифование их и выверка по уровню, так как в процессе эксплуатации на рабочих поверхностях оправок и линеек образуются вмятины и забоины.

Балансировочные устройства с вращающимися дисками (или роликами) не обладают такими недостатками, но обоим видам устройств присущ общий недостаток - большой момент трення, снижающий точность балансировки. Использование принципа «воздушной подушки» позволило создать рациональную конструкцию устройства для статической балансировки тел вращения, позволяющую резко уменьшить момент трения.

Были проведены испытания балансировки на трех различных устройствах, оснащенных опорными элементами: на «воздушной подушке», на плоскопараллельных линейках, и на роликах качения.

Использовали балансировочную оправку с шейками диаметром 24 мм и закрепленным на ней абразивным кругом диаметром 300 мм. Для определения чувствительности к дисбалансу на периферии круга крепился минимальный груз, под воздействием которого происходит поворот круга, пока груз не достигнет нижнего положения.

В устройстве на «воздушной подушке» оправка с кругом легко поворачивается в опорах под воздействием груза массой 0,096 г. Чтобы вывести из состояния покоя оправку с кругом, установленную иа плоскопараллельных линейках и роликах, потребовалось увеличить массу груза соответственно в 7 и 40 раз.

Балансировочные весы (рис. 31) предназначены для статической балансировки шлифовальных кругов диаметром от 200 до 600 мм. Рама 2 призмами опирается иа две стойки 3. Призмы и опоры покрыты твердым сплавом. Стойки прикреплены болтами к литому чугунному основанию 6. Величину отклонения рамы 2 от нулевого положения указывает стрелка 4, перемещающаяся по шкале 5. Перед началом балансировки рама при помощи грузиков / и 7 устанавливается в нулевое положение по ватерпасу в продольном и поперечном направлениях.

Балансировка кругов производится следующим образом. Шлифовальный круг вместе с фланцами насаживают на специальную оправку и устанавливают на весы. При этом балансировочные контргрузы должны быть вынуты из фланца круга. Затем поворачивают круг для получения наибольшего отклонения стрелки 4 и в этом положении наносят пометку на его торце. После этого вставляют контргрузы во фланец круга, причем их необходимо расположить в противоположной половине круга на равных расстояниях от пометки. Контргрузы переставляют до тех пор, пока стрелка 4 не займет нулевое положение. При достижении такого положения круг считается отбалансированным.

Наиболее точное уравновешивание круга достигается при балансировке его непосредственно на шлифовальном станке. При неуравновешенном круге возникает центробежная сила, которая вызывает вибрации. Различают дисбаланс круга в состоянии поставки, а также дисбаланс, возникающий при установке и эксплуатации. При определенных условиях центробежная сила может более чем в пять раз превышать собственную массу круга. При скоростном шлифовании существенно возрастает опасность разрыва круга от центробежной силы.

Существует много различных конструкций, позволяющих производить автоматическую балансировку круга во время его вращения

на станке.

Балансировка круга на станке имеет следующие преимущества.

1. Не требуется снимать круг для балансировки после первой правки и после износа из-за неравномерной структуры. Снятие, установка и балансировка круга вне станка занимают значительное время. Это ведет к тому, что круги после установки их на станок редко балансируют повторно, что ухудшает условия шлифования и снижает долговечность шпинделей.

2. Балансировка производится во время вращения круга и позволяет постоянно контролировать величину дисбаланса на самом станке.

3. Использование балансировочных устройств непосредственно на шлифовальных станках позволяет обеспечить тонкую и точную балансировку круга с дисбалансом около 25 г. см, в то время как прн статической балансировке дисбаланс достигает 70 г. см, неправильная установка круга на планшайбе может привести к дополнительному дисбалансу.

На круглошлифовальиых станках применяют различные устройства для быстрой и точной автоматической балансировки кругов. Пример такого устройства приведен на рис. 32. На конце шпинделя 3 круга 5 расположена распределительная муфта /, через которую подается масло в цилиндр 6. В результате вращения вправо или влево гидравлического краиа управления происходит поворот поршня 7 цилиндра 6 для грубой первоначальной балансировки круга. Величину дисбаланса определяют по прибору, установленному на столе станка и измеряющему интенсивность вибраций. Точная балансировка круга до величины 25 г-см дисбаланса происходит после поворота вправо или влево второго гидравлического краиа управ
ления, действующего на поршень 8, который, перемещаясь радиально (вверх или вниз), осуществляет точную балансировку, величина которой также определяется по прибору. Сбалансированное положение круга фиксируется посредством зубчатых штоков 4 и 2.

Одним из факторов, сдерживающих внедрение скоростного шлифования, является высокий уровень вибраций станка под действием дисбаланса шлифовального круга. Поэтому особую важность приобретают работы по созданию и внедрению автоматических балансирующих устройств, способных производить дополнительную балансировку шлифовального круга на ходу в процессе шлифования.

Управляемое балансирующее устройство было изготовлено на Московском заводе автоматических линий им. 50-летия СССР (рис. 33). Устройство работает следующим образом. Корректирую-

щие массы 11 и 12 выполнены в форме колец и могут свободно вращаться в планшайбе шлифовального круга. Дисбаланс каждой из двух корректирующих масс равен 5000 г-мм. Перемещаются корректирующие массы зубчатым колесом 13, которое входит в зацепление с рычагами второго или первого кольца при движении поршней 4 или 5. Вращение зубчатого колеса 13, а с ним н одного из колец 11 и 12, производится шпинделем станка через запрессованную в шкив шестерню 2, связанную с зубчатым колесом 10. Муфтами 6 и 9 включаются соответственно в зацепление зубчатые колеса 7 или 8. При зацеплении колеса 7 с шестерней 3 шестерня вращается несколько быстрее шпинделя и также быстрее вращаются связанный с ией через шпонку вал и зубчатое колесо 13. При зацеплении с шестерней 3 колеса 8 шестерня 3 начинает вращаться с угловой скоростью несколько меньшей, чем шпиндель, и вал 1 вращается медленнее. Так осуществляется реверсивное перемещение корректирующих масс. Устройство обеспечивает хороший доступ к шлифовальному кругу, исключает попадание абразивных частиц и СОЖ в механизм.

При шлифовании дорожек качения колец подшипников на станках-автоматах снижение вибраций до величины 0,5 мкм позволило

составила в среднем 0,5-0,6 мкм, а некруглость колец подшипников не превысила 1,2 мкм. Такое улучшение точностных параметров подшипников способствует увеличению их долговечности и повышению рабочих характеристик.

На рис. 34 представлено устройство, осуществляющее автоматическую балансировку шлифовального круга по сигналам датчика давления. В исполнительном устройстве имеются два электрических микродвигателя, которые вращаются вместе с кругом и перемещают балансировочные грузы во взаимно перпендикулярных направлениях. На рисунке показана схема управления только одним двигателем, управление другим - аналогично. Датчиком служит гидростатический подшипник /, давление жидкости в карманах которого зависит от радиального усилия на круге. Давление в карманах передается через трубки 2 на два сильфона 3, которые измеряют разность

давлений в противоположных карманах. Разность преобразуется в смещение якоря 4 индуктивного преобразователя 5 и соответственно в электрический сигнал. Сигнал усиливается усилителем 6 и подается через контактные щетки 7 и коллектор 8 на исполнительный двигатель 9, который, вращаясь, перемещает балансировочный груз 10 в нужном направлении. Давление в другой паре карманов выравнивается точно таким же образом. Указанная система позволяет регулировать радиальное давление круга на обрабатываемое изделие и гасит вибрации, обусловленные дисбалансом круга.

Применение системы, которая ликвидирует дисбаланс путем перераспределения массы вращающегося круга исключает потери времени.

Пример балансировочного приспособления показан на рис. 35. Корпус приспособления состоит из четырех деталей 8, 9, 17 и 19, скрепленных винтами 15. Корпус прикрепляется винтами 16 к наружному фланцу круга.

В полости, образованной деталями 8, 9, 17, находятся балансировочные грузы 10 и 14, а в другой полости, образованной деталями 10 и 19, помещен механизм для совместного вращения этих грузов вокруг оси шлифовального круга с разными скоростями, что одновременно приводит к угловому смещению одного груза относительно другого. При таком движении грузов их общий центр тяжести вращается вокруг оси шлифовального круга и одновременно смещается по радиусу, т. е. движется по архимедовой спирали.

Шлифовальный круг считается отбалансированным тогда, когда в результате перемещения обоих грузов их общий центр тяжести расположится диаметрально противоположно утяжеленной части круга на нужном расстоянии от оси вращения круга. Механизм
для осуществления движений грузов устроен так, что они могут вращаться относительно оси шлифовального круга в одну или другую сторону, причем в одну сторону быстрее, чем в другую. Приспособление приводят в действие с помощью маховиков 21 и 23, удерживая пальцами руки тот или другой неподвижно при вращении круга с приспособлением.

При остановке маховика 23 останавливается и укрепленная на одном валу с ним шестерня 7. Так как весь остальной механизм вращается, то шестерня 5, сцепленная с шестерней 7, обкатывается вокруг последней, вращаясь при этом вокруг своей оси. С шестерней 5 вращается червяк 4, сцепленный с червячным колесом 2, вместе с которым вращается другой червяк /. Последний передает вращение шестерне 18, на которой закреплен шпонкой 11 груз 10. Шестерня 18 находится в зацеплении с шестерней 25, вместе с которой вращается шестерня 24. Последняя вращает шестерню-валик 12, на которой шпонкой 13 укреплен груз 14.

Передаточные числа между шестерней 7 и грузами 10 и 14 таковы, что за один оборот механизма груз 10 делает 0,99559 оборота, т. е. поворачивается относительно механизма и шлифовального круга на 0,00441 оборота, а груз 14 делает 0,99563 оборота. Таким образом за один оборот круга с приспособлением груз 10 опережает груз 14 на 0,99563 - 0,99559 = 0,00004 оборота.

Если рабочий замечает, что наилучшее положение центра тяжести грузов пройдено, ои берется за второй маховик 21, возвращая балансирующие грузы в положение наилучшей отбалансирован — ности. На балансировку затрачивается 3-5 мин.

Фирмой «Хофман» (ФРГ) разработана оригинальная конструкция устройства «Гидрокомпенсер» к круглошлифовальным станкам, позволяющая производить балансировку шлифовального круга непосредственно на станке. Устройство состоит из смонтированного на шпинделе шлифовального круга кольцевого резервуара с расположенными внутри камерами, электронного измерительного прибора с датчиком колебаний, блока сопл и блока клапанов.

Принцип действия устройства (рис. 36): имеющийся дисбаланс шлифовального круга вызывает колебания шпинделя, которые воспринимаются датчиком колебаний, передающим с помощью электронного прибора команду блокам сопл и клапанов. В камеры кольцевого резервуара впрыскивается необходимое количество жидкости и тем самым компенсируется дисбаланс круга. В качестве рабочей жидкости может быть использована применяемая на станке охлаждающая жидкость.

Имеющийся дисбаланс шлифовального круга 7 вызывает механические колебания, которые через шпиндель 8 и его опоры передаются на станок. Датчик колебаний /, который следует по возможности устанавливать над шпиндельной опорой, расположенной вблизи шлифовального круга, преобразует механические колебания в электрические сигналы.

Электронный прибор 3 показывает имеющийся дисбаланс, разложенный по четырем составляющим в соответствии с четырьмя уравновешивающими камерами кольцевого резервуара. Одновременно подаются сигналы четырем магнитным клапанам блока клапанов 5. Соответственно значениям дисбаланса из центральной емкости 4 через четыре сопла блока сопл 2 впрыскивается жидкость

в соответствующие камеры кольцевого резервуара 6. Впрыскивание осуществляется без механического прикасания через четыре звездообразно смонтированные на кольцевом резервуаре шлица, направленные радиально друг против друга, каждый из которых связан с определенной камерой. Жидкость, впрыснутая в ту или иную камеру, благодаря действующим на нее центробежным силам, остается в камере до отключения станка. При остановке станка кольцевая емкость опорожняется.

Достигаемая этим способом точность балансировки достаточно высокая и может быть еще выше, если собственные вибрации станка незначительны. Время балансировки в зависимости от диаметра круга и его дисбаланса колеблется от нескольких секунд до двух минут.

Состояние шлифовального круга, характеризующееся таким распределением масс, которое во время вращения вызывает переменные нагрузки па опорах шпинделя станка и его изгиб, называется неуравновешенностью круга. Неуравновешенной точечной массой круга называют условную массу, радиус-вектор (эксцентриситет) которой относительно оси посадочного отверстия равен радиусу наружной поверхности (периферии). В зависимости от допустимых неуравновешенных масс для шлифовальных кругов на керамической, бакелитовой, вулкапитовой и специальных органических связках по ГОСТ 3060-86 установлено четыре класса неуравновешенности шлифовальных кругов, обозначаемые цифрами 1, 2, 3 и 4.

Шлифовальные круги диаметром 250 мм и более в соответствии с ГОСТ 2424-83 перед установкой их на станке должны пройти контроль неуравновешенности по ГОСТ 3060-86.

Неуравновешенность круга увеличивает шероховатость обработанной поверхности и приводит к появлению на ней дробления и прижогов, повышенному износу круга, преждевременному выходу из строя шпиндельного и других узлов станка.

Особо важное значение имеет степень уравновешенности кругов в связи со все более широким внедрением скоростного и сверхскоростного шлифования.

Основные причины неуравновешенности круга следующие:

? эксцентричное расположение отверстия относительно наружной поверхности;
? эксцентричная установка круга на шпиндели станка или во фланцах;
? неправильная форма наружной поверхности;
? неодинаковая плотность материала круга;
? износ круга в процессе шлифования.

По ГОСТ 3060-86 установлены четыре класса неуравновешенности шлифовальных кругов (табл. 2.18), по которым допустимые неуравновешенные массы определяются в зависимости от массы кругов.

Таблица 2.18

Допустимые неуравновешенные массы кругов с плотной и средней структурами (ГОСТ 3060-86)

Размеры круга, мм		Класс неуравновешенности

От 100 до 120	Свыше 10 до 16
	Свыше 16 до 25
	Свыше 25 до 40
От 120 до 160	Свыше 10 до 16
	Свыше 16 до 25
	Свыше 25 до 40
От 160 до 250	Свыше 10 до 16
	Свыше 16 до 25
	Свыше 25 до 40
От 250 до 320	Свыше 10 до 16
	Свыше 16 до 25
	Свыше 25 до 40

Балансируются круги па специальных стендах па оправках (рис. 2.3).

Рис. 2.3.

Балансировка осуществляется перемещением сухарей после установки оправки с кругом па стенд. В начале балансировки сухари устанавливаются примерно через 120°, чтобы их масса не оказывала влияния па положение центра тяжести круга. Легким толчком круг с оправкой приводят во вращение. После остановки круга с оправкой делают отметку в крайней нижней точке круга и соединяют эту точку с центром, получают радиус, па котором предположительно находится центр тяжести круга.

Рис. 2.4.

Из-за трения установленное направление может не совпадать с действительным положением центра тяжести, поэтому круг поворачивают па 90° поочередно в обе стороны так, чтобы отмеченный радиус занял горизонтальное положение, а затем отпускают круг. После его остановки вновь отмечают нижнее положение круга.

Если все три отметки совпадают, то положение неуравновешенной массы определено правильно. При несовпадении отметок положение неуравновешенной массы определяют между двумя последними отметками па равном расстоянии от каждой из них. Затем па противоположной стороне круга делают отметку для установки грузов. После этого круг поворачивают, чтобы найденная отметка заняла горизонтальное положение, и перемещают сухари в положение, при котором круг не поворачивается, т.е. так, чтобы не менялось горизонтальное положение ранее установленной отметки.

На рис. 2.4 показан общий вид дискового стенда для балансировки круга.

Точность уравновешивания, определяемая смещением центра тяжести / 0 , находится по формуле

где р - коэффициент трения качения (0,01...0,05); R - радиус большого диска, мм; р! - коэффициент трения качения в шарикоподшипниках (0,001...0,005); р - радиус посадочного отверстия шарикоподшипника, мм; у - радиус опорной шейки балансировочной оправки, мм; а - угол, образуемый прямой, соединяющей центры балансировочной оправки и большого диска с вертикалью.

При а = 2...3° /о = 0,01...0,02 мм.

На рис. 2.5 показаны балансировочные весы. Точность уравновешивания /о на весах наибольшая и достигает величины 0,005...0,008 мм. По конструкции весы более сложные, чем стенды, и операция уравновешивания на них длительнее, так как необходимо ждать затухания колебаний стрелки 5.

Круг уравновешивают установкой груза 6 в нулевое положение и с помощью груза 2 уравновешивают коромысло без круга. Затем весы арретируют и устанавливают оправку 7 с кругом. Освобождают арретирующее устройство 3 , наблюдают за отклонением стрелки 5 и при ее отклонении влево круг поворачивают против часовой стрелки до тех пор, пока стрелка не займет на шкале 4 среднее нулевое положение. При отклонении стрелки 5 вправо

Рис. 2.5.

с кругом (б):

1 - дополнительный груз; 2,6 - груз; 3 - арретирующее устройство;
4 - шкала; 5 - стрелка; 7 - оправка

круг вращают по часовой стрелке. Затем рисками отмечают вертикальную ось круга, поворачивают круг на 90° и отмечают горизонтальную ось. Перемещая груз 6, приводят стрелку 5 в нулевое положение и по шкале 4 определяют неуравновешенность, которая устраняется перемещением дополнительного груза 1.

В современных шлифовальных станках применяют различные устройства, позволяющие уравновешивать круг непосредственно на шлифовальном станке. Эти устройства позволяют определять и устранять неуравновешенность круга в течение всего времени работы его на станке.

Если сказать просто — то достаточно элементарного эксперимента. Внимание! Данный пример приводится только для объяснения необходимости балансировки круга! Установите неотбалансированный круг на станок (например, бесцентрово-шлифовальный) и включите. Возникшая сильнейшая вибрация должна навсегда отбить желание ставить на станок неотбалансированный круг.

Почему возникает вибрация?

Вибрация возникает из-за несовпадения центра тяжести круга со своим центром вращения. И вибрация тем больше, чем больше скорость вращения круга и чем больше несбалансированность круга.

Зачем нужно балансировать круг.

При вращении несбалансированный круг создаёт большие центробежные силы, которые вызывают повышенный износ подшипников опор шпинделя, отрицательно сказываются на качестве обработки. Балансировка шлифовальных кругов проводится до момента установки на шлифовальный станок. После выполнения балансировки и правки круга на станке, в случае повышенной вибрации, может потребоваться вторая балансировка.

Для балансировки шлифовального круга используют два вида приспособлений: балансировочное приспособление с прямыми направляющими и балансировочное приспособление с дисками.

Я расскажу о балансировки шлифовального круга на приспособлении с дисками.

Круг устанавливается на оправку и закрепляется на оправке. После установки оправки с кругом на правочное приспособление, кругу дают небольшое вращение – круг должен совершить обязательно один полный оборот. Когда круг остановится, сверху круга или оправки мелом ставят метку. Проверяют ещё раз. Если метка снова вверху – нужно проводить регулировку.

Средний сухарик устанавливают внизу шайбы – напротив меловой отметки, а два остальных сухарика – примерно на одинаковом (небольшом) расстоянии от него. Таким образом получают гарантированный перевес внизу. Снова дают вращение кругу и ставят меловую отметку (новую отметку) на самом верху. После остановки круга средний сухарик передвигается напротив меловой отметки, а два крайних сухарика немного раздвигают на одинаковое расстояние от среднего сухарика. Дают еще одно проверочное вращение.