Домой Печи и системы отопления Балансировка абразивных кругов. Методика балансировки шлифовальных кругов

Печи и системы отопления

Балансировка абразивных кругов. Методика балансировки шлифовальных кругов

Следующая страница>>

§ 14. КРЕПЛЕНИЕ И БАЛАНСИРОВКА ШЛИФОВАЛЬНОГО КРУГА.

Балансировка шлифовального круга на станке. Балансировочные станки.

Шлифовальный круг закрепляется на фланцах. При этом нужно следить, чтобы посадка круга на шейке фланцев была свободной, но без большой качки. Допустимый зазор между кругом и шейкой фланца - 0,1 - 0,3 мм. Круг должен плотно прилегать к торцам фланцев. Оба фланца скрепляются винтами. По торцам круга ставятся картонные прокладки.

Прежде чем установить фланцы с закрепленным между ними кругом на шпиндель станка, собранный узел надо отбалансировать, т. е. добиться, чтобы общий центр тяжести круга и фланцев был на оси вращения.

Балансируют круги на специальном станке в специальном приспособлении. В процессе балансировки выявляют неуравновешенность круга и устраняют ее.

Так как круги вращаются с очень большой скоростью и имеют большие размеры, то при неуравновешенности возникает большая центробежная сила, стремящаяся отклонить круг от оси вращения.

Неуравновешенность круга увеличивает шероховатость обработанной поверхности - она получается дробленой, появляются выхваты, кроме того, быстро изнашиваются подшипники шпинделя станка. Основные причины неуравновешенности круга следующие:

а) эксцентричное расположение отверстия относительно наружной поверхности;

б) эксцентричная установка круга на шпинделе станка или во фланцах;

в) неправильная форма наружной поверхности;

г) неодинаковая плотность материала круга.

Перед балансировкой круг очищают от грязи и опилок и внимательно осматривают. Круги с трещинами не балансируют, а бракуют.

Если диаметр отверстия больше диаметра оправки, то поверхность отверстия может быть наращена специальной массой, причем толщина массы при диаметре отверстия более 50 мм - до 5 мм. Наращивание выполняют специально подготовленные рабочие.

Круги балансируют за несколько приемов. Вначале балансируют новый круг на цилиндрической оправке, укладываемой на опоры балансировочного станка. Станки бывают с опорами в виде валиков, призм и дисков (рис. 28).

Рис. 28. Балансировочные станки для балансировки шлифовальных кругов:

а - с опорами в виде валиков: 1 и 3 - валики, 2 - шлифовальный круг на оправке; б - с опорами в виде дисков: 1 и 3 - диски, 2 - шлифовальный круг на оправке

Во фланце, крепящем круг на оправке, имеется кольцевой паз, в котором перемещаются три грузика. Если круг, насаженный на оправку, положить на опоры и повернуть, то при неуравновешенности массы в какой-то части круга он повернется так, что эта масса окажется в нижнем вертикальном положении. На практике один грузик закрепляют в самом высоком положении, а два других рядом с ним. Если после этого круг толкнуть, то он будет поворачиваться до тех пор, пока грузики не окажутся внизу. Перемещением грузиков по кольцевому пазу неуравновешенную массу уравновешивают, т. е. добиваются такого положения, чтобы при любом повороте на небольшой угол круг не возвращался в исходное положение.

Отбалансированный круг крепят на шпинделе шлифовального станка и правят - придают кругу правильную геометрическую форму, после чего первоначальная балансировка нарушается, так как при правке круга снимается неравномерный слой абразива. Затем круг снимают со станка и повторно тщательно балансируют. После второй балансировки круг окончательно правят и пускают в работу. При высоких требованиях к шероховатости поверхности балансировку выполняют более двух раз. Установку балансировочного станка (см. рис. 28) тщательно проверяют по уровню.

В процессе шлифования диаметр круга постепенно уменьшается и его уравновешенность может нарушиться, поэтому при уменьшении диаметра круга на 50-60 мм его надо заново балансировать.

Выполняют балансировку круга и на самом станке.

В последнее время применяются автоматизированные устройства для балансировки.

В соответствии с требованиями стандарта все шлифовальные круги до отправки в цех испытывают на прочность на специальных станках, обеспечивающих окружную скорость вращения, в 1,5 раза превышающую рабочую.

Особо тщательно проверяют прочность скоростных кругов. Время их пробного вращения на испытательных станках составляет для круга диаметром до 90 мм - 3 мин, диаметром 475 мм - 10 мин.

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.

При неуравновешенности заточных кругов, работающих при больших окружных скоростях, может возникнуть вибрация, ускоряющая износ шпинделя и подшипников станка, возникает опасность разрыва круга, ухудшается качество обработки, повышается расход круга и т. д. В связи с этим все круги диаметром более 125 мм и высотой 8 мм должны балансироваться перед установкой на станок. Вследствие относительно небольшой высоты круги подвергаются только статической балансировке.

Балансировка кругов может выполняться на балансировочных приспособлениях до установки их на станок или специальным механизмом без снятия со станка. Чаще круги балансируют на простейших приспособлениях, отличающихся друг от друга главным образом характером опор для установки оправки с надетым кругом.

Опорами могут быть призмы, диски и валики. Эти опоры одинаково хороши для балансировки, если они параллельны и строго горизонтальны. Простейшее приспособление для балансировки показано на рис. 18.

Рис. 18. Устройства для статической балансировки шлифовальных кругов:

а - с опорными ножами; б - с двумя парами вращающихся дисков

Для выявления статической неуравновешенности круг вместе с фланцами монтируют на балансировочной оправе и устанавливают на опорах приспособления так, чтобы он мог свободно поворачиваться относительно оси вращения. Если круг статически не уравновешен, он установится тяжелой частью вниз. Неуравновешенность обычно устраняется добавлением противовеса со стороны «легкого» места. Это достигается перемещением специальных балансировочных грузиков («сухариков»), размещаемых во фланцах или в специальных приспособлениях и устройствах. Уравновешенный круг должен оставаться неподвижным в любом положении. Величина груза, который, будучи расположен на периферии, перемещает центр тяжести на ось вращения круга, т. е. приводит круг в безразличное равновесие, служит мерой статического дисбаланса.

Предельные значения дисбаланса определены ГОСТ 3060-55 в зависимости от высоты круга, наружного диаметра и классов дисбаланса, определяющих точность изготовления круга. Для каждого из этих классов в зависимости от диаметра и высоты круга установлены предельно допустимые величины дисбаланса. У кругов 1-го класса величина дисбаланса, как правило, не превышает 0,1%, у кругов 4-го класса - 0,3%.

В табл. 4 приведены предельные значения дисбаланса для кругов высотой до 25 мм.

Тщательная балансировка шлифовальных кругов гарантирует длительную и безопасную эксплуатацию станка и высокое качество выпускаемых заготовок. Наладка оборудования происходит вместе с оправкой, на которой крепится круг. Для процедуры предусмотрено использование специализированного оборудования, которое имеет множество модификаций. Это могут быть наладочные машины, установки, станки, стенды и прочие механизмы различные по принципу работы.

Важность балансировки

От того, насколько точно отлажен рабочий инструмент, зависит производительность и безопасность труда.

Качественная балансировка должна происходить только на прошедшем технический контроль устройстве, которым управляет квалифицированный персонал.

Зачем нужна балансировка?

Работая с неуравновешенным станком, мастер рискует получить травмы, вследствие разрыва шлифовального круга. Такое нарушение техники работы с устройством может привести к поражениям глаз и кожи рабочего. Разрываясь, раскаленная деталь крошится на мелкие частицы, которые разлетаются с высокой скоростью в разных направлениях.

Важность балансировки шлифовальных кругов также заключается в качестве выпускаемых заготовок. При нарушении равновесия на обрабатываемой поверхности образуются грани, волны, другие неровности. Этот факт значительно снижает производительность труда.

Работа устройства происходит на большой скорости вращения круга. При использовании неотлаженного абразивного круга, возникают центробежные силы, которые провоцируют значительные вибрации. Такое нарушение технологии приводит к последствиям для инструмента:

повышается изнашивание шлифовального станка, в первую очередь подшипников;
увеличивается расход абразивной составляющей;
снижается срок службы.

Таким образом, от отлаженного положения круга для шлифовки напрямую зависит эффективность работы станка.

Причины неуравновешенности круга

Для спокойной и точной работы на станке абразивное устройство должно быть сбалансировано таким образом, чтобы центр тяжести и вращения находились на одной оси.

Основные причины возникновения отклонений в балансе:

эксцентриситет (степень отклонения) наружной грани относительно монтажного отверстия;
нарушение в геометрии круга;
неравномерная пропитка смазочно-охлаждающей жидкостью (СОЖ);
отклонение в параллельности торцов круга;
эксцентриситет, возникающий при посадке круга, вследствие односторонней выборки зазора между отверстием и зажимной шайбой;
неправильный монтаж круга на установку;
неравномерная плотность массы рабочей детали.

Как отбалансировать шлифовальный круг

Для спокойной и точной работы на станке круг должен быть приведен в баланс таким образом, чтобы центр тяжести и вращения находились на одной оси.

Балансировка шлифовальных кругов возможна во многих вариациях. Основные методы: статический и динамический.

Преимущество динамических устройств - высокая точность. Однако они используются не так часто, как статические, ввиду дороговизны такого оборудования и высокой сложности в работе, что требует специализированной квалификации мастера.

Более экономичные и простые в процессе эксплуатации статические приспособления применяются на производстве гораздо чаще.

В ходе манипуляций используются разнообразные балансировочные устройства, дополнительные детали. Также возможен вариант осуществления настройки оборудования, не снимая его со шлифовального станка.

Ниже приведен перечень методик по наладке абразивного элемента.

Момент дисбаланса между посадочным диаметром зажимной шайбы и отверстием круга возможно снизить в 2 раза. Для этого используется упругая центрирующая втулка. Она имеет вид кольца с лепестками. Деталь представлена разными показателями жесткости, которые подбираются в соответствии с уровнем преодоления массы круга с небольшим запасом.
Статическая балансировка на оборудовании с двумя горизонтальными параллельными линейками или цилиндрическими валиками. Наладочный аппарат такого типа - наиболее популярен. Его конструкция предполагает наличие двух строго горизонтальных плоскостей рабочих линеек. На которые устанавливается оправка с кругом. У метода есть недостаток: балансировка шлифовальных кругов повреждает поверхность линеек. На них образуются вмятины, что мешает точности работы. Устранения этой негативной черты требует регулярного шлифования и выверки уровня.
Балансировочное устройство с вращающимися роликами (или дисками) имеет тот же принцип, однако оно не обладает указанными выше недостатками. При этом общей чертой, снижающей точность балансировки, является большой момент трения.
Для избегания влияния момента трения на балансировку, создана рациональная конструкция приспособлений для статического метода. Она основана на принципе «воздушной подушки».
Балансировка наждачного диска возможна также на балансировочных весах. В основе работы лежит статический метод. Оборудование имеет ограничение: оно предназначено для кругов, диаметр которых находится в пределах от 200 до 600мм.
Наиболее качественная балансировка шлифовального круга происходит прямо на станке. Для этих целей применяются автоматические приспособления разных модификаций. Метод имеет ряд достоинств:

Нет необходимости снимать диск, что вместе с установкой требуют значительных временных затрат.
Балансировка шлифовального станка происходит во время работы, что позволяет постоянно контролировать его равновесие.
Дает наиболее эффективный и точный результат.

Выбирая метод балансировки шлифовального оборудования стоит исходить из требований точности, временных и финансовых ресурсов.

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.