логической системы недостаточно жесткая, то элемент будет накапливать энергию вследствие собственных деформаций. Все колебания, связанные с собственными деформациями элементов технологической системы, имеют высокие собственные частоты.

Обычно свободные колебания в результате демпфирования сравнительно быстро затухают. Информация о колебаниях этого типа очень важна, так как по ней узнают о динамических свойствах колебательной системы через частоты, формы, коэффициент демпфирования, что позволяет предсказывать поведение механической системы (например, располагая достаточной информацией относительно распределения масс и же-сткостей системы, можно рассчитать собственные частоты этой системы). Наибольшее влияние на погрешности обработки оказывают низкие частоты колебаний в технологической системе. При изменении состояния механической системы будет изменяться и процесс накопления энергии (например, если увеличивать температуру технологической системы, то изменяются собственные частоты и форма колебаний).

Вынужденные колебания - это колебания (вибрация) системы, вызванные и поддерживаемые силовым и кинематическим возбуждением. Для вынужденных колебаний характерно совпадение частоты изменения возбуждающей силы с частотой колебательного процесса.

Если частота возбуждающей силы близка к собственной частоте механической системы, то следует ожидать интенсивных колебаний, связанных с резонансом.

Причинами, порождающими вынужденные колебания, являются неуравновешенность вращающихся деталей, периодические силовые возбуждения, обусловленные характером рабочего процесса (периодически повторяющими усилиями запрессовки при сборке, обработкой на станке заготовки с прерывистой поверхностью и т.п.), кинематическое возбуждение, когда база колеблющегося элемента машины совершает колебательные движения.

Возбуждение может быть в общем случае периодически повторяющимся, но не обязательно синусоидальным. Однако периодическая несинусоидальная функция может быть представлена в виде суммы синусоид, каждая из которых имеет свою амплитуду и частоту. Отсюда следует, что периодическое возбуждение можно рассматривать как возбуждение or нескольких сил, изменяющихся по синусоиде и действующих одновременно.

С приближением частоты вынужденных колебаний к собственной частоте возникает явление резонанса. Для вращающихся неуравновешен-

ных деталей существуют критические скорости, при которых частота вращения совпадает с частотой собственных колебаний детали (первая критическая скорость совпадает с первой собственной частотой, вторая критическая скорость совпадает со второй собственной частотой и т.д.).

Автоколебания - это колебания, возникающие в результате самовозбуждения.

Можно выделить следующие основные особенности, характеризующие автоколебания:

возмущение не носит характера колебаний, оно имеет вид постоянного силового воздействия;

реальная механическая система, подверженная действию сил трения или иного сопротивления, совершает незатухающие колебания;

возникающие колебания не являются гармоническими;

необходим постоянный приток энергии.

Стабилизация амплитуды автоколебаний говорит о том, что влияние факторов, порождающих самовозбуждение колебаний, снижается, в итоге исчезает и наступает равновесное состояние, характеризуемое равенством энергии, потребляемой и рассеиваемой системой за один цикл колебаний.

Динамические характеристики механической системы (собственные частоты, форма колебаний, коэффициент демпфирования) определяют способность системы так регулировать отбор энергии от источника, чтобы в системе возникли автоколебания. Нередко автоколебания сложны и непонятны, трудно поддаются объяснению в результате отсутствия периодического возмущения. Каждое явление автоколебаний связано с тем или иным физическим процессом, природа которого не лежит на поверхности.

Механизм, который превращает эту энергию в энергию колебаний, может быть найден только в результате глубокого изучения физики протекающего явления, изучения причин неустойчивости системы.

Возникновение в механической системе колебаний нельзя рассматривать без учета взаимодействия ее элементов. Возникшие колебания одной детали в технологической системе будут передаваться на другие, претерпевая определенную трансформацию. В основу описания колебательного процесса в механической системе (на примере станка) была положена аналогия между процессами, протекающими в системах автоматического регулирования и в станке. Упругую систему, процесс резания и процесс трения рассматривают как элементы замкнутой системы регулирования. Такое представление позволило сделать большой шаг вперед в изучении и описании колебаний механической системы.

Дальнейшее исследование этого вопроса должно идти по пути изучения глубинных причин возникновения колебаний, изучения физической картины зарождения, передачи и трансформации колебаний от одного элемента технологической системы к другому. При этом механическая система должна рассматриваться как совокупность многочисленных элементов со своими массами и жесткостями, обладающими возможностью относительных перемещений.

Одним из существенных факторов, порождающих вибрации, является неустойчивость равновесия деталей, обусловленная неопределенностью их базирования в технологической системе. Это объясняется тем, что часто конструктивные решения технологической системы обусловливают возможность деталей изменять свое относительное положение по мере изменения силового поля, образованного многочисленными силами, действующими в технологической системе. Например, по мере изменения направления тех или иных сил, действующих в технологической системе, может наблюдаться раскрытие стыков между деталями. Таким образом, деталь, до приложения силы лишенная шести степеней свободы, получая одну или несколько степеней свободы, преобразуется в консоль, для которой достаточно малейшего толчка, чтобы возбудить ее колебания. Однако движения этих деталей ограничены, как правило, смежными с ними деталями. Входя в контакт с этими деталями, колеблющаяся деталь передает им колебания, а последние, вследствие наличия собственных масс, жесткостей и коэффициентов демпфирования, приобретают иной характер. Одновременно смежные детали оказывают влияние на колебания первой детали, ограничивая амплитуду и изменяя частоту ее колебаний.

Изучение сложного процесса взаимодействия элементов технологической системы позволит глубже проникнуть в первопричины возникновения колебаний и на этой основе усовершенствовать расчетные методы.

Изнашивание элементов технологической системы обусловлено в первую очередь силовым и тепловым воздействием. Изнашивание сопровождается постепенным изменением их размеров и формы, что нарушает размерные связи в технологической системе и порождает погрешности относительного положения и движения исполнительных поверхностей. Исследование изнашивания деталей является самостоятельной областью знания, поэтому коротко остановимся на разновидностях изнашивания и его образования.

К основным видам изнашивания относятся;

- механическое, возникающее в результате механических воздействий;