ДОСЛІДЖЕННЯ КРУТИЛЬНИХ СИСТЕМ ПРИВОДІВ ОБЕРТАННЯ ЗАГОТОВКИ ПРИ ВРІЗНОМУ ШЛІФУВАННІ НА ВЕРСТАТАХ МОДЕЛЕЙ 3М151 І 3М152

Автор(и)

  • Юрій Анатолійович Сизий ДП «УкрГТЦ «Енергосталь», Ukraine
  • Дмитро Віталійович Сталінський ДП «УкрГТЦ «Енергосталь», Ukraine
  • Фатима Магометбіївна Євсюкова Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Ukraine https://orcid.org/0000-0002-9764-4106
  • Тетяна Євгенівна Щербініна
  • Олексій Олександрович Ушаков

DOI:

https://doi.org/10.20998/2079-004X.2023.2(8).09

Ключові слова:

двигун постійного струму, диференціальні рівняння простору станів, модель у вигляді структурної схеми, передавальна функція, амплітудно-частотна характеристика, витрати енергії, model in the form of a structural diagram, Transmission function, amplitude-frequency characteristic, energy costs

Анотація

У статті представлені дослідження статичних і динамічних характеристик крутильних систем приводів обертання заготовок верстатів 3М151 і 3М152 Харківського машинобудівного заводу. Ці приводи відрізняються лише клинопасовій передачами обертання осі ротора електродвигуна (ЕД) до шпинделя передньої бабки верстата. На верстаті 3М151 ця передача двоступенева із загальним передавальним відношенням 4,4, а в верстаті 3М152 - одноступенева з передавальним відношенням 2,5.

Дослідження виконано на основі опису приводів системою диференціальних рівнянь (ДУ) рівноваги дискретних систем в просторі станів і за допомогою структурних схем приводів у вигляді передавальних функцій елементів приводу і зв'язків між ними. У ДУ враховується розсіювання енергії крутильних коливань в електромагнітному зв'язку ротора зі статором двигуна постійного струму з незалежним збудженням. Дослідження моделей приводів в просторі станів дозволило отримати значення власних частот коливань і амплітудно-частотні характеристики (АЧХ) при впливі на привід моментом різання (шліфування) з вихідною координатою - кутовій швидкістю заготовки. Аналіз коренів характеристичних рівнянь досліджених приводів показав їх стійкість, але низьку швидкодію (тривале загасання) з дуже малою амплітудою коливань, які не можуть погіршити геометричну якість поверхні, що шліфується. Порівнянні приводи принципово не відрізняються за своїми динамічними характеристиками. Однак вони значно відрізняються за своїми статичним характеристикам.

Встановлено, що в приводі заготовки з двоступеневою пасовою передачею з двигуном 2ПД100МУХЛ4 неможливо отримати окружну швидкість обертання заготовки малого діаметра (30 ÷ 40) мм вище швидкості в 50 м/хв, що необхідно для зменшення граничної температури нагріву поверхні, що шліфується при врізному шліфуванні. Для приводу з одноступеневою пасовою передачею це обмеження відсутнє. Крім цього, енергія, що  витрачається на реалізацію режимів врізного шліфування, при одноступеневій пасовій передачі приблизно в 1,5 рази менше її значення в приводі з двоступеневою пасовою передачею. Тому зміна приводу заготовки у верстаті 3М152 в порівнянні з верстатом 3М151является доцільним.

Біографії авторів

Юрій Анатолійович Сизий, ДП «УкрГТЦ «Енергосталь»

Доктор технічних наук

Дмитро Віталійович Сталінський, ДП «УкрГТЦ «Енергосталь»

Доктор технічних наук

Фатима Магометбіївна Євсюкова, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Доцент

Тетяна Євгенівна Щербініна

Кандидат фіз.-мат наук, доцент

Посилання

Rivin E.I. Dynamics of machine tool drives. M., "Mechanical Engineering", 1966, 204 p.

Charles Philips, R. Harbor. Feedback control systems. M. Laboratory of Basic Knowledge., 2001, 615 p.

Levin A.I. Mathematical modeling in the research and design of machine tools. M.: "Mechanical engineering", 1978, 183 p.

Sizy Yu.A., Stalinsky D.V., Chaika E.G., Ushakov A.N., Shcherbinina T.E. Calculation and study of the static and dynamic characteristics of the electric motor for rotating the workpiece of a circular grinding machine. - Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Technologies in mechanical engineering. No. 2´2020, - 34-38 p.

Petrakov Yu.V. Automatically control the processes of processing materials for designs. Navchalnyy pos_bnik. - Kiev. MDIAT, 2003 - 383 p.

Galenko A.V., Chaika E.G. Elements of automated design of dynamic ACS. Part 2. Computational programs for the study of linear models: A guide to course and degree design. M .: Ministry of Defense of the USSR. 1991, 230 p.

Sizy Yu.A., Chaika E.G., Ushakov A.N. State space method for research and analysis of torsional vibrations of a rotation drive. "Bulletin of mechanical engineering", No. 2, 2017, 3 - 7 p.

Handbook of electrical machines. In 2 Volumes, edited by I.P. Kopylov, B.K. Klokov. Volume 1, Moscow; Energoatomizdat, 1988 . – 258 p.

Handbook of a technologist-mechanical engineer in 2 volumes. Volume 2, ed. Kosilova A.G. and R.K. Meshcheryakov. 4th edition, revised and enlarged. - M: Mechanical Engineering, 1985: - 469 p.

Sizy Yu.A., Stalinsky D.V. Dynamics and thermophysics of grinding. - Kh .: SE "UkrNTC" Energostal ", 2016. - 448 p.

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-11-03