Введение к работе
Актуальность темы Повышение интенсивности работы современных машин, высокие требования к их надежности и долговечности вызывают необходимость обеспечивать заданное качество обработки деталей при высоком уровне производительности Эта задача требует новых форм управления технологическими процессами обработки деталей машин, комплексной механизации и автоматизации производственных процессов Основным путем решения этой задачи следует считать совершенствование и модернизацию технологического оборудования, в том числе за счет создания автоматизированных систем управления, обеспечивающих стабильность параметров технологического процесса (поддержание постоянных скоростей, усилий, мощностей и т. д.), а также высокое качество динамических характеристик приводов
Имеющийся опыт эксплуатации систем автоматического управления (САУ) показывает, что они являются эффективным средством увеличения производительности, повышения точности изготовления деталей, увеличения срока службы инструмента и оборудования
Структура САУ в значительной степени зависит от типа привода металлообрабатывающего станка Широкое применение в качестве привода различного технологического оборудования получил гидравлический привод. В первую очередь, это приводы металлообрабатывающих станков различных типов, приводы гидропрессов и литьевых машин, строительных, дорожных и других машин
Известно, что для оборудования, имеющего гидравлические приводы, целесообразно создание и внедрение систем автоматического управления, использующих единую с приводом рабочую среду. Поэтому разработка и внедрение систем автоматического управления гидрофицированным оборудованием, повышающих динамические характеристики привода и не требующих при этом значительных материальных затрат, являются актуальной задачей как в научном, так и в практическом аспектах
Цель исследования - повышение динамических характеристик приводов промышленного оборудования на основе совершенствования гидравлических систем автоматического управления
Объект исследования - система автоматического управления гидрофицированным промышленным оборудованием.
\ »
Методы исследования. Теоретические исследования проводились с использованием основных положений общей гидравлики, механики жидких сред и теории автоматического управления с применением средств вычислительной техники Моделирование САУ и ее элементов производилось с помощью математического пакета Maple 10. Экспериментальные исследования выполнялись на специальных стендах с использованием аттестованной контрольно-измерительной аппаратуры
Научная новизна
Предложена структура системы автоматического управления с оригинальным преобразователем угловых ускорений, обеспечивающая повышение динамических характеристик гидравлических приводов оборудования
Разработаны математические модели системы автоматического управления и ее элементов, позволяющие на стадии проектирования с достаточной точностью определять статические и динамические характеристики, а также показатели качества САУ
3. Установлены связи между характеристиками технологического процесса и параметрами САУ, обеспечивающие возможность определения условий настройки и областей рационального использования системы
Практическая ценность.
Разработаны оригинальные преобразователи угловых ускорений, которые по своим характеристикам превосходят известные конструкции и могут быть рекомендованы при создании или модернизации гидрофицированного промышленного оборудования
Разработаны методики расчета преобразователей угловых ускорений и САУ, позволяющие на стадии проектирования определять пределы и характер изменения основных рабочих характеристик и показателей качества привода
Предложена структура САУ электрогидравлическим следящим приводом подач гидрофицированных станков с ЧПУ, которая обеспечивает многократное повышение точности отработки программы
Разработаны рекомендации по выбору основных параметров настройки системы автоматического управления, обеспечивающих требуемые характеристики технологического процесса
Реализация полученных результатов. Результаты работы переданы на ОАО «Пензадизельмаш» и будут использованы при модер-
низации вертикально-фрезерных станков с ЧПУ модели 6Р13РФЗ с электрогидравлическими приводами дроссельного регулирования Расчеты показали, что использование в таких приводах адаптивных преобразователей ускорений (патент РФ №2293994 от 21.06.2005 г.) позволяет при минимальных затратах в 2-3 раза повысить точность позиционирования рабочих органов. На защиту выносятся
Структура системы автоматического управления приводами гидрофицированного промышленного оборудования
Оригинальные конструкции гидравлических преобразователей угловых ускорений типа «сопло-заслонка».
Математические модели САУ и ее элементов
Методики экспериментальных исследований САУ и преобразователей угловых ускорений
Апробация работы Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на Всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука Технологии. Инновации» (Новосибирск, 2004), IV Межрегиональной научно-технической конференции с международным участием «Механики XXI веку» (Братск, 2005), II Международной научно-технической конференции «Проблемы исследования и проектирования машин» (Пенза, 2006), XI Международной научно-методической конференции «Университетское образование» (Пенза, 2007), XII Международной конференции «Университетское образование» (Пенза, 2008), Международной научно-технической конференции «Проблемы автоматизации и управления в технических системах» (Пенза, 2008), II Международной научно-практической конференции «Системы проектирования, моделирования, подготовки производства и управление проектами CAD/CAM/CAE/PDM» (Пенза, 2008), ежегодных научно-технических конференциях ПТУ (Пенза, 2005-2008)
Публикации По теме диссертации опубликовано 9 работ (без соавторов 2 работы), в том числе 1 статья в издании, рекомендованном ВАК РФ, и 1 патент
Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных результатов, выводов и рекомендаций, списка литературы из 120 наименований и приложений, содержит 282 страницы основного текста, 63 рисунка и 11 таблиц
