Введение к работе
Актуальность работы. Качественная обработка поверхностей деталей ;ред нанесением декоративных и защитных покрытий является важным ловием получения конкурентоспособных изделий, гарантией надежности и іительности их эксплуатации.
Одним из эффективных путей сокращения ручного труда и повышения овня комплексной механизации при проведении зачистных работ является ірокое внедрение механизированного инструмента, что позволит повысить оизводительность труда в 4*10 раз.
Использование в качестве ручного механизированного инструмента гройств возвратно-поступательного действия с электромагнитным броприводом является перспективным и часто, единственно возможным эсобом решения данной задачи, кроме того такой тип инструмента является «более перспективным с экологической точки зрения и обладает высокой :пеньк> безопасности.
При изготовлении ручного механизированного инструмента малой и :дней мощности, широкое распространение, ввиду своей эффективности, гучили разнообразные по конструкции однотактные вибраторы. Несмотря на >спективность данного направления в создании ручного механизированного лрумента широкое внедрение его в производство сдерживается из-за утствия единой и эффективной методики его расчета и проектирования.
Задача создания методики анализа и расчета электромагнитных іроустройств является актуальным направлением в работах по разработке ей совершенствования ручного электрифицированного инструмента.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является ышение эффективности работы ручной электрифицированной зачистной пины за счет разработки уточненной методики расчета основанной на іплексном анализе сложной электромеханической системы включающей в
себя электромагнитный вибровозбудитель, трансмиссию, рабочий орг технологическую нагрузку.
Для достижения данной цели в настоящей работе решаются следу! задачи:
1.Разработка расчетной схемы зачистной машины учигывш особенности конструкции и способ энергопреобразования в устройстве.
2.Разработка системы дифференциальных уравнений для ан электромагнитного поля вибровозбудигеля и проведение числеї эксперимента с целью получения точных данных о распредел электромагнитного поля в магнитопроводе устройства
З.Разработка дафференциальных уравнений динамики вибропрі учитывающих сложное взаимовлияние элементов электромеханич< системы.
4.Проведение экспериментальных исследований с целью исследої особенности динамики рассматриваемой конструкции привода в реал условиях эксплуатации и проверки адекватности разработа математической модели реальному устройству.
5.Разработка рекомендаций по совершенствованию данного устройств с целью улучшения их эксплуатационных характеристик и созд принципиально новой конструкции вибровозбудителя позволяющей улучі его потребительские свойства
Направление исследований. В настоящей работе проводилось углубле исследование динамических процессов происходящих в слог электромеханической системе зачистной машины с учетом тес взаимодействия электромагнитной и механической подсистем устройст целью уточнения параметров обеспечивающих устойчивый режим еб работ
Методы исследований. Результаты исследований полу теоретическим и экспериментальным методами. При этом использова детерминированные методы нелинейных колебаний, электродинамиче
ПОТеНИИаЛОВ. ЧИСЛеННЫе метОПЫ ПЄШЄНИЯ пиААрПР.шіияпМіЧУ vnanuo
математические методы планирования эксперимента и методы статической обработки экспериментальных данных.
Достоверность и обоснованность. Достоверность полученных результатов подтверждается согласованностью теоретических и экспериментальных выводов, математической моделью созданной на основе теории электромагнитного поля и теории нелинейных колебаний, экспериментами в условиях лаборатории и испытаниями серийных образцов в реальных условиях эксплуатации.
На защиту выносятся:
методы расчета ручного электрифицированного виброинструмента позволяющие выбрать основные параметры системы по технологическим критериям качества;
результаты исследования динамики привода зачистной машины, полученные в результате численного расчета и экспериментальных исследований и их анализ;
разработанные на основе проведенного анализа рекомендации по совершенствованию конструкции данного устройства с целью повышения эксплуатационных характеристик его работы;
принципиально новая конструкция зачистного устройства позволяющая снизить вибрации и повысить надежность его работы.
Научная новизна:
разработана методика анализа электромагнитного поля, дающая точную картину распределения плотности магнитного потока, плотности тока и распределения линий магнитной индукции в магнитопроводе вибровозбудителя позволяющая учесть особенности конструкции реального устройства с целью получения данных для корректировки значения плотности магнитного потока в уравнениях динамики устройства и максимизации величины тягового усилия электромагнита;
построена математическая модель зачистной машины учитывающая сложный характер взаимодействия электромагнитной и механической
подсистем устройства, позволяющая выявить область параметров системы обеспечивающую устойчивый режим её работы;
установлены оптимальные значения параметров электромагнита, в частности: количество витков катушки электромагнита вибровозбудителя и диаметр провода, обеспечивающие длительный режим работы при максимальной технологической нагрузке;
на основании динамического расчета предложено техническое решение о создании трансмиссии позволившей увеличить силу резания в два раза;
разработана методика инженерного расчета зачистной машины и пакет прикладных программ в среде MathCAD 2000 и ANSYS 5.5.
Практическая полезность:
предложена технология вибрационной очистки поверхностей деталей перед покраской и нанесением антикоррозионных покрытий и технические решения, реализованные в конструкции зачистной насадки "Мастер НЗА";
разработаны рекомендации по совершенствованию конструкции зачистной машины с целью повышения эксплуатационных характеристик;
разработана принципиально новая конструкция вибропривода зачистной машины, позволяющая значительно снизить вибрации устройства и повысить надежность его работы.
Реализаиия результатов. Разработанная методика расчета параметров ручного механизированного инструмента с электромагнитным приводом может быть использована при создании механизированного виброинструмента выпускаемого на предприятиях промышленности и, в частности, в научно-производственном объединении "ВМТ".
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и
одобрены на III Международной научно-технической конференции
"Вибрационные машины и технологии" (г.Курск-1997г.), Втором
Всероссийском семинаре "Моделирование неравновесных систем-99"
г.Красноярск-1999г.) и Международном симпозиуме "Машины и механизмы
ударного, периодического и вибрационного действия" (г.Орел-2000г.).
Публикации. Основные положения диссертации изложены в 5 публикациях. По результатам работы подготовлена заявка на изобретение.
Структура и объем диссертауии. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка и приложения. Текст диссертации изложен на 137 страницах, иллюстрирован 63 рисунками, 2 таблицами, библиографический список содержит 143 наименования, имеется приложение на I странице.
Автор выражает благодарность к.т.н., доценту Мищенко В.Я. за ценные замечания, высказанные при выполнении данной работы.
