Введение к работе
Актуальность теш. Повышение технического уровня металлоре-щих станков и автоматических линий неразрывно связано с зада-й улучшения их динамического качества. Касаясь всей продукции анкостроения, данное положение, прежде всего, относится к обо-дованию, оснащенному гидравлическим приводом исполнительных ханизмов.
Обладая рядом неоспоримых достоинств, станочный гидропривод, есте с тем, характеризуется сравнительно низкой жесткостью и лой демпфирующей способностью. Как следствие этого, при рабо-гидрофицированных станков в их системе часто возникают интен-вные колебательные процессы, различного рода перегрузки, шум вибрация, вызывающие снижение качества обработки, стойкости пущего инструмента, надежности и производительности оборудова-я в целом.
Наибольшими возможностями в плане повышения уровня динами-ского качества технических объектов обладает метод синтеза, кованный на дополнительном введении в структуру их динацичес-й системы (ДО специальных корректирующих устройств (КУ) или чзей с настраиваемыми законами регулирования. Стр; чтурный ме-ц получил самое широкое распространение в различных областях кники и эффективно используется как при проектировании машин, к и на стадий их модернизации.
Однако, несмотря на "доступность" ДС гидрофицированных стан-в для ее структурной.коррекции, указанный метод синтеза в от-вении рассматриваемого вида металлообрабатывающего оборудова-1 должного применения пока не нашел. Объясняется это прежде зго тем, что станкостроение практически не имеет эффективных , позволяющих изменять динамические свойства системы силового точного гидропривода, а, соответственно, - и всего объекта в збуемом направлении. Отсутствуют также и формализованные инже-рные методики расчета средств коррекции динамических характе-зтик станков с гидроприводом.
В то же время, непрерывно растущие требования к производи-іьности и надежности металлорежущих станков, качеству обраба-заемых изделий обуславливают необходимость обеспечения и более :окого уровня динамического качества станочного оборудования, этому развитие и использование возможностей наиболее эффектив-
- I -.
'ного метода синтеза.ДС - структурного, является важной и актуальной задачей станкостроительной промышленности.
Цель работы. Повышение уровня динамического качества гидре фицированкых металлорежущих станков за счет структурной корреї ции их динамических систем.
Объект исследований - металлообрабатывающее оборудование с гидравлическим приводом исполнительных механизмов.
Методы исследований. В процессе теоретических и эксперимеь тальных исследований использовались современные математические методы спектрального и регрессионного анализа, ЛП-поиска, граф ческой алгебры, теории автоматического регулирования (ТАР). Рг чет и обработка экспериментальных данных осуществлялись по pas работанныа программам на ЭВМ ЕС 1035. Экспериментальные иссле;: вания проводились на специально созданном стендовом оборудовании с использованием современной изыерительной и регистрирующе аппаратуры.
Научная новизна исследований состоит и теоретическом раэви тин структурного метода синтеза ДС применительно к станкам с гидравлическим приводом исполнительных механизмов и содержит:
теоретическое и экспериментальное обоснование возможном и целесообразности управления динамическими характеристиками гвдрсфицированных станочных объектов за счет дополнительного введения в их структуру специальных К/, выполненных на базе дросселирующей гидроаппаратуры с аналоговым элсктроуправлениеы
методику выбора варианта включения исполнительного механизма Ш в магистрали станочного гидропривода, построенную на расчете и анализе чувствительностей передаточной функции (ПФ) замкнутой системы станка к 11$ отдельных участков его гидропривода;
методику формирования функции цели ДС гидрофицированного станка при резании, предполагающую построение желаемой Ш станочной системы в ее разомкнутом состоянии и основанную на разр ботке и использовании специальных номограмм, устанавливающих зі висимость показателей динамического качества систем с неединичной обратной связью от параметров типовых желаемых ПФ следящих систем;
методику расчета и настройки требуемых КУ, учитывающую возможности их технической реализации, а также вариации пара-
етров станочного оборудования.
Техническая новизна. Предложен ряд схем станочных гидроприводов с улучшенными динамическими свойствами. Новизна и ориги-альность данных схем защищены 10-ю авторскими свидетельства-и СССР.
Практическая ценность. Разработанная методика структурного интеэа ДС станков с гидроприводом, предполагающая расчет, тех-ическуга реализацию и настройку требуемых КУ, позволяет обеспе-ить заданный уровень динамического качества гидрофицкрованных еталлореиущих станков на стадии их проектирования, а также при одернизации.
Отдельные положения предложенной методики, связанные с ана-изом динамического качества системы, выбором схемного варианта оррекции, формированием функции цели, а также расчетом и настойкой дополнительно вводишх КУ, могут быть ИСПОЛЬЗОЕаКЫ для интеэа ДС и других технических объектов, структурная схема ко-эрых подобна структуре гидрофицированного станка.-
Практический интерес для организаций, занимающихся проекти-эванием и эксплуатацией различных машин с гидроприводом, может редставлять также принцип модульного построения и непосредст-знно сама конструкция разработанного электрогидрав,гпческого зрректирующего устройства (ЭКУ) с комплектом взаимозаменяемых зтырехполюеников постоянного тока.
Реализация результатов работа. Использование на Минском ПО ) напуску автоматических линий им.П.М.Майорова результатов ря-i теоретических и экспериментальных исследований настоящей ра-)тм, направленных на повышение быстродействия транспортных ме-шиамов автоматических линий (АЛ), а такке создание прогрес-івньїх схем станочных гидроприводов с насосами объемного регу-ірования и пневмогидравлическими аккумуляторами СГА), поэволи-) получить от их внедрения годовой экономический эффект в раз-іре 63 тыс.рублей (долевое участие автора).
Апробация работы. Основные полояенйя диссертации доложены и ісуядени: на Всесоюзной научно-технической конференции "Совер-нствование гидро-и пнеимоагрегатов в машиностроении" (г.Грязи, 65), на республиканских научно-технических конференциях "Пути вышения качества и надежности машин" (г.Минск, I960), "Йссле-вание и перспективы развития зажимных, загрузочных и фиксиру-их механизмов станков-автоматов и станков с программным управ-
лениеы".(г.Чернигов, 1980), "Проблемы снижения шума и предотвра щения его отрицательного воздействия на здоровье людей" (г.Мине 1983), "Пути повышения технического уровня и надежности машин" (г.Минск, 1986), "Повышение технического уровня, надежности и долговечности машин" (г.Минск, 1990), на республиканских научнс технических семинарах "Динамическое качество станков" (г.Минск, 197Э), "Метода повышения эффективности операций металлообработки, прогрессивного оборудования и оснастки" (г.Минск, 1983), "I ционаЛьиое использование металлорежущего оборудования и зффекті ные методы обработки деталей машин" (г.Минск, 1984), на конфере риях профессорско-преподавательского состава Белорусского политехнического института (г.Минск, 1979 и 1980г.г.).
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликована 21 печатная работа, в том числе 10 авторских свидетельс
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы из 134 наименований. Раб та содержит 128 машинописных страниц основного теиста, 106 рис; ков, 9 таблиц и 9 приложений.
