Введение к работе
Актуальность. Привод - один из важных узлов обрабатывающей ашины, так как через него обеспечивается передача основной части по-ребляемой энергии.
Привод главного движения металлорежущих станков должен обеспе-ить заданный диапазон частот вращения и мощности на шпинделе, ми-имальное влияние на точность вращения шпинделя сил возмущений, эзможность автоматического изменения частоты вращения, высокие ди-амические свойства, приемлемый уровень шума, надежность, минималь-ую стоимость. Развитие современных станков с ЧПУ направлено на полу-ение максимальной производительности и универсальности. Это требует величения диапазона и использования бесступенчатого регулирования ривода. Последнее способствует все более широкому применению в ме-шлорежущих станках приводов с регулируемым двигателем, которые аксимально упрощают конструкцию и повышают компактность. В каче-гве регулируемого двигателя используются электродвигатель постоянно-) тока или асинхронный электродвигатель с частотным регулированием, эторые имеют недостаточный диапазон регулирования (РчД=3-6.). Поэто-у необходимый диапазон регулирования привода достигают использова-ием ступенчатого переключения , чаще всего используют две ступени ]дя этого применяют ступенчатую коробку скоростей или механизм пе-гбора. В последнее время для двухступенчатого переключения в приводе эименяют планетарные механизмы . Благодаря их компактности и удоб-гву встраивания коробку скоростей встраивают в шпиндельный узел ганка или пристыковывают к электродвигателю главного привода.
С ростом удельной мощности, производительности, точности и тре-эваний по надежности станков все большее значение при проектирова-ии имеет учет динамических характеристик главного привода, которые ) многом определяют точность и надежность станка. Между тем дина-ика таких приводов, содержащих регулируемый двигатель и двухсту-гнчатый планетарный механизм, до сих пор мало исследована.
Цель работы. Снижение динамических нагрузок и уровня колебаний станочном приводе с планетарным механизмом путем изменения его руктуры и параметров на этапе проектирования.
Общая методика исследований. Результаты работы получены путем атематического моделирования ступенчатого привода , регулируемых гектроприводов с перебором и планетарным механизмом и их сравне-
ния с помощью ЭВМ. При выполнении работы использовался подход к приводам как линейным дискретно-распределенным крутильно-изгибным динамическим системам. Для разработки математических моделей привлекался аппарат обыкновенных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами. Адекватность рациональной расчетной схемы привода с планетарным механизмом установлена на основе сравнения экспериментальных и расчетных данных. Для управления динамическими характеристиками использовался многофакторный численный эксперимент на основе плана в виде греко-латинского квадрата.
Научная новизна работы: -математическая конечно-элементная модель динамической системы станочного привода с планетарным механизмом;
-функциональная связь между конструктивными параметрами привода и динамическими нагрузками, уровнем колебаний его элементов.
Практическая ценность: -методика использования пакета ESW для моделирования станочного привода с планетарным механизмом, позволяющая анализировать и получать количественную оценку показателей динамического качества привода; -методика отстройки собственных частот привода от частот возмущений; -практические рекомендации, позволяющие на этапе проектирования добиваться снижения динамических нагрузок в элементах привода.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях: "Управление качеством финишных методов обработки" (г.Пермь, 1996); "Проблемы образования, научно-технического развития и экономики уральского региона" (г.Березники, 1996), на заседаниях кафедры "Станки" МГТУ "Станкин".
Публикации. По теме диссертации опубликовано четыре работы.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов и рекомендаций, списка литературы и приложений. Она содержит 153 страницы машинописного текста, в том числе 47 рисунков, 7 таблиц. Библиография содержит 124 источника.