Повышение динамического качества металлорежущих станков путем автоматического управления демпфированием в стыках упругой системы

• Автор: Сальников, Игорь Вадимович
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Куйбышев
• Количество страниц: 250 c. : ил

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
ГЛАВА I. НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ПОВЫШЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО КАЧЕСТВА СТАНКОВ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Фундаментальные исследования динамики станков. Направления исследований системы СПИД
1.2. Математические модели подсистем станков
1.3. Демпфирование в стыках несущей системы станков
1.4. Подсистемы станка как объекты управления
1.5. Системы адаптации несущих систем станков
1.6. Преобразователи "перемещение-электрический сигнал" и "электрический сигнал-перемещение"
1.7. Цель и задачи исследования
ГЛАВА 2. НЕКОТОРЫЕ СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ТЕОРИИ УПРАВЛЕНИЯ ДЕМПФИРОВАНИЕМ В СТЫКАХ УПРУГОЙ СИСТЕМЫ
2.1. Математическая модель несущей системы координатно-расточного станка одностоечной компоновки
2.2. Математическая модель подсистемы "стол-салазки--станина" о активным динамическим демпфером
2.3. Область управляемости упругими силами стыка
2.4. Теоретическое исследование системы с демпфированием, как объекта управления
2.5. Выводы по главе
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СПЕЦИФИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМ АКТИВНОГО ДЕМПФИРОВАНИЯ В СТЫКАХ
3.1. Метод и устройство для получения информации об относительных угловых колебаниях
3.2. Устройство для измерения относительных продольных колебаний

3.3. Измерительные преобразователи относительной скорости узла в направлении его движения и перпен— дикулярном ему
3.4. Двухкомпонентный измерительный преобразователь
относительной скорости
3.5. Одно и двухкомпонентные измерительные преобразователи скорости радиальных биений вращающихся узлов станка
3.6. Передаточная функция измерительного преобразователя "скорость-электрический сигнал"
3.7. Математическое описание специфических преобразователей электрического сигнала в перемещение
3.8. Устройство для демпфирования в подвижных стыках
несущих систем станков
3.9. Повышение потенциальной энергии в стыках несущей
системы станков
3.10. Устройство для активного демпфирования и компенсации деформаций управляемым стыком
З.П. Функциональная и динамическая структура системы
автоматического управления демпфированием . . . III
3.12. Выводы до главе
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОВЫШЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО КАЧЕСТВА МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ ПУТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ДЕМПФИРОВАНИЕМ В СТЫКАХ УПРУГОЙ СИСТЕМЫ
4.1. Конструктивно-функциональная схема установки
4.2. Механо-электрическая часть экспериментальной установки
4.3. Измерительно-регистрируюший комплекс экспериментальной установки. Структура

4.10 ГЛАВА

4.3.1. Выбор и обоснование системы координат
4.3.2. Блок-схема и элементы измерительно-реги— стрирующего комплекса
Измерительные преобразователи абсолютных колебании
Предварительный усилитель
Следящий режекторный фильтр на частоту сети и её
гармоники
Усилит ельно-интегрир.уюпдай блок
Трехкомпонентный динамометр
Система автоматического управления демпфированием
. Выводы по главе
. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ДОСТОВЕРНОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОПИСАНИЯ РАЗРАБОТАННЫХ МОДЕЛЕЙ СТАНОЧНЫХ СИСТЕМ С ДЕМПФИРОВАНИЕМ
Общие вопросы методики исследования
5.1.1. Условия экспериментальных исследований . Экспериментальное определение исходных характе— ристик опытной установки, необходимых для аналитического исследования систем
5.2.1. Некоторые замечания
5.2.2. Определение статической жесткости и составление баланса упругих перемещений
Экспериментальное исследование влияния контакт— ного сближения демпфирующего подвижного стыка направляющих качения на его динамические харак— теристики

133 143

а. При введении АДЦ в стык стол-салазки колебания стола относительно салазок и их скорость минимальны. Соответственно уменьшается рассеивание энергии в стыке. Экспериментально подтверждены малые значения демпфирования по оси Z в стыках подсистемы ССС. Демпфирование в самом ДДД токе незначительно, так как пластины в пьезодвигателях работают в рекиме сухого трения по нормали к поверхности. Силовое взаимодействие АДЦ с элементами подсистемы ССС происходит также в режиме сухого трения, в котором демпфирование минимально.
б. Масса салазок для КРС одностоечной компоновки среднего типа в 3-4 раза больше массы стола. Жесткость С, , при большей площади контакта и одинаковом удельном давлении, примерно в 1,5-2 раза выше жесткости Сг. Все это определяет небольшие относительные скорости салазок и станины и соответственно малое демпфирование в стыке.
Запишем уравнения системы:
| tn/Xf +(с1 + С2)1~СгХг = (Р+а) Sincüt (2.2.5)
( тгХг + Сг(Хг-Х{) =-с( Sill cot . (2.2.6)
Коэффициенты при переменных согласно [217]
аи=т^ -, а1г=0 ; агг = тг (2.2.7)
называются коэффициентами инерции, а
си =С,+С2 ; С1г=-Сг ; Сгг=Сг (2.2.8)
- обобщенными коэффициентами жесткости.
Общий интеграл дифференциальных уравнений (2.2.5) и (2.2.6) определяющий закон изменения координат и Х2 имеют вид:
X^BjSitiiKj +pi)+B2si/l(K2t+p2)+AfB sincüt ; (2.2.9)
Xz-fXjBfSitl(Kft)i-{l2B2Sin(K2t +рг) M20SLtiCot. (2.2.10)