Анализ сил действующих в направляющих резцедержателей токарной головки станка с адаптивной системой управления для проточки тормозных дисков



Дата08.07.2019
Размер1.66 Mb.
#117317

УДК 629.11
ВЛИЯНИЕ СИЛ ТРЕНИЯ В НАПРАВЛЯЮЩИХ ТОКАРНОГО СТАНКА НА ТОЧНОСТЬ СРАБАТЫВАНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ СТАБИЛИЗАЦИИ СИЛ РЕЗАНИЯ

Е.П.Мельникова, В.В. Быков, С.В. Боднар

Автомобильно-дорожный институт государственное высшее учебное заведение "Донецкого национального технического университета» (АДИ ГВУЗ « ДонНТУ»), г. Горловка, Украина

Для управления точностью процесса обработки резанием необходимо обеспечить точность взаимного расположения инструмента и обрабатываемой детали [1,2,3,4]. Это актуально при восстановлении тормозных дисков непосредственно на автомобиле с применением токарного станка с гидравлической системой стабилизации сил резания [5].

Направляющие резцедержателей станка обеспечивают необходимое взаимное расположение резцов и возможность их перемещения относительно тормозного диска. Взаимные возвратно-поступательные движения резцедержателей прямоугольной формы c одной степенью свободы способствуют постоянному изменению действующих сил в направляющих. Скорости скольжения в направляющих определяются кинематикой и динамикой функционирования гидравлической системы стабилизации сил резания.

Целью данной статьи является изучение влияния сил трения в динамике на чувствительность гидравлической системы стабилизации сил резания при перемещении резцедержателей в прямоугольных направляющих токарного станка для восстановления тормозных дисков автомобилей.

Для достижения поставленной цели рассмотрим характер действия сил трения в направляющих скольжения двурезцового токарного станка с внутренней гидравлической системой стабилизацией сил резания, изображенных на рисунке 1.

На каждом резце, закрепленном на передних концах направляющих, действуют составляющие силы резания . Полости гидроцилиндров соединены между собой. Перемещению резцедержателей препятствуют силы трения Fтр1 и Fтр2.




Рис.1 Схема действующих сил в направляющих резцедержателей:

1. Направляющая резцедержателя 2. Резцедержатель 3.Поршень 4. Корпус 5. Пружина 6. Полость 7. Передаточная функция 8. Тормозной диск


Динамические особенности процесса функционирования резцедержателей в прямоугольных направляющих рассмотрим с помощью двухмассовой модели системы станок-деталь-инструмент (Рис. 2).

Рис. 2. Структурная расчетная схема движения резцедержателей в направляющих

Резцедержатели массой mд связаны между собой упругими связями с коэффициэнтом жесткости kд с помощью передаточной функции W. На резцедержатели действуют радиальные состовляющие сил резания Ру1 и Ру2, силы нормального давления N1 и N2 , силы трения Fтр1 и Fтр2, силы демпфирования с коэффициентом демпфирования сд.

Уравнение движения резцедержателей для принятой схемы запишем в виде


(1)

,
где – приведенные силы инерции системы, y и –перемещение и скорость перемещения приведенных масс.

Тангенциальная составляющая силы резания состоит из постоянной Pz0 и переменной составляющих Pzi.


(2)
где kp – коэффициент резания, а = (yі - y) – величина изменения срезаемого слоя в радиальном направлении, – угловая частота вращения диска, τ – длительность перемещения.

Осевая и радиальная составляющая силы соответственно равны:


(3)


где – коэффициент трения, - главный угол в плане.

Сила трения при перемещении резцедержателей имеет вид


(4)

где - коэффициент трения в направляющих при перемещении резцедержателей, i = 1,2.

Тогда дифференциальные уравнения примут следующий вид

(5)
В полученной модели сила трения Fтр может изменять знак плюс на минус. В неподвижном состоянии резцедержателя значение коэффициента трения , а при перемещении резцедержателя с массой mд – значение коэффициента трения уменьшается .

Направление силы трения изменяется от направления перемещения резцедержателей. Следовательно система уравнений будет иметь вид:


(6)
Если скорость перемещения , то сила трения
,
а при сила трения равна

.
Решая систему уравнений (6) по методике предложенной в [4] приходим к выводу, что приблизительной формулой для определения длительности перемещения резцедержателей в направляющих можно принять:


где частота собственных колебаний системы.

Величина перемещения резцедержателей в направляющих в этом случае



Величина осциллирующего перемещения резцедержателя снижает чувствительность функционирования внутренней гидравлической системы стабилизации сил резания, однако с точки зрения повышения вибростойкости и обеспечения симметричности функционирования наиболее рациональными и технологичными являются прямоугольные направляющие.



Вывод. На основе предложенной математической модели динамических особенностей функционирования резцедержателей в прямоугольных направляющих токарного станка для восстановления тормозных дисков определено, что чувствительность функционирования гидравлической системы стабилизации сил резания в значительной степени определяется разностью сил трения в направляющих резцедержателей.

Список литературы: 1. Подураев В.Н. Автоматически регулируемые и комбинированные процессы резания / В.Н.Подураев. – М.: Машиностроение, 1977. – 303 с. 2. Пуш В.Э. Конструирование металлорежущих станков. – М.: Машиностроение, 1977. – 390с. 3.Плотников А.Л. Обеспечение надежности определения режимов лезвийной обработки для автоматизированного станочного оборудования на основе оперативной информации о свойствах инструмента и детали: автореф. дис. на соискание научн. степени доктора техн. наук: спец. 05.02.07 «Технология и оборудование физико - механической обработки»/ А.Л. Плотников – Саратов, 2001. – 31 с. 4. Луців І.В. Основи створення багатолезового оснащення з міжінструментальними зв’язками для обробки поверхонь обертання: дис. … доктора техн. наук: 05.03.01 / Луців Ігор Володимирович.– Тернопіль, 2006. – 448 с. 5. Биков В.В. Влияние сил трения на эффективность срабатывания адаптивной системы управления. Сучасні технології в машинобудуванні. Збірник наукових праць.- Харків НТУ «ХПІ», - 2010, Випуск 4, С 92-96


Поделитесь с Вашими друзьями:




База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2022
обратиться к администрации

    Главная страница