|
ФPAГMEHT УЧЕБНИКА (...) Электропривод поперечной подачи сферо-и внутришлифовальных станков
Промышленность выпускает сферошлифовальные станки для шарикоподшипникового производства с электромеханическим приводом поперечной подачи. Такой привод не контролирует процесс шлифования, что является его принципиальным и существенным недостатком.
Он обеспечивает постоянную подачу и не учитывает влияния упругой деформации станка. Это приводит к затягиванию процесса шлифования, когда при осыпании шлифовального круга резко сбрасывается упругая деформация, и увеличению опасности возникновения ожога при засаливании [шлифовального круга, когда Рис. 8-11. Зависимость мощности упругая деформация возрастает, шлифования от времени или от при-
Московским энергетическим пуска изделия институтом и 1 ГПЗ исследована и внедрена на сферошлифовальных станках модели ЛЗ-8 новая следящая система электропривода поперечной подачи [Л. 35]. Эта система учитывает упругую деформацию станка и позволяет: повысить производительность, исключить брак изделий по ожогу, повысить стойкость шлифовальных кругов, значительно упростить кинематическую цепь, исключить вмешательство рабочего в процесс шлифования и полностью автоматизировать станок на современном техническом уровне.
Качественным и количественным критерием технологического процесса на станке с новой системой подачи является мощность резания (шлифования), величина которой поддерживается на предельно допустимом уровне при черновой и чистовой обработке.
На станке обеспечивается следующий цикл работы (рис. 8-11): а) ускоренный подвод шлифовального круга к детали и его врезание; б) черновое шлифование с максимально допустимой мощностью; в) снятие упругой деформации; г) чистовое шлифование с пониженной мощностью; д) ускоренный отвод шлифовального круга от изделия.
Упрощенная схема поперечной подачи станка изображена на рис. 8-12. Система электропривода поперечной подачи представляет, собой замкнутую систему автоматического поддержания мощности шлифования релейного действия. Контроль мощности шлифования ведется по мощности двигателя шлифовального круга Дк, потребляемой из сети.
Измерение мощности двигателя осуществляется с помощью статической фазочувствительной схемы, состоящей нз трансформаторов тока ТТ и напряжения ТН [Л.35].
При колебании напряжения питающей сети изменяется сигнал обратной связи и, следовательно, мощность шлифования. Для устранения этого влияния задающее напряжение автоматически регулируется обратно пропорционально напряжению сети. Это обеспечивается узлом схемы, в котором задающее напряжение определяется как разность между стабилизированным напряжением U„ и напряжением, пропорциональным изменению Uc. Величина задающего напряжения снимается с потенциометра R.,.
При повышении потерь мощности в подшипниках шлифовального шпинделя Шмощность резания уменьшается. Для исключения этого введена компенсация холостого хода двигателя круга. В период холостого хода к узлу обратной связи подключается запоминающий конденсатор, который в период шлифования повышает задающее напряжение пропорционально повышению мощности холостого хода двигателя.
Для сравнения напряжения обратной связи по мощности i/0.c с задающим напряжением служит нуль-индикатор. Такой же нуль-индикатор сравнивает сигналы датчика размера с эталоном.
Нуль-индикатор включает в себя высокочастотный генератор Г, диод Д и сглаживающий трансформатор ТС. Работа нуль-индш катора основана на резком возрастании сопротивления полупроводникового диода при приложении к нему обратного напряжения постоянного тока.
Схема работает следующим образом. При Us f/0.r. на диод прикладывается обратное напряжение, равное U3—Ua.c. Сопротивление диода при этом высокое и он не пропускает сигнала генератора Г. Рле мощности РМ, получающее сигнал с согласующего трансформатора через усилитель У, не включается, а двигатель подачи, якорь которого соединен через размыкающий контакт реле РМ, включается и обеспечивает через редуктор Р поперечную подачу шлифовальной бабки. При t/3 Н0,с сопротивление диода падает, сигнал генератора проходит, реле РМ включается, а двигатель подачи отключается. Так обеспечивается приблизительно постоянная мощность шлифования.
Контроль размера изделия осуществляется бесконтактным индуктивным датчиком размера, сконструированным на 1 ГПЗ. Датчик размера Д , включен в дифференциальную схему с эталонным датчиком Mi, гщгнал которой подается на фильтр Ф. В конце операций чернового и чистового шлифованияот сигнала датчика включается реле размера РР и реверсирует двигатель подачи.
Электронный коммутатор К служит; для обеспечения работы реле РМ от датчика мощности и реле РР от датчика размера.
1. Рассчитать характеристику датчика обратной связи по мощности. Напряжение на выходе Т-образной схемы измерения мощ где Uu, Ur — вторичные напряжения трансформаторов напряжения и тока; — угол сдвига между линейными напряжением и током двигателя; k — коэффициент пропорциональности.
При ?/н ?/т значением UT в знаменателе можно пренебречь и тогда выходное напряжение схемы оказывается пропорциональным активной составляющей тока двигателя
Погрешности принятой схемы зависят в основном от двух факторов: а) от величины напряжения Ив, которое чем выше по сравнению с Ut, тем меньше погрешность измерения; б) от фазовой погрешности трансформатора тока, для уменьшения которой маг-нитопровод трансформатора не замкнут и работает в ненасыщенном режиме.
Расчетная зависимость f/oc = f (Рд) приведена на рис. 8-]д , (кривая /).Там же приведена экспериментальная зависимость ц вая 2).
2. Составить функциональную схему электропривода поперед „ подачи. Функциональная схема приведена на рис. 8-14. Мо
Рис. 8-14. Функциональная схема привода подачи считать, что система имеет на входе начальный припуск издед ун&ч, из которого в процессе шлифования вычитается снима, U припуск у|13Д. Эго вычитание условно производится с помощью 11 рительног элемента, обозначенного на схеме 1ИЭ. Оставщр припуск изделия у0 измеряется датчиком размера ДР, сигн я которого подается на двигатель подачи ДП и в узел задаюц л напряжения УЗИ. К этому напряжению добавляется напря° ние запоминающего устройства ЗУ, пропорциональное моц ти холостого хода двигателя круга. Сложение производи с" в 2ИЭ. Этот суммарный сигнал является задающим U3 в теме автоматического поддержания постоянства мощдщ двигателя шлифовального круга ДК. Разность суммарного 3 й дающего сигнала и сигнала обратной связи и0.с , обеспечу мого узлом измерения мощности У ИМ и пропорционального Моц6 ности шлифования, подается на вход релейного чувствительц0 элемента ЧЭ. Эта разность получается в ЗИЭ. Чувствительц, -элемент с помощью реле включает и отключает двигатель пода41и который через редуктор Р и ходовой винт обеспечивает поперную подачу суппорта шлифовальной бабки станка С. При этом осуществляется черновое шлифование с примерно постоянной мощностью, определяемой задающим сигналом U3. После снятия чернового припуска датчик размера дает команду на снижение Us, Обеспечивается чистовое шлифование с пониженной мощностью. В конце процесса шлифования, когда заданный припуск изделия полностью снят, датчик размера подает сигнал на двигатель подачи, который обеспечивает ускоренный отвод шлифовального круга от изделия.
3. Составить структурную схему и определить передаточные функции звеньев системы автоматического поддержания постоянства мощности шлифования. Схема составляется на основании функциональной схемы (рис. 8-14). Первым звеном схемы является чувствительный элемент релейного действия, который объединяет нуль-индикатор, усилитель и реле, включающее двигатель. На вход звена подается сигнал управления иу или гу, а на выходе получается напряжение на якоре двигателя. Чувствительный элемент может быть инерционным. Поэтому его можно рассматривать как инерционный усилитель с передаточной функцией и безынерционный нелинейный элемент с характеристикой, приведенной на рис. 8-16.
Двигатель подачи может рассматриваться как апериодическое звено с электромеханической постоянной времени. Электромагнитная постоянная времени мала
Редуктор и ходовой винт изображаются в схеме как безынерционный преобразователь скорости двигателя подачи в моторную подачу с коэффициентом передачи Кр.
Для учета влияния упругой деформации станка и износа шлифовального круга, которые соизмеримы со снимаемыми припусками изделия, в структурную схему включено звено, определяющее упругую технологическую систему «станок — инструмент — деталь», условно названное звеном «станок».
Для вывода уравнения этого звена можно воспользоваться зависимостью, имеющей место в любой момент времени в процессе шлифования,
из которой видно, что перемещение суппорта ус не равно припуску изделия уи, а больше его на суммарную величину износа круга г/и.к и упругой деформации уу.д. |
