Устройство ограничения вибраций на шлифовальном станке
СОНИ СОВЕТСКИХ
СЮЦФ
РЕСПУБЛИК з(д) В 24 В 49/QQ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТ0РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 952553 (21)3357.963/25 08 (22) 24.11.81 (46) 15.07.83>Бюл. Р 26 (72) Ю.Н.Петренко, В.П.Беляев и Г.И.Гульков (71) Белорусский. ордена Трудового
Красного Знамени политехнический институт (53) 621 .503.53(088.8) (56) 1.: Авторское свидетельство СССР
9 952553, кл. З 24 В 49/00, 16.01.81 (54)(57} УСТРОЙСТВО ОГРАНИЧЕНИЯ ВИБ- .
РАЦИЙ HA ШЛИФОВАЛЬНОИ СТАНКЕ; .по ажсв. В 952553, е .т л и ч а ю щ ее с я тем что, с целью повышения и6оизводйтельности обработки. в него введены Функциональный преобразователь, дополнительный сумматор. делитель и умножитель. причем вход Функ,.SU„„1028487 А.ционального поеобоазователя попключен к выходу датчика момента. электоопвигателя шлиФовального круга. а выход— к первому входу дополнительного сумматора ко второму входу которого под ключен задатчик частоты напряжения питания, выход дополнительного сумматора псдключен ко втооык входам пеов>го и втооого вычислителей, к первому входу системы управления преобразователя частоты и к первому входу делителя, ко второму входу которого подключен задатчик частоты напряжения питания, выход делителя подключен к первому входу множителя, ко второму входу которого подключены выходы первого и второго вычислителей, щ .С выход умножителя подключен ко второму входу системы управления преоб.разователя частоты.
1028487 момент нагрузки (усилие резания) при этом значительно ниже номинального, Падение скорости резания ведет к уменьшению произнодительности чисто-, вой обработки.и правки круга, а следовательно всего процесса шлифования.
Уменьшение производительности при чистовом шлифовании объясняется тем, что .при уменьшении скорости резания увеличивается шероховатость шлифованной поверхности и для обеспечения требуемой шероховатости при уменьшении скорости необходимо одновременное уменьшение подачи. При правке круга {например, алмазным инструментом) с уменьшением скорости круга увеличивается фактическая подача правящего инструмента на один оборот круга, что приводит к увеличению высоты неровностей рельефа рабочей поверхности круга. Следовательно, при одинаковой шероховатости обрабатываемой поверхности продольная подача правящего инструмента в единицу времени для меньшей скорости круга должна быть уменьшена, что ведет к уменьшению производительности процесса правки. цель изобретения - повышение производительности обработки на шлифовальных станках.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно ) введены функциональный преобразона" тель, дополнительный сумматор, делитель и умножитель, причем вход функчен к выходу датчика момента электродвигателя шлифовального круга, а вы,ход - к перв, му входу дополнительного сумматора, ко второму входу которого подключен задатчик частоты напряжения, выход дополнительного сумматора подключен ко вторым входам первого и второго вычислителей, к первому входу системы управления преобразователя частоты и к первому входу делителя, ко второму входу которого подключен эадатчик частоты напряжения питания, выход делителя подключен к первому входу умножителя, ко второму входу которого подключены выходы первого и второго вычислителей, выход умножителя подключен ко второму входу системы управления преобразователя частоты.
На фиг.1 изображена функциональная схема устройства; на фиг.2 — зависимость Ь(В = (М)для двигателя
4ЛРВ16086УЗ.
Устройство содержит шлифовальный станок 1, соединенный с выходом датчика вибраций 2, асинхронным электроднигателем привода шлифонального круга 3, электроприводом подачи 4, вход которого соединен с выходом системы управления 5, вход которой соединен с выходом сумматора 6, прямой
Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть ис». пользонано для ограничения вибраций при обработке деталей на шлифовальных станках.
По основному авт.сз. Р 952553 известно устройство ограничения вибраций на шли@овальном станке . содержащее датчик вибрации, асинхронный электродвигатель привода шлифовального круга, электропривод подачи, 10 вход которого соединен с выходом системы управления, вход каторой соединен с выходом сумматора, прямой вход которого соединен с выходом задатчика величины подачи, а инверсный - с выходом интегратора, вход которого соединен с выходом, элемента сравнения, входы которого соединены с выходами датчика. вибраций и выходом эа,датчика допустимого уровня вибраций, вход асинхронного электродвигателя привода шлифовального круга соединен с выходом преобразователя частоты, вход которого соединен с выходом преобразователя частоты, вхсд которого соединен с выходом системы управления, первый вход которой соединен с выходом задатчика частоты напряжения питания, а второй - а выходами первого и второго вычислителей., первые входы которых соединены с выходом эадатчика частоты напряжения питания, второй вход первого вычислителя соединен с выходом первого ключа, второй вход второго вычис лителя соединен с выходом второго 3» ционального преобразователя подклюключа, входы ключей соединены с выхо" дом датчика момента, вход которого соединен с асинхронным электродви" гателем привода шлифовального круга.
Принцип действия даиного устройства основан на том, что одновременно с изменением скорости подачи изменяют магнитный поток асинхронного электродвигателя привода шлифовального круга путем регулирования напряжения питания. Магнитный поток двигателя изменяют так, чтобы сохранить потери мсщности в двигателе на номинальнЬМ уровне, т.е. при определенном значении момента двигателя М в установившемся режиме работы асинхронный двигатель будет находиться в точке механической характеристики с абсолютным скольжением P,,при котором потери в двигателе будут равны номинальнымг13 55
В данном устройстне при изменении магнитного потока путем регулиро вания напряжения питания происходит падение частоты вращения шлифовального круга (скорости резания) ниже 60 номинальной, которая янляется заданным значением. Падение скорости резания зависит от момента нагрузки и наиболее выражено при чистовом шлифовании и правке круга, так как
1028487 вход которого соединен с выходом задатчика величины подачи 7, а инверсный - с выходом интегратора 8, вход которого соединен с выходом элемента сравнения 9, входы которого соединены с высодами датчика вибраций 2 и выходом эадатчика допустимого уров-. ня вибраций 10; вхоц асинхронного электродвигателя привода шлифовального круга 3 соединен с выходом преобразователя частоты 11, вход которо- 30 го соединен с выходом системы управления 12, первый вход которого соединен с выходом дополнительного сумматора
13, а второй - с выходом умножителя,14, первый вход которого соединен с выходом делителя 15, а второй - с выходом первого 16 и второго 17 вычислителя, первые входы которых соединены с выходом дополнительного сумматора 13, к которому подключен ,также второй вход делителя 15, второй2( вход вычислителя 16 соединен с выходом ключа 18, второй вход вычислителя 17 соединен с выходом ключа 19, входы ключей 18 и 19 соединены с выходом датчика момента 20, к которому подключен также вход функционального преобразователя 21, выход которого соединен со вторым входом сумматора
13, с первым входом которого соединен выход задатчика частоты напряжения питания 22, к которому подключен также первый вход делителя 15, вход датчика момента 20 соединен с асинхронным электродвигателем привода шлифовального круга 3. 35 устройство работает следующим обРаЗОМ н
При изменении магиитнОГО ПОТОка путем регулирования напряжения питания происходит падение частоты вращения шлифовального круга (скорости резания) ниже номинальной. Величину падения угловой скорости роdopa h(jp в диапазоне изменений момента М нагрузки
4РК 45 к С"- A" н»р(»н н» } где Рн — номинальйые потери в двигателе; критическое значение пара- 50 метра абсолютного скольже« .-"t:; (" — "".) ." ;",-;;+ „ (4 сн а о н
И - номийальное значение электН ромагнитного момента дви- 60 гателя; (Оо„ вЂ” угловая скорость поля двигателя, соответствук аая номинальной частоте питающего напряжения, 65
"e, g.,X,Õ ßð- параметры Т-образной схемы замещения асинхронного двигателя", hP - номинальные потери в стали статора, Фн — номинальное значение магнит.
Ср4 ного потока двигателя, =4>44Й14 - конструктивная постоянная статора машины, R — обмоточный коэффициент, Зу — число последовательных витков одной Фазы, 5 номинальное значение частоты питающего напряжения, )н - число фаз, можно определить из соотношения
-Е В - и «4В 49
1 он он 1Кь М х 49 и Х
Х 4 О . Н 4 1il 1й К =4%0К И., ). о Получаем Нннн)н н о+ 9К 9 В диапазона изменения момента 4Р„ Он М% Ву(» ь, p<) падение угловой скорости poxopa hing определяются из соотношения Ц о 4g Ц О "Н+4Щ р кР ао„ Мои Получаем НР ® ) нР н +Мн=СОЯ8 . (Я) На основании выражений 1 и 2 построен график зависимости (фиг. 2), в соответствии с которым выполнен функциональ ный преобразователь 21, преоб ра эующий сигнал, пропорциональный моменту двигателя, в сигнал, пропорциональный падению угловой скорости ротора и необходимый для восстановления заданной номинальной угловой скорости ротора {заданной скорости резания). При моменте N . М сигнал на выН ходе функционального преобразователя 21 О у О. Частота питающего напряжения (заданная угловая скорость ротора) определяется сигналом U .у где Ы вЂ” угловая скорость поля двигателя, соответствующая частоте .питакщего н апряже-ния, ю„ - номинальное (заданное) значение угловой скорости ротора двигателяу (в - текущее значение угловой скорости ротора двигателя, 1028487 задатчика частоты 22, который подается через сумматор 13 на первый вход системы управления 12. Величина напряжения определяется сигналом U вычислителя 16, подаваемого на второй вход умножителя 14 и далее на второй вход системы управления 12. На первый вход умножнтеля 14 в этом случае подается сигнал "1" с выхода делителя 15, осуществляющего one 4a+ a 10 рацию При моменте li < М на выходе функционального преобразователя .. 21 появляется сигнал U><, который образует необходимую добавку задания по частоте для восстановления ротором заданной угловой скорости. С выхода сумматора 13 сигнал, пропорциональный сумме 0 Ос, поступает на первый вход системы управления 12. Вслед- 20 ствне этого угловая скорость ротора двигателя (скорость резания) повышается и достигает заданного значения. Одновременио сигнал 0 + О поступает на второй вход делителя 15. Повышение частоты питакшего напряжения пропорционально О f приводит к уменьыению магнитного потока двигателя (который был установлен так, что потери в двигателе были равны номи- ЗО нальньы)и к увеличению потерь в двигателе, что недопустимо. Следовательно, одновременно с увеличением частоты питающего напряжений необходимо увеличить величину его так, чтобы магнитный поток остался на прежнем уровне, который определяет равенство потерь в двигателе номинальным. Для этого необходимо сохранить соотношение напряжения и частоты, которое при пренебрежении активными сопротивле-. 40 ниями статора определяет магнитный поток. ю.» 4о+0ЬО (> o Из выражения (3) определяем U y через М U 4о-О И ьо ц„ Тогда Формула (3) записывается 50 так, U +Оьу щ au Usf О о„0„ 012 + 0üó С выхода делителя 15 сигнал "1 поступает на первый вход умножителя 14, на второй вход которого поступает сигнал О ц . умножитель 14 М+0ь 1 осуществляет операцию О 3U UЦ / Сигнал с выхода умножителя 14 поступает на второй вход системы управле: ния 12, вследствие чего устанавливается новое значение напряжения. Таким образом, соотношение между частотой . и напряжением остается постояиным. Одним из критериев качества чистового шлифования является шероховатость обработанной поверхности. Для получения установленного значения шероховатости при уменьшении скорости резания, возникающего при регулировании магнитного потока, необходимо пропорционально уменьшить подачу. Падение угловой скорости Ьtd двигателя от заданной при чистовом шлифовании составляет 0;047-0,09 Юк (фиг.2), так как моМент .нагрузки при чистовом шлифовании в 2-3 раза меньше номинального момента нагрузки (т.е. момента при черновом шлифовании). В таком же отношении необходимо уменьшить величину подачи. Следовательно, уменьшится минутный съем металла, который -является критерием произ водительности операции шлифования (без учета времени на установку и съем детаЛи и правку круга). При правке круга падение угловой скорости hl5 двигателя от заданной составляет 0,1 Юй, так как момент нагрузки при правке составляет 0,05-0,1 номинального. Для получения заданного рельефа круга в таком же отношении необходимо уменьшить продольную подачу. Производительность операции правки также падает. 1 ! Таким образом, использование предлагаемого изобретения, в котором осуществляется стабилизация скорости резания, позволяет по сравнению с прототипом повысить производительность чистового шлифования на 5-9Ъ, правки круга — на 10% и за счет этого производительность обработки на шлифовальных станках. 1028487 Составитель A.Ïå÷êîâà ТехРед Т. 1аточка КоРРектоР Д.Повх Редактор К.Волощук Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 4861/12 Тираж 795 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д. 4/5
