Модернізація пристосування для фрезерування деталей кріплення

Abstract

UK: Мета роботи. Зменшення кінетичної енергії удару затискного пристосування шляхом зміни параметрів системи керування. Об’єкт дослідження. Пристосування для фрезерування деталей кріплення, що здійснює їх затиск, забезпечене пневмоприводом. Прямий і зворотній руху штока забезпечуються подачею повітря, яка регулюється електроклапанами, у верхній або нижній порожнині пневмоциліндра. Методи дослідження. Цикл спрацьовування затискного пристосування був розбитий на три стадії: подача повітря, перерва в подачі повітря, відновлення подачі повітря для дотискання штока. Під час перерви швидкість штока падає за рахунок сил тертя в ущільнювачі. Зміна тривалості стадій дає можливість регулювання кінцевої швидкості руху штока в момент удару. Була складена математична модель руху штока з урахуванням тимчасового припинення подачі тиску. На другій стадії розглядалося переміщення штока при ізотермічному процесі. Також враховувалися сила тяжіння і сила тертя. Відповідне нелінійне диференціальне рівняння було вирішено чисельно методом Ейлера. Точність рішення була забезпечена застосуванням дуже маленького кроку інтегрування, що при сучасному рівні розвитку обчислювальної техніки не викликає додаткових проблем. Оптимальні тривалості стадій для прямого і зворотного ходу були визначені методом послідовних наближень. Отримані результати. За рахунок оптимізації параметрів системи управління була знижена кінетична енергія удару приблизно в 15 разів при збільшенні часу спрацьовування в 1,5 рази. Збільшення часу спрацьовування при прямому ході з 18 мс до 27 мс не має значущого впливу на продуктивність праці. Висновки. Створена нова математична модель руху штоку надала можливість за допомогою комп’ютера знайти оптимальні параметри системи керування затискного пристрою. Практична цінність зумовлена поліпшенням динамічних характеристик пристрою без додаткових капітальних вкладень. EN: Purpose. Reducing of impact kinetic energy of the clamping device by changing of control system parameters. Object of research. Clamping device for milling of fastening details, supplied with a pneumatic actuator. Direct and reverse motion of a stock are realized by air supply to the top or bottom pneumocylinder space, which is controlled by electrovalves. Methods of research. Operation cycle of the clamping device has been divided into three steps: air supply, pause in air supply, renewal of air supply for clamping of a stock. Stock speed decreases during a pause because of friction forces in a sealant. Variation of step durations allows to control final stock speed at the moment of impact. The mathematical model of stock movement has been designed, taking into account the transitory termination of pressure supply. Stock movement was considered at isothermal process at the second step. Gravity and friction forces were considered as well. The corresponding nonlinear differential equation has been solved numerically by the Euler method. Result accuracy has been provided by use of very small integration step, that at a modern level of develop¬ment of computer facilities does not cause additional problems. Optimal step durations for direct and reverse motion were calculated by successive approximation method. Results. Impact kinetic energy has been reduced approximately 15 times with response time increase 1.5 times by optimizing of control system parameters. Increase of operation time at a direct motion from 18 ms to 27 ms has no practically significant influence on productivity. Practical value. A new mathematical model of the rod movement that have been designed gives an opportunity to find the optimal parameters of clamping device control system by means of a computer. Research practical value has been caused by the improvement of device dynamic characteristics without additional capital investments.