Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций Электронная библиотека российских диссертаций
Каталог

Обратная связь

Я ищу:

Содержимое электронного каталога российских диссертаций

Диссертационная работа:

Аль-Кудах Ахмад Мохаммад. Повышение быстродействия и точности гидромеханических поворотно-делительных устройств станочных систем : диссертация ... кандидата технических наук : 05.03.01 / Аль-Кудах Ахмад Мохаммад; [Место защиты: Дон. гос. техн. ун-т].- Ростов-на-Дону, 2009.- 141 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/1460


Для получения доступа к работе, заполните представленную ниже форму:


*Имя Отчество:
*email



Содержание диссертации:

Введение 5

Глава 1. ГИДРОФИЦИРОВАННЫЕ ПОВОРОТНО-ДЕЛИТЕЛЬНЫЕ

МЕХАНИЗМЫ СТАНОЧНЫХ СИСТЕМ 9

  1. Перспективные области применения гидромеханических позиционирующих устройств в станочных системах 9

  2. Поворотно-делительные механизмы станочных систем. Технические требования, характеристики и особенности функционирования 21

  3. Системы управления гидромеханическими устройствами позиционирования с многофункциональным устройством управления 35

  4. Способы повышения точности и быстродействия гидромеханических устройств позиционирования 33

Выводы 44

1.5. Цель и задачи исследования 44

Глава 2. РАЗРАБОТКА СХЕМОТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ

ПОВОРОТНО-ДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ СТАНОЧНЫХ СИСТЕМ ПОВЫШЕННОГО БЫСТРОДЕЙСТВИЯ И ТОЧНОСТИ... 46

  1. Принципы построения гидромеханических поворотно-делительных устройств станочных систем повышенного быстродействия и точности 46

  2. Обоснование и разработка структуры и гидрокинематической схемы гидромеханического устройства позиционирования 48

  3. Техническая реализация многофункционального управляющего устройства 52

  4. Идентификация рабочих процессов многофункционального управляющего устройства 54

ь 2.4.1. Геометрические характеристики проточной части
многофункционального управляющего устройства на
базе гидроуправляемого клапана 54

  1. Методика и специальное оборудование для исследования гидравлических характеристик многофункционального управляющего устройства 56

  2. Расходно-перепадные характеристики проточной части гидроуправляемого клапана 62

Выводы 71

Глава 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА
ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОГО
ПОВОРОТНО-ДЕЛИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА ПОВЫШЕННОГО
БЫСТРОДЕЙСТВИЯ И ТОЧНОСТИ 71

  1. Формирование обобщенной модели динамической системы гидромеханического поворотно-делительного устройства 71

  2. Исследование процесса позиционирования. Вычислительный эксперимент 80

  3. Исследование влияния силовых и кинематических параметров гидромеханического поворотно-делительного устройства на быстродействие и точность позиционирования 85

Выводы 90

Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА
ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОГО
ПОВОРОТНО-ДЕЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА С МНОГОФУНК
ЦИОНАЛЬНЫМ УПРАВЛЯЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ 92

  1. Цели и задачи экспериментальных исследований. Методология их выполнения 92

  2. Специальное стендовое оборудование 93

  3. Автоматизированный экспериментальный стенд для исследования гидромеханического устройства 94

  4. Методика проведения экспериментальной проверки на адекватность математической модели 98

  5. Методика многофакторного вычислительного эксперимента. 101

  6. Оценка достоверности экспериментальных данных теоретическим исследованиям 104

  7. Определение рациональных значений управляющих параметров гидромеханического поворотно-делительного устройства 108

Выводы 114

Глава 5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ И ПРОМЫШЛЕННАЯ

АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ 116

  1. Координатно-сверлильный станок с гидромеханической позиционирующей системой 116

  2. Техническая характеристика станка 118

  3. Описание работы станка 119

  4. Результаты испытания станка и внедрение в производство.... 123

Заключение 124

Библиографический список литературы 126

Приложения

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

АТО - автоматизированное технологическое оборудование ЦМ - целевые механизмы

АСК - автоматизированный станочный комплекс ГМУП - гидромеханическое устройство позиционирования МФУУ - многофункциональное управляющее устройство СС - станочные системы ПФУ - поворотно-фиксирующие устройства ППГ - программный позиционный гидропривод ПДМ - поворотно-делительные механизмы СТР - схемотехническое решение ГУК - гидроуправляемый клапан ЮГУ- контур гидравлического управления ГУТ - гидроуправляемый тормоз

Другие сокращения даны по тексту диссертации.



Введение диссертации:

Актуальность темы исследований. Современное автоматизированное технологическое оборудование (АТО) характеризуется многообразием целевых механизмов (ЦМ), обеспечивающих формообразующие траектории движения инструмента и обрабатываемой детали, их базирование, фиксацию, загрузку, разгрузку и организацию в реальном времени и пространстве процесса металлообработки. Время вспомогательных движений, выполняемых ЦМ, достигает 30% оперативного времени, что является важным резервом повышения производительности АТО. Поэтому повышение эффективности металлообработки неразрывно связано с совершенствованием действующих и созданием новых ЦМ (координатные столы, револьверные головки, инструментальные магазины и др.) повышенного быстродействия и точности, обеспечивающих требуемые производительность и качество обработки с меньшими затратами времени и средств, что по-прежнему остается актуальной научно-технической проблемой. Немаловажным является создание новой перспективной техники.

Вместе с тем особую актуальность в современных условия приобретают совершенствование станочных систем (СС), их доводка до автоматизированных станочных комплектов (АСК), оснащенных автоматизированными целевыми механизмами. Для России, где более 4,5 млн. станков универсальной специализации - морально устаревшие (примером может служить вертикально-сверлильный станок 2А135), создание автоматизированных станочных комплексов является важнейшим фактором достижения успехов в условиях конкуренции.

Тенденция развития металлообрабатывающего оборудования - автоматизированные станочные комплексы, обеспечивающие сразу несколько технологических операций за один цикл.

Наиболее перспективным в данном направлении является модульный принцип построения системы. Целевые механизмы, в том числе столы, как узкофункциональная оснастка к станкам, оборудуются автоматическими приво-

дами и системой управления, в результате получаем АСК, что экономит средства и время на создание новых металлообрабатывающих комплексов.

Обладая известными преимуществами (быстродействие, бесступенчатое регулирование скорости, возможность фиксирования рабочих органов машин в любом заданном положении с высокой точностью, хорошие разгонные характеристики и др.), широкое применение получают гидромеханические позиционирующие устройства, наиболее полно отвечающие таким требованиям, как возможность организации рациональных траекторий движения, обеспечивающих достижение максимального быстродействия при заданной точности позиционирования ЦМ наиболее простыми средствами. Задачи оптимального управления наиболее эффективно решаются гидромеханическими позиционерами с управляемой сливной линией гидродвигателя и гидромеханическим тормозом. Формирование требуемых управляющих воздействий в организации оптимальных позиционных циклов наиболее полно реализуется многофункциональными управляющими устройствами с гидравлическими линиями связи, позволяющими существенно повысить быстродействие и стабильность контура управления гидравлических позиционных приводов ЦМ. На выходе контура управления формируются управляющие сигналы, достаточные для прямого управления исполнительными элементами привода. Кроме того, появляются реальные возможности управления процессом позиционирования изменением структуры гидромеханического устройства позиционирования (ГМУП) внутри цикла (на ходу), активизируя традиционное параметрическое управление траекториями движения целевых механизмов АТО. Особенно это важно для поворотно-делительных механизмов, что и явилось основой схемотехнического поиска решения поставленной задачи.

В известных ранее решениях организация рационального позиционного цикла осуществлялась длинным, структурно разветвленным контуром гидравлического управления, включающим цепи - разгона, замедления и торможения, что сказывалось на времени общего цикла и его стабильности. В данной работе на основе анализа известных схемотехнических решений предлагается, разра-

батывается и исследуется оригинальное схемотехническое решение ГМУП, представляющее многофункциональное управляющее устройство, формирующее автоматизированную позиционирующую систему повышенного быстродействия и точности.

Целью настоящего исследования является повышение производительности, точности и экономичности металлообрабатывающего оборудования путем создания автоматизированных гидромеханических позиционирующих устройств поворотно-делительных механизмов повышенного быстродействия и точности. На защиту выносятся основные положения выполненного исследования:

  1. Способ и схемотехническое решение повышения быстродействия поворотно-делительных механизмов на основе ГМУП с изменяемой (интегрированной) структурой, организуемой многофункциональным управляющим устройством.

  2. Обобщенная математическая модель динамической системы гидромеханического устройства позиционирования с изменяемой (интегрированной) структурой в цикле позиционирования.

  3. Расходно-перепадные и регулировочные характеристики многофункционального устройства управления (МФУУ), описывающие его поведение во всем диапазоне изменения площади проточной части в процессе позиционирования.

  4. Рекомендации по практическому применению предлагаемых решений, сокращающие затраты времени и средств на этапе проектирования гидрофици-рованных поворотно-делительных механизмов станочных систем (СС).

  5. Зависимости, устанавливающие влияние силовых и кинематических характеристик поворотно-делительных механизмов СС на время и точность позиционирования.

Поведение ГМУП исследовано с помощью математической модели динамического процесса позиционирования. Математическое моделирование динамической системы ГМУП выполнено с использованием программной поддерж-

ки matlab.7.0.1 и её подсистемы моделирования динамических процессов simulink. Экспериментальные оценки адекватности модели, достоверность полученных результатов, изучение влияния факторов на быстродействие и точность, не нашедших отражения в теоретических разработках, подтверждены экспериментальными исследованиями на специальном разработанном стенде. Практическая значимость работы заключается:

1) в повышении быстродействия гидромеханических поворотно-
делительных устройств при заданной точности, с применением многофункцио
нальных гидравлических управляющих устройств, реализующих параметриче
ское управление исполнительными движениями СС;

  1. в сокращении затрат времени и средств на поиск и разработку рациональных конструкций механизмов позиционирования с помощью рекомендаций и программной поддержки для расчета рациональных траекторий движения поворотно-делительных механизмов позиционирования;

  2. в технической реализации ГМУП ПДМ повышенного быстродействия и точности в составе гидрофицированного координатно-сверлильного полуавтомата.

Поставленные цели и задачи решаются основными разделами работы. Структура диссертации: диссертационная работа состоит різ введения, пяти глав, заключения, библиографического списка, приложения.

Реклама


2006-20011 © Каталог российских диссертаций