Reaction to an arbitrary signal of the dynamic system of the vibration isolation device of the machine in a floating workshop
Authors: Боран-Кешишьян А.Л. , Братан С.М. , Харченко А.О. , Владецкая Е.А. 
Published: March 2023

В статье приведены результаты анализа и теоретических исследований реакции динамической системы на внешние воздействия в условиях плавучей мастерской. Для обеспечения качества поверхностей при шлифовании разработана процедура вычисления реакции линейной системы с сосредоточенными параметрами на сигнал произвольной формы (без преобразования входного сигнала). На основании предложенной методики представлена процедура преобразования дифференциального уравнения системы виброизолирующего устройства станка, сведения его к операторной форме и разделения переменных, получения операторной передаточной функции, по которой для сравнения можно вычислить реакцию на стандартный сигнал. Одно из полученных решений, либо их комбинация могут быть применены для вычисления реакции системы на произвольный дискретно заданный входной сигнал. Рассмотрен пример моделирования технологической системы круглошлифовального станка, оснащенной виброизолирующим устройством. Приведены графики реакции системы при изменениях параметров, графики переходных характеристик и погрешностей. Погрешность полученного численного решения зависит от величины шага квантования. Введенный коэффициент демпфирования позволяет оценить качество работы виброизолирующей опоры и эффект от ввода коррекции её параметров. Для реализации метода целесообразно предложить ряд конструктивных решений по обеспечению эффективного управления демпфированием виброизолирующей опоры металлорежущего станка при внешних воздействиях, что позволит существенно повысить качество изготовления деталей в условиях плавучей мастерской.

The article presents the results of analysis and theoretical studies of the reaction of a dynamic system to external influences in a floating workshop. To ensure the quality of surfaces during grinding, a procedure has been developed for calculating the response of a linear system with lumped parameters to an arbitrary waveform (without converting the input signal). On the basis of the proposed technique, a procedure is presented for transforming the differential equation of the vibration isolation system of a machine tool, reducing it to an operator form and separating variables, obtaining an operator transfer function, which can be used to calculate the response to a standard signal for comparison. One of the solutions obtained, or a combination of them, can be used to calculate the system's response to an arbitrary discretely given input signal. An example of modeling the technological system of a circular grinding machine equipped with a vibration isolation device is considered. The graphs of the system's response to changes in parameters, graphs of transient characteristics and errors are presented. The error of the obtained numerical solution depends on the size of the quantization step. The introduced damping coefficient makes it possible to evaluate the quality of the vibration-isolating support and the effect of entering the correction of its parameters. To implement the method, it is advisable to propose a number of design solutions to ensure effective damping control of the vibration-insulating support of a metal-cutting machine under external influences, which will significantly improve the quality of parts manufacturing in a floating workshop.