Оценка динамических характеристик приводов подач сверлильно-фрезерного станка

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки

В процессе сварки полусфер в сварном шве возникают остаточные напряжения, проявление которых при заполнении шаробаллона компонентами топлива может вызвать его разрушение. Поэтому на этапе термообработки необходимо сделать отпуск сварного шва для снятия внутренних напряжений.

Недостатком термической обработки является то, что изделие приходится помещать в печь в контейнере и нагревать полностью. Это приводит к нарушению режимов нагрева и вызывает появление цветов побежалости на поверхности, свидетельствующие об изменении термодинамических свойств металла, что может привести к нарушению режимов работы двигателей коррекции. Подобные дефекты снижают надежность работы топливной системы, а также всего летательного аппарата.

Известно существование установок на основе ТВЧ, которые позволяют нагревать только сварной шов для снятия остаточных напряжений. Поэтому

существует необходимость проведения конструкторских работ по разработке подобных установок для локального нагрева поверхностей деталей, которые можно было бы использовать и для термообработки шаробаллонов.

Библиографические ссылки

1. Основы конструирования ракет-носителей космических / под ред. В. П. Мишина, В. К. Карраска. М. : Машиностроение, 1991.

2. Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей / под общ. ред. Г. Г. Гаулина. М. : Наука, 1989.

3. Елисеев Ю. С., Абраимов Н. В., Крымов В. В. Химико-термическая обработка и защитные покрытия в авиадвигателестроении. М. : Высш. шк., 1999.

© Азингареев В. В., 2012

УДК 681.5.011

С. В. Беседин, Н. Л. Ручкина, А. В. Скрипка Научный руководитель - В. Д. Утенков Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

ОЦЕНКА ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРИВОДОВ ПОДАЧ СВЕРЛИЛЬНО-ФРЕЗЕРНОГО СТАНКА

На основе разработанной математической модели создан виртуальный прибор и проведена оценка быстродействия и устойчивости приводов подач.

Для обеспечения высокого качества обработки при выполнении операций фрезерования и сверления на станках с ЧПУ необходимо учитывать динамические характеристики приводов подач. Управление перемещением стола станка по каждой координате производится от персонального компьютера, который через блок управления приводами подач обеспечивает движение с заданной скоростью и позиционирование стола.

Построим математическую модель управления приводом подачи с позиционированием стола по сигналу от датчика обратной связи [1].

Структурная схема привода подачи (рис. 1) состоит из цифровой и непрерывной частей. В цифровой части

происходит расчет необходимого количества управляющих импульсов, импульсов, поступающих с первичного преобразователя датчика обратной связи (ДОС), и формирование сигнала рассогласования. Непрерывная часть образована регулятором, двигателем Р1К6-25/3 постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов, червячным редуктором с передаточным отношением / = 40. Стол станка перемещается через винтовую пару (шаг 2 мм), которая не охватывается обратной связью. В качестве ДОС использован фотоимпульсный датчик ТЯО-81000УВ, дающий 1000 импульсов на оборот [2]. Передаточные функции всех элементов приведены на структурной схеме.

Рис. 1. Структурная схема управления приводом подачи

Секция « Технология производства ракетно-космической техники»

Step Response Graph

2и-1,75и--g 1,5и-

-

750п -500п -250п -

0 100m 200гп 300m 400m 500

Time

Рис. 2. Переходная характеристика привода

I 10 100 lk 10k look IM

Frequency

Рис. 3. Амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики

Моделирование проводилось в среде графического программирования LabVIEW с применением модуля Control Design. Для синтеза ПИД-регулятора использовался режим «Academic».

Переходная характеристика привода приведена на рис. 2. Перерегулирование составляет 14,5 %, время переходного процесса 0,15 с, время нарастания 0,004 с. Установившаяся ошибка менее 1 %. Полученные данные показывают высокое быстродействие привода.

Для оценки устойчивости использован частотный метод. Амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики приведены на рис. 3. Запас по фазе составляет 28,4 град, по амплитуде - бесконечность, что характеризует устойчивость привода.

В результате выполненной работы построена математическая модель привода, разработано программное обеспечение. Верификация модели проведена на станке НСФ-4Ф4. Полученные данные могут

быть использованы при разработке приводов подач металлорежущих станков и в учебном процессе.

Библиографические ссылки

1. Методы классической и современной теории автоматического управления : учебник : в 5 т.; 2-е изд., перераб. и доп. Т. 1 : Математические модели, динамические характеристики и анализ систем автоматического управления / под ред. К. А. Пупкова, Н. Д. Егупова. М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004. 656 с.

2. Мазеин П. Г. Учебные стенды на базе сверлиль-но-фрезерного станка с компьютерным управлением ; ЮурГУ. Челябинск, 2004. 137 с.

© Беседин С. В., Ручкина Н. Л., Скрипка А. В., 2012