Исследовательский стенд электродинамического привода подачи инструмента

Механизмы специальных систем

УДК 62-837

А. А. Фадеев, И. Я. Шестаков

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ СТЕНД ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОГО ПРИВОДА

ПОДАЧИ ИНСТРУМЕНТА

Представлен стенд привода подачи инструмента на основе линейного электродинамического привода для исследования электрических методов обработки материалов. Рассмотрены особенности его конструкции и основные технические характеристики.

Для обработки деталей в машиностроительном и приборостроительном производствах используются различные импульсные электрохимические и электроконтактные методы. Приводы подач современных металлообрабатывающих станков строятся по традиционной схеме, согласно которой перемещение рабочего органа (РО) (каретки подач) осуществляется от двигателя постоянного тока через ременную передачу на ходовой винт. Среди недостатков этих приводов можно отметить большое количество промежуточных элементов, инерционность этих элементов, трение во множестве сопрягаемых деталей и др.

Одним из вариантов устранения этих недостатков является использование в качестве приводов подач станков линейного электродинамического двигателя. Совмещение рабочего органа стационарных машин и ротора электродвигателя позволяет уменьшить массу и размеры машины (привода), исключить из электропривода преобразователь движения в виде редуктора или другого передаточного механизма, улучшить условия теплоотдачи, охлаждения и вентиляции [1].

Сотрудниками Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика

М. Ф. Решетнева предложена конструкция линейного электродинамического вибропривода [2], на базе которой спроектирован стенд привода подачи электрода-инструмента (ЭИ) (см. рисунок).

Стенд состоит из станины 1, на которую крепятся следующие основные элементы: линейный электропривод 2 со штоком 3, на который крепится электрод-инструмент 4, ванна с рабочей жидкостью (электролитом) 5, в которой производится обработка детали, блок питания 6, блок управления 7 стенда. Питание стенда осуществляется от сети переменного напряжения через блок питания обмоток привода и блока управления, который позволяет плавно регулировать частоту и амплитуду колебаний электрода-инструмента. Величину амплитуды можно также регулировать с помощью пружины 8. Подача рабочего напряжения осуществляется на шины питания 9 и 10 и на ЭИ 4. Для более эффективного перемешивания электролита (помимо вибрации электрода-инструмента) возможно использование традиционных методов (вращение детали, принудительная циркуляция электролита).

Стенд привода подачи инструмента

Решетневские чтения

Стенд имеет следующие характеристики:

- напряжение питания - 220 В;

- мощность - 2,5 кВт;

- диапазон частот колебания электрода-инструмента - 0...600 Гц;

- амплитуда колебания электрода-инструмента -1,5.2,0 мм;

- габаритные размеры (высота/длина/ширина) -670/410/450 мм;

- масса - 65 кг.

На стенде проводились исследования процессов электроимпульсной и электроконтактной обработки деталей (полирование, прошивание отверстий и т. д.) в различных средах и при различных схемах подключения электродов. При электрохимической полировке было достигнуто значительное снижение шероховатости на внутренних и наружных поверхностях деталей по биполярной схеме подключения электродов. На стенде также возможна прошивка стальных заготовок (в экспериментах - из сталей ХВГ и 9ХС) с любым профилем отверстий.

Предлагаемый вибропривод имеет улучшенные массогабаритные и энергетические характеристики: при заданной частоте и амплитуде перемещений инструмента конструкция позволяет уменьшить массу привода на 20.22 %, а также снизить энергетические затраты на 15.18 % по сравнению типовым линейным электромагнитным приводом.

Библиографические ссылки

1. Хромов Е. В. Линейный асинхронный двигатель в приводах стационарных машин с колебательным движением рабочих органов // Наука и современность - 2010 : сб. материалов III Междунар. науч.-практ. конф. : в 3 ч. Ч. 2 / под общ. ред. С. С. Чернова. Новосибирск : Изд-во Новосиб. гос. техн. ун-та, 2010. С. 222-225.

2. Пат. 2274525 РФ МПК В 23 Н 7/30. Электродинамический привод подачи инструмента / Стрюк А. И., Шестаков И. Я., Фадеев А. А. № 2004128716/02 ; за-явл. 27.09.2004 ; опубл. 20.04.2006, Бюл. № 11.

А. А. Fadejev, I. Y. Chestakov Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

THE RESEARCH STAND OF THE ELECTRODYNAMIC DRIVE OF GIVING OF THE TOOL

In the paper the stand of the drive of giving the tool on the basis of a linear electrodynamic drive for research of electric methods ofprocessing of materials is presented. The features of the stand design and the basic technical characteristics are considered.

© Фадеев А. А., Шестаков И. Я., 2010

УДК 621.7.077

Ф. А. Халковский, Р. А. Мирзаев, Н. А. Смирнов

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

РАЗРАБОТКА ДВУХКООРДИНАТНОГО МЕХАНИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА С ПРИВОДАМИ НА ШАГОВЫХ ДВИГАТЕЛЯХ

Представлено двухкоординатное механическое устройство с приводами на шаговых двигателях.

Современное развитие машиностроения характеризуется созданием интеллектуальных роботов, микросхем, реконфигурированного оборудования, новых конструкций авиационной и космической техники. Мехатроника позволяет создавать интеллектуальные модули и системы с качественно новыми функциональными и эксплуатационными свойствами, а также создавать компьютерные программы управления.

Мехатронные системы с линейным перемещением выходного звена для механизмов параллельной кинематики могут быть реализованы на основе приводов с шаговыми двигателями (ШД). Эти двигатели позволяют осуществлять перемещения с большой точностью без использования обратной связи и широко

применяются в современных конструктивных решениях мехатроники и робототехники (URL: http://stepmotor.ru/articles/stat2.php).

Разработанное авторами двухкоординатное механическое устройство может быть использовано в ка -честве подвижной позиционирующей платформы для вертикальных металлорежущих станков и других специальных устройств ЧПУ (гравировальных, фрезерных станков, станков лазерной резки).

Устройство состоит из двух подвижных столов, перемещающихся вдоль направляющих по двум взаимно перпендикулярным направлениям (рис. 1). Привод столов осуществляется с помощью ШД и винтовых передач.