«Патрабаванні і меры аптымізацыі да механізму перадачы падачы станкоў з ЧПУ»
У сучаснай вытворчасці станкі з ЧПУ сталі ключавым апрацоўчым абсталяваннем дзякуючы сваім перавагам, такім як высокая дакладнасць, высокая эфектыўнасць і высокая ступень аўтаматызацыі. Сістэма перадачы падачы станкоў з ЧПУ звычайна працуе з сервапрывадам, які адыгрывае вырашальную ролю. У адпаведнасці з інструкцыямі, якія перадаюцца ад сістэмы ЧПУ, яна ўзмацняе і кіруе рухам выканаўчых кампанентаў. Яна павінна не толькі дакладна кантраляваць хуткасць падачы, але і дакладна кантраляваць становішча і траекторыю руху інструмента адносна апрацоўванай дэталі.
Тыповая кіраваная сістэма падачы з замкнёным контурам станка з ЧПУ ў асноўным складаецца з некалькіх частак, такіх як кампаненты параўнання пазіцый, ўзмацняльніка, прывадныя вузлы, механізмы механічнай перадачы падачы і элементы зваротнай сувязі па выяўленні. Сярод іх механізм механічнай перадачы падачы — гэта ўвесь ланцуг механічнай перадачы, які пераўтварае вярчальны рух серварухавіка ў лінейны рух падачы працоўнага стала і трымальніка інструмента, уключаючы рэдукцыйныя прылады, пары хадавых шруб і гаек, накіроўвальныя кампаненты і іх апорныя часткі. Як важнае звяно ў сервасістэме, механізм падачы станкоў з ЧПУ павінен мець не толькі высокую дакладнасць пазіцыянавання, але і добрыя дынамічныя характарыстыкі. Рэакцыя сістэмы на сігналы каманд адсочвання павінна быць хуткай, а стабільнасць — добрай.
Каб забяспечыць дакладнасць перадачы, стабільнасць сістэмы і дынамічныя характарыстыкі сістэмы падачы вертыкальных апрацоўчых цэнтраў, да механізму падачы прад'яўляецца шэраг строгіх патрабаванняў:
I. Патрабаванне адсутнасці зазору
Зазор у трансмісіі прывядзе да памылкі мёртвай зоны зваротнага звароту і паўплывае на дакладнасць апрацоўкі. Каб максімальна ліквідаваць зазор у трансмісіі, можна выкарыстоўваць такія метады, як выкарыстанне рычажнага вала з ліквідацыяй зазору і пар трансмісіі з мерамі па ліквідацыі зазору. Напрыклад, у пары хадавога шрубы і гайкі можна выкарыстоўваць метад падвойнага папярэдняга нацяжэння гайкі для ліквідацыі зазору шляхам рэгулявання адноснага становішча паміж двума гайкамі. У той жа час для такіх дэталяў, як зубчастыя перадачы, можна выкарыстоўваць такія метады, як рэгуляванне пракладак або пругкіх элементаў, каб забяспечыць дакладнасць перадачы.
Зазор у трансмісіі прывядзе да памылкі мёртвай зоны зваротнага звароту і паўплывае на дакладнасць апрацоўкі. Каб максімальна ліквідаваць зазор у трансмісіі, можна выкарыстоўваць такія метады, як выкарыстанне рычажнага вала з ліквідацыяй зазору і пар трансмісіі з мерамі па ліквідацыі зазору. Напрыклад, у пары хадавога шрубы і гайкі можна выкарыстоўваць метад падвойнага папярэдняга нацяжэння гайкі для ліквідацыі зазору шляхам рэгулявання адноснага становішча паміж двума гайкамі. У той жа час для такіх дэталяў, як зубчастыя перадачы, можна выкарыстоўваць такія метады, як рэгуляванне пракладак або пругкіх элементаў, каб забяспечыць дакладнасць перадачы.
II. Патрабаванне нізкага трэння
Выкарыстанне метаду перадачы з нізкім каэфіцыентам трэння можа паменшыць страты энергіі, павысіць эфектыўнасць перадачы, а таксама дапамагчы палепшыць хуткасць рэагавання і дакладнасць сістэмы. Распаўсюджаныя метады перадачы з нізкім каэфіцыентам трэння ўключаюць гідрастатычныя накіроўвалыя, накіроўвалыя качэння і шарыкавыя шрубы.
Выкарыстанне метаду перадачы з нізкім каэфіцыентам трэння можа паменшыць страты энергіі, павысіць эфектыўнасць перадачы, а таксама дапамагчы палепшыць хуткасць рэагавання і дакладнасць сістэмы. Распаўсюджаныя метады перадачы з нізкім каэфіцыентам трэння ўключаюць гідрастатычныя накіроўвалыя, накіроўвалыя качэння і шарыкавыя шрубы.
Гідрастатычныя накіроўвалыя ўтвараюць пласт алейнай плёнкі пад ціскам паміж паверхнямі накіроўвалых, каб дасягнуць бескантактавага слізгання з надзвычай малым трэннем. Рокачныя накіроўвалыя выкарыстоўваюць качэнне элементаў качэння па накіроўвалых рэйках замест слізгання, значна зніжаючы трэнне. Шарыкавыя шрубы з'яўляюцца важнымі кампанентамі, якія пераўтвараюць вярчальны рух у лінейны. Шарыкі коцяцца паміж хадавым шрубай і гайкай з нізкім каэфіцыентам трэння і высокай эфектыўнасцю перадачы. Гэтыя кампаненты перадачы з нізкім трэннем могуць эфектыўна знізіць супраціўленне механізму падачы падчас руху і палепшыць прадукцыйнасць сістэмы.
III. Патрабаванне нізкай інэрцыі
Каб палепшыць раздзяляльную здольнасць станка і максімальна паскорыць працоўны стол для дасягнення мэты адсочвання інструкцый, момант інэрцыі, які перадаецца сістэмай на прывадны вал, павінен быць як мага меншым. Гэтага патрабавання можна дасягнуць, выбраўшы аптымальнае перадаткавае стаўленне. Разумны выбар перадаткавага стаўлення можа паменшыць момант інэрцыі сістэмы, адначасова задавальняючы патрабаванні хуткасці руху і паскарэння працоўнага стала. Напрыклад, пры праектаванні рэдуктара, у адпаведнасці з рэальнымі патрэбамі, можна выбраць адпаведнае перадаткавае стаўленне або стаўленне шківа рамяня, каб адпавядаць выходнай хуткасці серварухавіка хуткасці руху працоўнага стала і адначасова паменшыць момант інэрцыі.
Каб палепшыць раздзяляльную здольнасць станка і максімальна паскорыць працоўны стол для дасягнення мэты адсочвання інструкцый, момант інэрцыі, які перадаецца сістэмай на прывадны вал, павінен быць як мага меншым. Гэтага патрабавання можна дасягнуць, выбраўшы аптымальнае перадаткавае стаўленне. Разумны выбар перадаткавага стаўлення можа паменшыць момант інэрцыі сістэмы, адначасова задавальняючы патрабаванні хуткасці руху і паскарэння працоўнага стала. Напрыклад, пры праектаванні рэдуктара, у адпаведнасці з рэальнымі патрэбамі, можна выбраць адпаведнае перадаткавае стаўленне або стаўленне шківа рамяня, каб адпавядаць выходнай хуткасці серварухавіка хуткасці руху працоўнага стала і адначасова паменшыць момант інэрцыі.
Акрамя таго, можна выкарыстоўваць канцэпцыю лёгкай канструкцыі і выбіраць матэрыялы з меншай вагой для вырабу кампанентаў трансмісіі. Напрыклад, выкарыстанне лёгкіх матэрыялаў, такіх як алюмініевы сплаў, для вырабу пар хадавых шруб і гаек, а таксама накіроўвалых кампанентаў можа паменшыць агульную інерцыю сістэмы.
IV. Патрабаванне высокай калянасці
Высокажорсткая сістэма перадачы можа забяспечыць устойлівасць да знешніх перашкод падчас працэсу апрацоўкі і падтрымліваць стабільную дакладнасць апрацоўкі. Для павышэння калянасці сістэмы перадачы можна прыняць наступныя меры:
Скарачэнне ланцуга перадачы: скарачэнне колькасці перадаткавых звёнаў можа паменшыць пругкую дэфармацыю сістэмы і палепшыць калянасць. Напрыклад, выкарыстанне метаду непасрэднага прывада хадавога шрубы рухавіком дазваляе зэканоміць прамежкавыя перадаткавыя звёны, паменшыць памылкі перадачы і пругкую дэфармацыю, а таксама палепшыць калянасць сістэмы.
Паляпшэнне калянасці сістэмы перадачы шляхам папярэдняга нацяжэння: для накіроўвалых качэння і пар шарыкавых шруб можна выкарыстоўваць метад папярэдняга нацяжэння для стварэння пэўнага папярэдняга нацяжэння паміж элементамі качэння і накіроўвалымі рэйкамі або ходавымі шрубамі, каб палепшыць калянасць сістэмы. Апора ходовага шрубы прызначана для фіксацыі з абодвух канцоў і можа мець папярэдне расцягнутую канструкцыю. Прыкладаючы пэўнае папярэдняе нацяжэнне да ходовага шрубы, можна супрацьдзейнічаць восевай сіле падчас працы і палепшыць калянасць ходовага шрубы.
Высокажорсткая сістэма перадачы можа забяспечыць устойлівасць да знешніх перашкод падчас працэсу апрацоўкі і падтрымліваць стабільную дакладнасць апрацоўкі. Для павышэння калянасці сістэмы перадачы можна прыняць наступныя меры:
Скарачэнне ланцуга перадачы: скарачэнне колькасці перадаткавых звёнаў можа паменшыць пругкую дэфармацыю сістэмы і палепшыць калянасць. Напрыклад, выкарыстанне метаду непасрэднага прывада хадавога шрубы рухавіком дазваляе зэканоміць прамежкавыя перадаткавыя звёны, паменшыць памылкі перадачы і пругкую дэфармацыю, а таксама палепшыць калянасць сістэмы.
Паляпшэнне калянасці сістэмы перадачы шляхам папярэдняга нацяжэння: для накіроўвалых качэння і пар шарыкавых шруб можна выкарыстоўваць метад папярэдняга нацяжэння для стварэння пэўнага папярэдняга нацяжэння паміж элементамі качэння і накіроўвалымі рэйкамі або ходавымі шрубамі, каб палепшыць калянасць сістэмы. Апора ходовага шрубы прызначана для фіксацыі з абодвух канцоў і можа мець папярэдне расцягнутую канструкцыю. Прыкладаючы пэўнае папярэдняе нацяжэнне да ходовага шрубы, можна супрацьдзейнічаць восевай сіле падчас працы і палепшыць калянасць ходовага шрубы.
V. Патрабаванне высокай рэзананснай частаты
Высокая рэзанансная частата азначае, што сістэма можа хутка вярнуцца ў стабільны стан пры ўздзеянні знешніх перашкод і мае добрую вібраўстойлівасць. Для паляпшэння рэзананснай частаты сістэмы можна распачаць наступныя аспекты:
Аптымізацыя канструкцыі кампанентаў трансмісіі: разумна распрацоўваць форму і памеры кампанентаў трансмісіі, такіх як хадавыя шрубы і накіроўвалыя рэйкі, каб палепшыць іх уласныя частоты. Напрыклад, выкарыстанне пустога хадовага шрубы можа знізіць вагу і палепшыць уласную частату.
Выберыце прыдатныя матэрыялы: выбірайце матэрыялы з высокім модулем пругкасці і нізкай шчыльнасцю, такія як тытанавыя сплаў і г.д., якія могуць палепшыць калянасць і ўласную частату кампанентаў перадачы.
Павелічэнне дэмпфіравання: адпаведнае павелічэнне дэмпфіравання ў сістэме можа спажываць энергію вібрацыі, паменшыць рэзанансны пік і палепшыць стабільнасць сістэмы. Дэмпфіраванне сістэмы можна павялічыць, выкарыстоўваючы дэмпфіруючыя матэрыялы і ўсталёўваючы дэмпферы.
Высокая рэзанансная частата азначае, што сістэма можа хутка вярнуцца ў стабільны стан пры ўздзеянні знешніх перашкод і мае добрую вібраўстойлівасць. Для паляпшэння рэзананснай частаты сістэмы можна распачаць наступныя аспекты:
Аптымізацыя канструкцыі кампанентаў трансмісіі: разумна распрацоўваць форму і памеры кампанентаў трансмісіі, такіх як хадавыя шрубы і накіроўвалыя рэйкі, каб палепшыць іх уласныя частоты. Напрыклад, выкарыстанне пустога хадовага шрубы можа знізіць вагу і палепшыць уласную частату.
Выберыце прыдатныя матэрыялы: выбірайце матэрыялы з высокім модулем пругкасці і нізкай шчыльнасцю, такія як тытанавыя сплаў і г.д., якія могуць палепшыць калянасць і ўласную частату кампанентаў перадачы.
Павелічэнне дэмпфіравання: адпаведнае павелічэнне дэмпфіравання ў сістэме можа спажываць энергію вібрацыі, паменшыць рэзанансны пік і палепшыць стабільнасць сістэмы. Дэмпфіраванне сістэмы можна павялічыць, выкарыстоўваючы дэмпфіруючыя матэрыялы і ўсталёўваючы дэмпферы.
VI. Патрабаванне да адпаведнага каэфіцыента дэмпфавання
Адпаведны каэфіцыент дэмпфіравання можа дапамагчы сістэме хутка стабілізавацца пасля ўзрушэння без празмернага аслаблення вібрацыі. Каб атрымаць адпаведны каэфіцыент дэмпфіравання, яго можна кантраляваць, рэгулюючы такія параметры сістэмы, як параметры дэмпфера і каэфіцыент трэння кампанентаў трансмісіі.
Адпаведны каэфіцыент дэмпфіравання можа дапамагчы сістэме хутка стабілізавацца пасля ўзрушэння без празмернага аслаблення вібрацыі. Каб атрымаць адпаведны каэфіцыент дэмпфіравання, яго можна кантраляваць, рэгулюючы такія параметры сістэмы, як параметры дэмпфера і каэфіцыент трэння кампанентаў трансмісіі.
Карацей кажучы, для задавальнення строгіх патрабаванняў да станкоў з ЧПУ да механізмаў перадачы падачы неабходна прыняць шэраг аптымізаваных мер. Гэтыя меры могуць не толькі палепшыць дакладнасць апрацоўкі і эфектыўнасць станкоў, але і павысіць іх стабільнасць і надзейнасць, забяспечваючы моцную падтрымку развіццю сучаснай вытворчасці.
У практычным ужыванні таксама неабходна ўсебакова ўлічваць розныя фактары ў залежнасці ад канкрэтных патрэб апрацоўкі і характарыстык станка і выбіраць найбольш прыдатны механізм перадачы падачы і меры аптымізацыі. У той жа час, з пастаянным прагрэсам навукі і тэхнікі пастаянна з'яўляюцца новыя матэрыялы, тэхналогіі і канструктыўныя канцэпцыі, што таксама стварае шырокую прастору для далейшага паляпшэння прадукцыйнасці механізмаў перадачы падачы станкоў з ЧПУ. У будучыні механізм перадачы падачы станкоў з ЧПУ будзе працягваць развівацца ў напрамку больш высокай дакладнасці, больш высокай хуткасці і больш высокай надзейнасці.