Моделирование процесса двухрезцового фасонного точения колец коллекторов с использованием пьезоэлектрических двигателей Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №12/2017 ISSN 2410-6070_

3. В.А. Коршунов, Д.Н. Петров, К.Н. Ястребова Расчётный метод построения паспорта прочности горной породы по результатам испытаний образцов сферическими инденторами. VIII Международная научно-практическая конференция. Сб. научных трудов. СПб 15 -17 мая 2017. СПГУ - 2017. - 256 -265 с.

4. В.А. Коршунов, Д.Н. Петров, А.Н. Шоков Новый подход к определению коэффициента Пуассона. VIII Международная научно-практическая конференция. Сб. научных трудов. СПб 15 -17 мая 2017. СПГУ - 2017. - 265 -273 с.

5. Кузнецов Г.Н. Механические свойства горных пород. М., Углетехиздат, 1947. - 179 с.

6. Методические указания по наблюдениям за деформациями бортов разрезов и отвалов, интерпретации их результатов и прогнозу устойчивости. Л., ВНИМИ, 1987 - 118 с.

7. Методические указания по расчёту устойчивости и несущей способности отвалов. Л., ВНИМИ, 1987 - 126 с.

©Бажуков А. А., Мельников Н. Я., Идиятуллин М.М., 2017

УДК 621

А.А. Вожжов

Севастопольский государственный университет ул. Университетская 33, г. Севастополь, Россия, 299053

e-mail: [email protected]

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДВУХРЕЗЦОВОГО ФАСОННОГО ТОЧЕНИЯ КОЛЕЦ КОЛЛЕКТОРОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Аннотация

В работе предложен вариант реализации моделирования процесса точения. Представлена схема, конструкции, передаточная функция пьезоэлектрического двигателя поступательного шагового движения резца.

Операция фасонного точения профильных канавок колец электрических микромашин выполняется на специальных токарных станках повышенной точности. При этом двухрезцовое точение является одним из эффективных технологических решений. В результате совмещения обработки канавки двумя одновременно работающими резцами сводится к минимуму негативное влияние деформаций силами резания, что в свою очередь приводит к повышению точности и уменьшению высоты неровностей на обработанной поверхности.

Наиболее эффективным для этих целей является применение пьезоэлектрических двигателей поступательного движения (ПЭДП), в которых осуществляется преобразование электрической энергии в механическую за счет обратного пьезоэффекта [1].

На рисунке 1, [1] представлена схема ПЭДП пакетного типа из пьезоэлементов (ПЭ) в виде дисков (шайб).

Для повышения механической прочности и жесткости двигателей ПЭ 2 посредством предварительно напряженного упругого элемента 4 (например, резинового кольца), установленного между фланцами 3 и 5,

прижаты друг к другу силой Fxo, приложенной к фланцу 1. Выходное звено ПЭДП резец 6 кинематически связывается с рабочим органом СП. Механическое напряжение Т xo в ПЭ достигает при этом (1.. .3)-107 Н/м2; |Txo| = FolA - где A - площадь поперечного сечения ПЭ.

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №12/2017 ISSN 2410-6070

'-

Рисунок 1- Схема пакетного ПЭДП для резцов

Увеличение числа ПЭ в пакете увеличивает мощность ПЭДП и суммарную величину перемещений выходного элемента - резца.

Пределы изменения Цу в пакетных ПЭДП составляют (1...20)-102 В; значение Дух при Цутах

достигает 50 мкм и более.

При изменении напряжения управления в диапазоне -и у тах < иу < +Цу тах статическая характеристика

Дух = / (иу ) является нелинейной и имеет вид гистерезисных петель [2].

В частном случае управления ПЭДП пакетного типа постоянным напряжением, его передаточная функция имеет следующий вид [1]:

ж(р) = Ау,(р) *_к_*_к_ (1)

иу(р) Т,%2р2 + Т,2р2 + Г2 р +1 То2р2 + 2#Г,р +1

где к,Т - коэффициент передачи и постоянные времени, соответственно; ^ - коэффициент относительного затухания.

Как следует из выражения (4), ПЭДП представляет собой колебательное звено третьего или второго порядка, близкое к консервативному звену при малых значениях ^ . ПЭДП обеспечивают высокие динамические свойства в шаговых, старт-стопных режимах. Диапазон изменения шага в шаговых ПЭДП может составлять от 10- до 10- м и более, скорости движения Ус * 0,1...0,15м/с.

При этом обеспечиваются тяговые усилия до 20 Н, что является достаточным для реализации используемой технологической схемы двухрезцового фасонного точения [3]. Уравнение движения имеет вид

'

FT - m —, (2)

dV

где m - приведенная масса всей движущейся системы; -- линейное ускорение.

dt

ПЭДП могут обеспечивать режим блокировки движения вследствие превышения допустимой нагрузки на выходное звено. В этом случае будет происходить проскальзывание в механизме преобразования движения без его разрушения.

На рисунке 2 представлен ПЭДП типа SQUIGGLE с микромотором на базе ПЭ, модели SQL - 3.4 с диапазоном перемещения выходного звена от 5 до 30 мм.

Основа данного ПЭДП - муфта прямоугольного сечения с внутренней резьбой и ходовой винт, являющийся выходным звеном поступательного движения. На гранях металлической муфты (рисунок 2, а) смонтированы ПЭ в виде пластин.

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №12/2017 ISSN 2410-6070_

При подаче двухфазных сигналов на пары ПЭ (б) создаются колебания, которые передаются в материал муфты. Для более эффективного преобразования электрической энергии в механическую ПЭ работают в резонансном режиме. Механические колебания, действующие на границе двух рабочих поверхностей муфты и винта, вызывают появление сил сдавливания с поворотом (типа вращения обруча хула-хупа). Результирующая сила обеспечивает вращение ходового винта относительно неподвижного основания -муфты. В зависимости от сдвига фаз управляющих сигналов можно обеспечить реверс двигателя.

Рисунок 2 - Общий вид (а), схема подключения (б), маркировка(в) и габаритные размеры ПЭДП (г) типа

SQUIGGLE фирмы New Scale Technologies

При моделировании электродвигателей поступательного движения при определенных допущениях можно использовать математические модели и средства Matlab&Simulink, предназначенные для моделирования электродвигателей вращательного движения[4]. Указанный подход применим при следующих допущениях:

- влияние продольного краевого эффекта не учитывается;

- приближенно справедливо равенство магнитных параметров фазных обмоток.

При выполнении этих условий соответствия, электромеханический процесс в линейном ЭД будет описываться такой же системой дифференциальных уравнений, как и для электродвигателя вращательного движения.

Для изменения скорости ПЭДП могут быть использованы частотные, амплитудные или фазовые способы управления.

Разработка модели управления процессом резания на операции двухрезцового фасонного точения и реализация способа управления процессом являются целью дальнейших исследований. Список использованной литературы:

1. Джагупов Р.Г. Пьезокерамические элементы в приборостроении и автоматике / Р.Г. Джагупов, А.А. Ерофеев. - Л.: Машиностроение, 1986. - 256 с.

2. Пашков Е.В. Следящие приводы промышленного технологического оборудования: учебное пособие / Е.В. Пашков, В.А. Крамарь, А.А. Кабанов; под ред. Е.В. Пашкова. - Севастополь: СевНТУ, 2013. - 364 с., ил.

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №12/2017 ISSN 2410-6070_

3. Вожжов А.А. Моделирование силовых взаимодействий при формообразовании поверхностей канавок колец коллектора слаботочных скользящих контактов // Вожжов А.А., Бороздин С.В. /Известия Тульского государственного университета. Технические науки, 2016. - Вып 8. Ч. 1.- C187-193

4. Подольцев А.Д. Моделирование работы трехфазного линейного синхронного двигателя колебательного движения в пакете Matlab/Simulink / А.Д. Подольцев, Р.П. Бондарь // Електротехшка i електромехашка. -2010. - № 6. - С. 31-34.

© Вожжов А.А., 2017

УДК62

А.С. Гуревская

Студентка группы М-УБРТ-16, Горный институт ФГАОУ ВО «Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова»

г. Якутск, Российская Федерация E-mail: [email protected]

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ФАКТОРЫ В ОАО «ЯКУТСКГЕОФИЗИКА»

Аннотация

Опасные и вредные производственные факторы в организации.

Ключевые слова Геофизика. Безопасность. Несчастные случаи.

ОАО «Якутскгеофизика» - крупнейшее сервисное предприятие в Республике Саха (Якутия), предлагающее своим клиентам широкий спектр геолого-геофизических услуг. Главное преимущество ОАО «Якутскгеофизика» - полный комплекс услуг от проектирования и полевых работ до обработки и интерпретации. Предприятие оснащено высококвалифицированными кадрами, современной аппаратурой и программными средствами и способно решать самые сложные задачи для нужд государственного заказа и недропользователей.

ОАО «Якутскгеофизика» выполняет сейсморазведочные работы 2D/3D в сложных геологических и природно-климатических условиях, используя при этом современную аппаратуру и технику, соблюдая требования промышленной безопасности, в основе которой лежат «Политика в области качества, профессиональной безопасности и здоровья» ОАО «Якутскгеофизика»» и требования Заказчика.

ОАО «Якутскгеофизика» имеет все разрешения и лицензии для проведения работ МОГТ как с импульсными и вибрационными, так и с взрывными источниками колебаний.

ОАО «Якутскгеофизика» имеет в своем арсенале производственные базы в городах Якутск, Мирный и Иркутск, на которых размещены восемь сейсморазведочных партий.

Для подготовки профилей имеется более шестидесяти автономных топостроительных бригад, укомплектованных современной техникой, которые сопровождаютсяс помощью высокоточных спутниковых геодезических систем GPS/ГЛОНАСС (Sokkia, Trimble, Topcon).

При производстве геофизических исследований используются различные источники возбуждения сейсмических сигналов:

- Вибрационные СВ-20/150МКТ

- Импульсные Енисей КЭМ-4

- Взрывные (взрыв в скважине)

- Для бурения скважин используются буровые установки УРБ- 2А-2 на базе автомобиля УРАЛ-4320. Имеется поверхностный кратковременный передвижной расходный склад ВМ с емкостью хранения ВВ до