CC BY
0
УДК 681.586.728
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА НА ОСТНОВЕ ШАРИКОВО-ВИНТОВОЙ ПРЕДАЧИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПО Winmachine
1 2 Д.Ю. Терсков, А С. Ереско, С П. Ереско
1ООО «Артеб-ресурс»
Российская Федерация, 660020, Красноярский край, г. Красноярск, Дудинская ул., д. 3, офис 101 2Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, Красноярск, пр. им. газ. «Красноярский рабочий», 31 Е-mail: eresko07@mail.ru, T.D.Y@mail.ru
Приведены результаты расширения функциональных возможностей за счет введения в базовую конструкцию стенда для моделирования и исследования гидропневмосистем исполнительного элемента в виде электромеханического привода.
Ключевые слова: Электромеханический привод, модернизация, проектирование
DESIGN OF THE ACTUATOR ON THE EDGE OF A BALL-SCREW TRANSMISSION
USING WINMACHINE SOFTWARE
:D.Yu. Terskov, A.S.Eresko, 2S.P. Eresko 'OOO "Arteb-resource"
Russian Federation, 660020, Krasnoyarsk Territory, Krasnoyarsk, Dudinskaya str., 3, office 101 2Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation
E-mail: T.D.Y@mail.ru
The results of the expansion of functionality due to the introduction of an actuator in the form of an electromechanical drive into the basic design of a stand for modeling and studying hydropneumosystems are presented.
Keywords: Electromechanical drive, modernization, design.
Задача исследования состоит в расширении функциональных возможностей стенда для исследования гидро-пневмо-приводов (ГПС - 01) введением в конструкцию стенда электромеханических приводов при одновременном совершенствовании измерительной системы стенда, введением дополнительных устройств измерения, что позволяет повысить точность измерений и автоматизировать процесс записи результатов для последующей обработки при изменении нагрузочного режима приводов, с целью проведения в том числе и сравнительного анализа различных приводов произвольной структуры и физической природы.
В базовый набор учебно-демонстрационной установки ГПС-01 «Гидравлические и пневматические системы и средства автоматики» включает в себя: ограниченное набор сменных гидравлический и пневматических элементов устройств (магистрали, распределители ручного и автоматического действия, гидравлический мотор, пневматический цилиндр).
Учебный лабораторный стенд ГПС-01 позволяет моделировать различные пневматические системы.
Для изучения приводов и систем установка оснащена набором сменных пневматических
аппаратов и устройств, а также автономным пневматическим источником энергии-компрессором. Для изучения программируемых логических контроллеров установка оснащена комплексом средств автоматизированного управления, состоящим из контроллера и набора устройств электрического управления и путевых переключателей. В качестве объекта управления используются пневматические исполнительные механизмы и соответственно пневматические распределители с электронным управлением. Условия эксплуатации установки - в помещениях при температурах от плюс 10 до плюс 35 □ и относительной влажности 80 % при 25^.
Для выполнения практических и лабораторных работ на базе установки не хватает демонстрационных возможностей системы, так же на стенде ГПС-01 нет точной измерительной системы, измерения перемещений выходных звеньев исполнительных механизмов.
В результате проведённых работ на кафедре «Основы конструирования машин» С-224была произведена модернизация измерительной системы лабораторного стенда ГПС-01 [1-4].
Для проведения расчётов применяли библиотеку конечно-элементного анализа FEM системы КОМПАС-ЗБ (компании «АСКОН», г. Санкт-Петербург), разработанную совместно с НТЦ «Автоматизированное проектирование машин» (г. Королёв).
Двигатель
Редуктор
Электрические провода
Задний переходник
Предохранительная Тормоз Винт Гайка муфта
Передний переходник
Рис. 1. Кинематическая схема привода
Рис. 2. Привод в разрезе
Разработанная конструкция системы измерения требует проработки и проведения расчетов, которые актуальнее всего выполнять с использованием САПР и пакетов конечно-элементного анализа. Подобная методика была выполнена авторами в работе, где исследовали работу линейного привода
Расчет шариково-винтовой передачи. АПМ 'шшасЫпе модуль(Screw)
Исходные данные для проектирования Геометрические данные:_
Средний радиус винта, мм 10.000 Радиус тел качения, мм 1.500
Радиус дорожки, мм 1.550
Шаг винта, мм 4.000
Число тел качения в витке 12.000
Число рабочих витков 2.000
Допуск на радиус дорожки 5.00Е-04м Допуск на радиус дорожки 5.00Е-04м
Допуск на шаг винта, мм 5.00Е-04 Допуск на шаг гайки, мм 5.00Е-04 Накопленная ошибка шага5.00Е-04
Рабочие условия_
Физические данные:
Осевая сила, Н Радиальная сила, Н Опрокидывающий момент, Н м 1500.000 100.000 10.000
Частота вращения, об/мин 300.000
Коэффициент динамичности 5.000
результат расчета:
Мощность при нагрузке, КВт 0.0200
Долговечность, час 3.000
Макс. контактное напряжение, Н/мм/мм 5080.000
Выделение тепла, Дж/час 72.300
Потеря мощности, КВт 0.0200
Момент трения, Н м 0.639
КПД. Осевое смещение, мкм Радиальное смещение, мкм Угловое смещение, гр. Нагрузочная способность, Н 0.598 -3.400 1 ПО А
1.020 0.608 1940.000
С использованием ПО 'тшасЫпе спроектирован электромеханический линейный привод, результаты внедрены в учебный процесс по дисциплине «Элетро-гидро-пневпоприводы», Автоматика и автоматизация».
На учебно-демонстрационной установке ГПС-01 устанавливается гидро или электропривод. Датчик лазерного дальномера направляется на шток исследуемого объекта. Программа для Агёшпо считывает показания датчика лазерного дальномера расстояние и время исследуемого объекта. Все это расширяет возможный набор учебных, лабораторных и исследовательских работ по гидроприводу и автоматике на учебно-демонстрационном стенде ГПС-01 без дополнительного привлечения значительных материально-технических средств. Результаты работы получены при выполнении магистерской диссертации на тему: «Модернизация измерительной системы лабораторного стенда ГПС-01» в 2019-2021 годы на кафедре «Основы конструирования машин» под руководством Лауреата гранта Президента молодым ученым кандидатам наук, к.т.н., доцента Ереско Александра Сергеевича и внедрена в учебный процесс кафедры «Основы конструирования машин» и частично представлены в работах [4-9].
Библиографические ссылки
1. Сидоров С.В., Ереско С.П. Совершенствование гидропривода учебно-демонстрационной установки ГПС-01// Решетнёвские чтения: материалы XIX международной научной конференции: в 2ч./ под общ. ред. Ю.Ю. Логинова, Сибирский
государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск, 2015 - с. 346-348.
2. Ереско А.С., Ереско С.П., Шевцов С.М. Автоматизация процессов измерения вибрации // Механики XXI веку. VII Всероссийская научно-техническая конференция с международным участием: Сборник докладов. - Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2008.-с.-38-42.
3. Ереско С.П., Шевцов С.М. Аппаратно-программный комплекс для исследования характеристик датчиков вибрации// Мат-лы научно практической конф. «Проблемы авиации и космонавтики».- Красноярск: СибГАУ, 2010. -с.-149.
4. Ереско С.П., Шевцов С.М. Измерительные преобразователи вибрационных процессов// Системы. Методы. Технологии: научный периодический журнал, № 3 (7) .Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2010.-С.-42-49.
5. Ереско, А.С. Цифровой тахометр с использованием датчика холла на платформе агёшпо / А.С. Ереско, А.В. Курочкина, Е.В. Иваненко// Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2018. Т. 1. № 14. С. 363-365.
6. Ультразвуковой датчик расстояния Ардуино ИС-8Я04 https://arduinomaster.ru/datchiki-а^шпо/икга2уикоуо^а1потег^с^г04/
7. Ереско, А.С. Разработка модуля измерения деформаций с помощью тензорезисторов с использованием а^шпо /А.С. Ереско, С.П. Ереско, Т.Т.Ереско, Е.В, Кукушкин, А.А.Орлов// Механики ХХ1 веку. 2017. № 16. с. 82-85.
8. Терсков Д. Ю., Ереско А. С. Лазерный дальномер с о^-дисплем А^шпо // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2020. Т. 1. № 15. С. 397-399.
9. А.С. Ереско, Д.Ю. Терсков, С.П. Ереско Модернизация измерительной системы лабораторного стенда ГПС-01 // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2021. Т. 1. № 16.
© Терсков Д.Ю., Ереско А.С., Ереско С.П., 2022
