Коробка швидкостей фрезерного верстата

Корисна модель відноситься до галузі техніки, а саме до машинобудування і може бути використана у металорізальних верстатах. Відомі коробки швидкостей металорізальних верстатів, що містять привід головного руху з основним кінематичним ланцюгом, шпиндель, пасивний демпфер крутильних коливань, який налагоджений на визначену частоту, тому що ефективність поширюється на вузьку смугу частот [1]. Найбільш близьким аналогом корисної моделі, що заявляється, вибраний як прототип, є коробка швидкостей №UA8592U, що містить привід головного руху з основним кінематичним ланцюгом з демпфером крутильних коливань, шпиндель, привідне колесо, яке взаємодіє через зубчате зачеплення з насосом, що виконує функцію гальма, керованого слідкуючим золотником, зв'язаним з датчиком кутового прискорення, вставленим на привідному колесі, і таким чином здійснюється зворотній зв'язок по прискоренню [2]. Загальними суттєвими ознаками відомої та корисної моделі, що заявляється є шпиндель, привід головного руху з основним кінематичним ланцюгом, який містить демпфер крутильних коливань. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення кінематичного ланцюга головного руху фрезерного верстата завдяки використанню пристрою, який демпфірує крутильні коливання шпинделю в процесі обробки, при цьому здійснюється зворотній зв'язок по прискоренню. Таким чином активний пристрій дозволяє розширити діапазон частот коливань. Завдяки пристрою досягається зменшення амплітуди крутильних коливань, та відповідно покращити показники технологічного процесу: стійкість інструмента, продуктивність обробки, якість обробленої поверхні. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що на вал шпинделя, у металорізальному верстаті, приєднується двигун постійного струм у, який є демпфером активних коливань. Двигун постійного струм у виконує функцію гальмування в залежності від прискорення обертання шпинделя. Сигнал керування на двигун постійного струму надходить від датчика кутового прискорення після попередньої обробки регулятором та широтно-імпульсним перетворювачем (ШІП), цим самим здійснюється негативний зворотній зв'язок по прискоренню. Запропонована корисна модель забезпечує гасіння крутильних коливань на шпинделі верстату двигуном постійного струму, шля хом зміни напруги в якірній обмотці двигуна, керування напругою живлення здійснюється від датчика кутового прискорення з протилежним знаком. Суть запропонованої корисної моделі пояснюється кресленням. Коробка швидкостей 1 металорізального верстата містить привід головного руху 2, шпиндель 3, на кінці якого кріпиться двигун постійного струму 4, який виконує роль активного демпфера крутильних коливань. Система керування двигуна складається з регулятора 5, який в залежності від показників датчика кутового прискорення 6 формує керуючий сигнал шляхом перетворення прискорення у вхідн у напругу для широтно-імпульсного перетворювача 7. Широтноімпульсний перетворювач 7 перетворює вхідну напругу в імпульсні сигнали необхідної довжини, що формують завдяки транзисторному перетворювачі 8 напругу живлення двигуна 4, середнє значення якої пропорційне прискоренню крутних коливань шпинделя 3. Датчик кутового прискорення 6 в свою чергу складається із тахогенератора 9, який виконує роль датчика швидкості обертання, та диференційної ланки 10, що формує сигнал кутового прискорення. Коробка швидкостей металорізального верстата працює таким чином. При стаціонарному різанні шпиндель 3 виконує рівномірний обертальний рух, що відповідає відсутності сигналу з датчика кутового прискорення 6, таким чином двигун постійного струму 4 створює постійний крутний момент гальмування, за рахунок підтримання швидкості обертання двигуна 4 нижчою ніж швидкість обертання шпинделя 3. Цей статичний гальмовий крутний момент необхідний для забезпечення можливості зменшити навантаження на шпинделі 3, шляхом його зменшення, при виникненні крутних коливань. При позитивному прискоренні датчик 6 виробляє сигнал, який пропорційно перетворюється, вираховується з сигналу ста тичного гальмового крутильного моменту та утворюється вхідна напруга для широтно-імпульсного перетворювача 7 регулятором 5. При цьому середня напруга живлення зменшується пропорційно сигналу кутового прискорення шпинделя, тобто гальмовий момент на валу двигуна постійного струму 4 стає більшим за статичний гальмовий крутильний момент. При негативному прискоренні регулятор 5 формує вхідну напругу для широтно-імпульсного перетворювача 7 з суми сигналу датчика 6 та сигналу статичного гальмового крутильного моменту. При цьому середня напруга живлення підвищується, тобто гальмовий момент на валу двигуна постійного струму 4 стає меншим за статичний гальмовий крутильний момент. Запроваджена корисна модель забезпечує гасіння крутильних коливань, зниження динамічного навантаження на шпиндельний вузол і інструмент, отже досягається підвищення стійкості інструменту, довговічності верста ту, а також підвищення продуктивності і поліпшення якості обробки. Джерела інформації; 1. Опитц Г. Современная техника производства / Пер. с нем. - М. Ма шиностроение, 1975 - 280с. 2. Орликов М.А. Динамика станков. - 2-е изд., перераб. и доп. - К. Вища школа, 1989 - 272с.