4.5. Система автоматического регулирования размера детали на бесцентрово-шлифовальном станке

(последняя цифра зачетной книжки «5»)

Бесцентрово-шлифовальный станок (рис. 4.5) состоит из шлифовальной бабки со шлифовальным кругом 1, подвижной бабки 2 с ведущим кругом 3, привода подачи, в который входит электродвигатель 4, редуктор 5 и винтовая пара 6. Заготовка 7 в зоне обработки базируется на наклонной поверхности ножа 8 и поверхности ведущего круга 3 и за счет наклона оси последнего ей передается продольное движение подачи (перпендикулярно к плоскости рисунка).

Диаметр шлифуемого изделия 7 зависит от расстояния между ведущим кругом 3 и шлифовальным кругом 1 на уровне, определяемом ножом 8. Это расстояние в процессе работы станка может изменяться как в результате изменения силы резания или износа абразивных кругов, так и под влиянием других факторов. Рассматриваемая САУ предназначена для автоматического регулирования (стабилизации) размера обрабатываемой заготовки.

Рис. 4.5. САУ размера шлифуемой детали

на бесцентрово-шлифовальном станке

САУ состоит из преобразователя перемещения 9 (например, индуктивного измерительного прибора перемещения, оснащенного наконечником из твердого сплава или алмаза), усилителя 10, сравнивающего устройства 11 и усилителя-преобразователя 12. Усилитель-преобразователь 12 (например, тиристорный или транзисторный) предназначен для питания двигателя постоянного тока 4 и составляет вместе с последним регулируемый комплектный электропривод.

При работе системы на вход сравнивающего устройства 11 подается напряжение U_З, которое отвечает в определенном масштабе требуемому размеру заготовки 7. На второй вход устройства 11 поступает напряжение U₀, пропорциональное фактическому размеру заготовки 7. Это напряжение вырабатывается измерительным прибором перемещения 9 и усилителем 10. Напряжение погрешности δU через усилитель-преобразователь 12 воздействует на управляемый двигатель 4, который через редуктор 5 и винт 6 перемещает подвижную бабку 2 в ту или иную сторону с целью устранения погрешности.

Функционирование САУ. В результате изнашивания шлифовального круга или по любой другой причине диаметр шлифуемой заготовки стал превышать требуемый. В этом случае напряжение от преобразователя 9 и исходное напряжение электронного усилителя 10 уменьшаются и нарушаются условия равновесия системы, т.е. погрешность увеличивается. Двигатель 4 перемещает подвижную бабку 2 вперед, в направлении уменьшения диаметра шлифуемой заготовки. Если диаметр заготовки уменьшился, то система автоматически действует в противоположную сторону, стабилизируя размер.

Поскольку сигнал обратной связи поступает от обрабатываемой детали в процессе шлифования, то, как объект управления, в САУ входит процесс резания в замкнутой технологической системе станка.

В табл. 4.5 представлены исходные данные для проведения расчетов «САУ шлифованием».

Таблица 4.5

Исходные данные

Первая цифра	Параметры элементов САУ
	Преобразователь			Двигатель						Измеритель перемещения		Редуктор
	kТ.П.		TТ.П., с	kД, рад/с·В		TЯ, с		TМ, с		kИ.П, В/мм		KР
1	2		3	4		5		6		7		8
1	20		0,03	1,6		0		0,20		5		0,01
2	25		0,02	1,8		0		0,25		10		0,02
3	40		0,05	1,4		0		0,31		16		0,06
4	65		0,01	0,8		0,08		0,43		28		0,02
5	70		0,02	1,0		0,03		0,18		17		0,03
6	10		0,03	1,2		0,06		0,13		30		0,04
7	15		0	2,0		0,10		0,24		100		0,08
8	18		0,06	2,4		0		0,22		20		0,10
9	58		0	2,2		0		0,10		50		0,03
0	40		0	0,3		0,90		0,06		40		0,12
Первая цифра	Параметры процесса резания						ЭУС
	ТР, с	VО, м/мин			SО, м/мин		ωО, рад/с		ξ		с, Н/м
1	0	20			5,0		240		0,7		3∙10^6
2	0	40			4,5		310		0,6		5∙10^6
3	0	10			3,5		340		0,5		4∙10^6
4	0,005	25			5,2		-		-		1∙10^7
5	0,007	12			6,0		-		-		9∙10^6
6	0,002	22			7,6		-		-		2∙10^6
7	0	17			8,1		250		0,6		6∙10^6
Продолжение табл. 4.5
1	2	3			4		5		6		7
8	0	26			5,4		290		0,8		4∙10^6
9	0,008	48			4,6		280		0,5		3∙10^6
0	0	9			2,2		320		0,8		8∙10^6
Примечание. Для всех вариантов приняты следующие параметры: коэффициенты и показатели степени в формуле для расчета силы резания: Ср = 20, х = 0,4, у = 0,8, z = 0,7; заданная глубина резания tо=0,05 мм; коэффициент передачи электронного усилителя для измерительного прибора перемещения - 100, постоянной времени пренебречь.