Skip navigation
Please use this identifier to cite or link to this item: http://ela.kpi.ua/handle/123456789/2282
Title: Підвищення параметрів динамічної точності верстатів токарної групи із переміщуваним шпиндельним вузлом
Authors: Дрозденко, Валентин Михайлович
Національний технічний універсистет України "Київський політехнічний інститут"
Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут"
Механіко-машинобудівний інститут
Issue Date: 2012
Abstract: Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук зі спеціальності 05.03.01 «Процеси механічної обробки, верстати та інструменти». – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут». – Київ, 2012. Дисертація направлена на підвищення параметрів динамічної точності верстатів токарної групи із переміщуваним шпиндельним вузлом. На основні аналізу літературних джерел сформульовано основний напрямок досліджень. Розглянуто конструктивні особливості шпиндельних вузлів та визначено їх основні параметри, що впливають на точність. Визначені статичні та динамічні характеристики контактних з’єднань та характеристики точності обертання шпиндельних вузлів. Досліджено робочі процеси у верстатах. Проведено теоретичні та експериментальні дослідження просторових нестаціонарних стохастичних сил різання. Здійснено теоретичні та експериментальні дослідження деформативностішпиндельних вузлів під дією стохастичних сил різання. Проведені дослідження точності позиціювання переміщуваного по двом координатам шпиндельного вузла токарного верстата. Використано математичні моделі енергетичних процесів для встановлення основних параметрів виходу шпинделя в позицію. Досліджено специфічні динамічні процеси верстата з переміщуваним шпиндельним вузлом. Процеси пов’язані із виникненням гіроскопічних моментів значної інтенсивності при поперечно-кутових коливаннях обертового шпинделя. Показано, що наявність гіроскопічних моментів приводить до появи параметричних автоколивань в динамічній системі верстата із переміщуваним шпиндельним вузлом. Це приводить до зниження точності та виникнення резонансних коливань при певних частотах обертання шпинделя. Запропоновано заходи по зниженню інтенсивності автоколивань, а відповідно і підвищенні динамічної точності верстата. На основі результатів досліджень розроблені ефективні конструкції верстатів токарної групи із переміщуваним шпиндельним вузлом.
Диссертация на соискание ученойстепени кандидата технических наук по специальности 05.03.01 "Процессы механической обработки, станки и инструменты". - Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт". - Киев, 2012. Диссертация направлена на повышение параметров динамической точности станков токарной группы с перемещаемым шпиндельным узлом. На основе анализа литературных источников сформулировано основное направление исследований. Оно заключается в определении точности выхода перемещаемого шпинделя в позицию и поддержания его стабильного положения в даной позиции при действии стохастических сил резания и наличии интенсивных гироскопических моментов, которые возникают при пространственных поперечно- угловых колебаниях шпинделя. Рассмотрены конструктивные особенности шпиндельных узлов и определены их основные параметры, которые влияют на точность. Определены статические и динамические характеристики контактных соединений и характеристики точности вращения шпиндельных узлов. Исследованы рабочие процессы в станках. Проведены теоретические и экспериментальные исследования пространственных нестационарных стохастических сил резания. Получены матрично-векторные дифференциальные уравнения для определения стохастического вектора, определяющего силу резания. Проведены экспериментальные измерения случайных нестационарных сил резания. Определены изменения сил резания при врезании и выходе резца. Для участка квазистационарного резания найдены тензоры корреляционных моментов, которые являются статистическими характеристиками случайного вектора силы резания. Осуществлены теоретические и экспериментальные исследования податливости шпиндельных узлов под действием стохастических сил резания. Исследования включали определение напряженно-деформированого состояния шпинделя при случайно изменяющихся нагрузках и случайных измененияхусловий опирания. Теоретические исследования дополнены измерениями гистерезисных упруго-дисипативных характеристик шпиндельного узла. Проведены исследования точности позиционирования перемещаемого по двум координатам шпиндельного узла токарного станка. Предложены математические модели энергетических процессов для установления основных параметров выхода шпинделя в позицию. Определены параметры точности позиционирования, резонансные частоты, перерегулирование. Даны предложения по рациональным законам регулирования приводов, обеспечивающие снижение динамических ошибок позиционирования. Исследованы специфические динамические процессы станка с перемещаемым шпиндельным узлом. Процессы связаны с возникновением гироскопических моментов значительной интенсивности при поперечно-угловых колебаниях вращающегося шпинделя. Показано, что наличие гироскопических моментов приводит к появлению параметрических автоколебаний в динамической системе станка с перемещаемым шпиндельным узлом. Это приводит к снижению точности и возникновению резонансных колебаний при определенных частотах вращения шпинделя. Предложены мероприятия по снижению интенсивности автоколебаний, а соответственно и повышению динамической точности станка. На основе результатов исследований разработаны эффективные конструкции станков токарной группы с перемещаемым шпиндельным узлом. Результаты исследований реализованы в реальных конструкциях станков.
Dissertation for the degree of candidate of technical sciences, specialty 05.03.01 "machining processes, machines and tools."- National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute". - Kyiv, 2012. The dissertation aims at improving the accuracy of dynamic parameters a lathe machine of a relocatable spindle unit. The main area of the research is formulated based on the analysis of the literature. Constructional features of spindle units are considered and their basic parameters affecting the accuracy are determined. The static and dynamic characteristics of contact connections and features of rotating precision of spindle units are defined. The working processes of machines are studied. A theoretical and experimental study of spatial nonstationary stochastic cutting forces are conducted. The theoretical and experimental study of deformation spindle units under stochastic cutting forces are carried out. Studies of positioning accuracy of spindle unit of lathe machine moved in two coordinates are conducted. The mathematical models of energy processes are used to estimate the basic parameters of the spindle position output. Specific dynamic processes of machine with relocatable spindle unit are studied. Processes are related to the emergence of gyroscopic moments of considerable intensity at the cross-angular fluctuations of rotating spindle. It is shown that the presence of gyroscopic moments leads to the appearance of parametric oscillations in dynamical system of machine with relocatable spindle unit. This leads to lower accuracy and occurrence of resonant vibrations at certain frequencies of spindle rotation. The measures to reduce the intensity of oscillations are proposed, and hence the increase of dynamic precision of lathe machine. The effective design of lathe machine of relocatable spindle unit is developed based on the research results.
URI: http://ela.kpi.ua/handle/123456789/2282
Appears in Collections:Автореферати

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Drozdenko_aref.pdf
  Restricted Access
973.44 kBAdobe PDFView/Open
Show full item record


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.