Unsteady Operating Modes of the Main Drive Unit of a Machine-Tools for Solid Railway Wheels Processing

Abstract

Мета. У роботі передбачено визначити умови створення динамічного перевантаження приводу колесообробного верстата в різних нестаціонарних режимах експлуатації й запропонувати способи його зменшення. Методика. Поставлена задача вирішувалася шляхом створення динамічної розрахункової багатомасової ланцюгової пружної моделі з подальшим математичним моделюванням її навантаження зовнішніми силовими факторами, значення яких були отримані аналітичними й експериментальними методами. Розв'язання рівнянь руху з визначенням навантаження приводу в перехідному режимі розгону та в режимі врізання здійснювалось засобами MathCad. Результати. Розрахункова схема приводу обертального руху планшайби верстату представлена лінійною тримасовою рядною системою з двома пружними зв'язками і з трьома абсолютними ступенями вільності. Аналітичне визначення моментів сили різання враховує зміни кінематичних параметрів режиму різання під час обробки різних ділянок профілю чашковим різцем. Прийнятий найгірший випадок прикладання навантаження за одночасного врізання інструментів. Еквівалентний момент сил різання визначений як сума моментів від кожного з інструментів за умови багаторізцевої обробки. Визначені моменти пружності зв'язків у стаціонарному стані приводу верстата. Динамічні перевантаження з коефіцієнтами динамічності у зв'язках К д12 = 1,13 і К д23 = 1,04 в режимі врізання незначні й швидко зменшують своє значення. Абсолютні значення крутного пружного моменту у наведеному зв'язку редуктора С 23 в режимі пуску несуттєві й значно менші від величин стаціонарного навантаження. За допомогою методу розрахунку й експериментальних досліджень встановлене суттєве динамічне перевантаження приводу верстата в режимі реостатного пуску електродвигуном постійного струму. Реактивний пружний момент періодичної зміни у 2,7 разів перевищує номінальний момент стаціонарного режиму обробки. Наукова новизна. Була створена пружна динамічна модель приводу колесообробного верстата. Складені і розв'язані моделі й розв'язані рівняння руху мас та визначене навантаження зв'язків. З'ясовані теоретичні умови зниження навантаження в приводі. Практична значимість. На підставі моделювання перехідного процесу пуску приводу визначені суттєві перевантаження його елементів, які в декілька разів перевищують реакцію пружних зв'язків під час різання. Для запобігання цьому рекомендовано змінити режим багатоступеневого запуску двигуна зі зниженням пускового струму мінімум у два рази до величини не більше 1 200 А.Ключові слова: залізничне колесо; колесообробний верстат; привід верстата; коливання; динамічні навантаження; перехідні процеси ISSN 2307-3489 (Print), ІSSN 2307-6666 (Online) Наука та прогрес транспорту. Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту, 2018, № 3 (75) НЕТРАДИЦІЙНІ ВИДИ ТРАНСПОРТУ. МАШИНИ ТА МЕХАНІЗМИ