Технічні науки / 3. Галузеве машинобудування

К.т.н. Ланець О.С., к.т.н. Гордєєв А.І., Добранський В.А.

Хмельницький національний університет

ВІБРАЦІЙНА ПЛОЩАДКА ДЛЯ ДЛЯ ОБРОБКИ ТВЕРДОСПЛАВНОГО ІНСТРУМЕНТУ З ЕЛЕКТРОМАГНІТНИМ ПРИВОДОМ

У результаті віброабразивної обробки твердосплавного інструмента забезпечується округлення ріжучих крайок, зменшення шорсткості ріжучих крайок і поверхонь леза, утворення стискаючих залишкових напруг у поверхневому шарі твердого сплаву [1,2]. Перераховані зміни сприятливо впливають на міцність, зносостійкість і вібростійкість, а через них - на кількісні характеристики безвідмовності й довговічності інструмента.

Передові за концепцією побудови та принципом роботи вібраційні машини з електромагнітним приводом, вагомою перевагою яких є відсутність в приводі рухомих з’єднань, мають обмеження за габаритами, що в основному обумовлено силовими характеристиками електромагнітного приводу та закладеним ще на етапі проектування таких машин принципом антифазного руху коливальних мас. Тільки забезпечення якісно нової картини руху коливальних мас, яка виключатиме принцип антифазного руху, дозволить отримати вібраційні машини з електромагнітним енергоощадним приводом, що значно розширить область використання таких вібраційних машин, як середньо - та великогабаритних установок. Це можливе лише за умови використання принципово нових розрахунків вібраційного обладнання [3,4,5].

Проведено комп’ютерне моделювання двомасової механічної коливальної системи методом скінчених елементів. 3D модель двомасової системи розбито на кінцеві елементи. Здійснено розрахунок, а його результати наведено на рис.1, де частота власних коливань систем становить .

Таким чином розрахункове резонансне налагодження становить . Відносна похибка становить , що є допустимо.

Згідно рис.2 максимальні напруження в пружному елементі , що є допустимо.

Рис. 1 - Результат розрахунку власної частоти коливань двомасової системи	Рис. 2 - Результат розрахунку пружного елемента на міцність

Тримасова вібраційна площадка (рис.3), призначена для встановлення на верхню плиту заокругленої робочої камери з абразивом та слугує як привод обладнання для обробки твердосплавного інструменту абразивом на частоті . Складається з трьох основних роз’ємних модулів: проміжної маси 2, яка виступає в якості робочого органу, та активної маси 1, що з’єднані між собою пружною системою 4; реактивної коливальної маси 3 та нерухомої плити 8. Модель площадки побудована так, що проміжна та реактивна коливальні маси окремо встановлюються на нерухомій стійці через віброізолятори 5. Таке конструктивне рішення дозволяє позиціювати ці коливальні маси не залежно одна від одної. Крім того, це унеможливлює «просідання» проміжної коливальної маси на реактивну, що може спричинити до порушення принципів розрахунку динамічної моделі, а отже до недієздатності конструкції. Активна коливальна маса 1 через пружну систему 4 знизу підвішується до проміжної маси. Маса 1 та пружна система 4 утворюватимуть так званий резонатор. До проміжної маси кріпляться якорі 6, до реактивної маси осердя з котушками 7 електромагнітних віброзбудників.

Вібраційна площадка працює наступним чином. Дві суміжні маси, а саме проміжна та реактивна, позначимо їх відповідно як та і які з’єднані через віброізолятори до нерухомої основи, рухатимуться синфазно (як одне ціле з однаковими амплітудами коливань) завдяки прикладеному між ними періодично змінному збуджуючому зусиллю , що розвивається електромагнітними віброзбудниками. Активна коливальна маса, позначимо її як , кінематично збуджуючись від проміжної маси через пружну систему 4 з сумарною жорсткістю на згин , рухатиметься в протифазі до двох суміжних мас. Необхідно відмітити, що саме проміжна та активна коливальні маси, утворюючи двомасову систему з певним резонансним налагодженням , і задають робочу частоту коливань , де - колова частота коливань механічної системи вібраційної площадки.

Рис. 3 - Просторова модель експериментального взірця вібраційної площадки з електромагнітним приводом та синфазним рухом коливальних мас

Лытература:

1. Хает, Г. Л. Сборный твердосплавный инструмент / Г. Л. Хает, В. М. Гах, К. Г. Громаков и др./ - М.: Машиностроение, 1991. - 256 с.

2. Хает, Л. Г. Упрочнение твердосплавного режущего инструмента поверхностным деформированием : обзор /Л. Г. Хает, В. М. Гах, В. И. Левин. - М.: НИИмаш, 1981.-54 с: ил.

3.Ланець О.С. Високоефективні міжрезонансні вібраційні машини з електромагнітним приводом (Теоретичні основи та практика створення): Монографія.-Львів: Видавництво Національного університету «Львівська політехніка». 2008. – 324 с.

4. Ланець О.С. Теорія синфазних коливань у вібраційних машинах з електромагнітним приводом // Ж.: Вібрації в техніці та технологіях. – 2005. - № 2 ( 40 ). - С. 46 -54.

5. Ланець О.С. Експериментальне підтвердження положень теорії синфазних коливань у тримасових механічних системах з електромагнітним приводом // Ж.: Вібрації в техніці та технологіях. – 2006. - №1 ( 43 ). - С. 64 -68.