Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал:
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/43345| Назва: | Розроблення та дослідження приводу затиску від шпинделя мехатронного модуля головного руху токарного верстата з ЧПК |
| Інші назви: | Development and investigation of the clamping drive from the spindle of the mechatronic module for the main motion of a CNC lathe |
| Автори: | Буковський, Іван Олександрович Bukovskyi, Ivan |
| Приналежність: | ТНТУ імені Івана Пулюя, гр. МВм-61 |
| Бібліографічний опис: | Буковський І. О. Розроблення та дослідження приводу затиску від шпинделя мехатронного модуля головного руху токарного верстата з ЧПК : кваліфікаційна робота на здобуття освітнього ступеня магістр за спеціальністю „133 — галузеве машинобудування“ / І. О. Буковський. — Тернопіль: ТНТУ, 2023. — 91 с. |
| Bibliographic description: | Bukovskyi I.O. «Development and investigation of the clamping drive from the spindle of the mechatronic module for the main motion of a CNC lathe». 133 – Industrial machinery engineering; Ternopil Ivan Pul'uj National Technical University; Ternopil, 2023. - 91 p. |
| Дата публікації: | 29-гру-2023 |
| Дата подання: | 29-гру-2023 |
| Дата внесення: | 3-січ-2024 |
| Видавництво: | ТНТУ |
| Країна (код): | UA |
| Місце видання, проведення: | Тернопіль |
| Науковий керівник: | Буховець, Валерій Миколайович Bukhovets, Valerij |
| Члени комітету: | Окіпний, Ігор Богданович Okipnyi, Igor |
| УДК: | 621.91:621.396.6 |
| Теми: | 133 галузеве машинобудування токарний верстат з ЧПК математична модель електромеханічний привід затиску мехатронний модуль втрати енергії CNC lathe energy losses electromechanical clamping drive mechatronic module mathematical model |
| Короткий огляд (реферат): | У кваліфікаційній роботі вирішено важливу науково-прикладну задачу розроблення енергоефективного приводу затиску від шпинделя мехатронного модуля головного руху токарного верстата з ЧПК та дослідження втрат енергії в його механічній частині в залежності від інерційних і кінематичних параметрів, сил тертя та осьової сили приводу. Проведено розрахунок кінематичних і силових характеристик електромеханічного приводу затиску та перевірочні розрахунки його елементів. Приведено структурну схему затискного механізму з електромеханічним приводом затиску від шпинделя та його розрахункову схему для аналізу енергетичного балансу. Розроблено математичну модель для визначення загальних втрат енергії у механічній частині електромеханічного приводу затиску від шпинделя у процесі затиску. За допомогою розробленої математичної моделі проведено моделювання втрат енергії у механічній частині електромеханічного приводу затиску від шпинделя в процесі затиску в залежності від осьової сили приводу затиску, кінематичних параметрів та коефіцієнта тертя у гвинтовій парі. |
| Опис: | The qualification work solved an important scientific and applied problem of developing an energy-efficient clamping drive from the spindle of the mechatronic module of the main movement of a CNC lathe and researching energy losses in its mechanical part depending on inertial and kinematic parameters, friction forces and axial force of the drive. The calculation of the kinematic and power characteristics of the electromechanical clamp drive and verification calculations of its elements were carried out. The structural diagram of the clamping mechanism with the electromechanical clamping drive from the spindle and its calculation scheme for energy balance analysis are given. A mathematical model was developed to determine the total energy losses in the mechanical part of the electromechanical clamp drive from the spindle during the clamping process. With the help of the developed mathematical model, simulation of energy losses in the mechanical part of the electromechanical clamp drive from the spindle during the clamping process was carried out depending on the axial force of the clamp drive, kinematic parameters and the coefficient of friction in the screw pair. |
| Зміст: | ЗМІСТ ВСТУП 6 1. АНАЛІЗ СТАНУ ДОСЛІДЖЕНЬ ПРИВОДІВ ЗАТИСКУ ТОКАРНИХ ВЕРСТАТІВ 7 1.1. Структурно-функціональна схема затискного механізму токарного верстата 7 1.2. Класифікація приводів затиску токарних верстатів 9 1.3. Аналіз конструкцій приводів затиску токарних верстатів з ЧПК 11 1.3.1. Приводи затиску з геометричним замиканням механічного типу 11 1.3.2. Гідравлічні приводи затиску із силовим замиканням 14 1.3.3. Електромеханічні приводи затиску із силовим замиканням 19 1.4. Огляд існуючих досліджень і розробок по приводах затиску токарних верстатів 32 1.5. Висновки по розділу 1, постановка мети та задач дослідження 35 2. ДОСЛІДНО-ПРОЄКТНИЙ РОЗДІЛ 40 2.1. Мехатронний модуль головного руху токарного верстата з ЧПК 40 2.2. Конструкція та принцип роботи електромеханічного приводу затиску від шпинделя приводу головного руху 41 2.3. Проектування конструкції приводу затиску від шпинделя мехатронного модуля головного руху 43 2.3.1. Кінематичні і силові характеристики електромеханічного приводу затиску 43 2.3.2. Розрахунок передачі гвинт-гайка електромеханічного приводу затиску 45 2.3.2.1. Розрахунок передачі на стійкість проти спрацювання 45 2.3.2.2 Розрахунок елементів передачі гвинт-гайка на міцність 46 2.3.3. Розрахунок зчіпної зубчастої муфти 48 2.3.4. Розрахунок нерухомого шліцьового з’єднання шпинделя та стакана із зубчатим вінцем 49 2.4. Висновки по розділу 2 51 3. НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ РОЗДІЛ 53 3.1. Структурна схема затискного механізму з електромеханічним приводом затиску від шпинделя 53 3.2. Моделювання процесу затиску-розтиску в затискному механізмі з електромеханічним приводом затиску від шпинделя 55 3.2.1. Розрахункова схема затискного механізму з електромеханічним приводом затиску від шпинделя 55 3.2.2. Кінематичні характеристики затискного механізму з електромеханічним приводом затиску від шпинделя 56 3.2.3 Енергетичний баланс електромеханічного приводу затиску від шпинделя у процесі затиску 57 3.2.4. Дослідження енергетичного балансу електромеханічного приводу затиску від шпинделя у процесі затиску 60 3.3. Висновки по розділу 3 63 4. ОХОРОНА ПРАЦІ І БЕЗПЕКА У НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 65 4.1. Вимоги безпеки до токарного верстата з ЧПК з точки зору охорони праці 65 4.2. Небезпечні зони і заходи по забезпеченню безпечної роботи токарного верстата з ЧПК 67 4.3 Оцінка психофізіологічних та ергономічних факторів та вимоги до організації робочого місця оператора токарного верстата з ЧПК 68 4.4. Прогнозування можливих надзвичайних ситуацій біля підприємства, їх характеристика 71 4.5. Методи забезпечення захисту працівників підприємства у надзвичайних ситуаціях 72 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 74 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 77 ДОДАТКИ 80 |
| URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): | http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/43345 |
| Власник авторського права: | © Буковський Іван Олександрович, 2023 |
| URL-посилання пов’язаного матеріалу: | 6. New Electromechanical Actuator from HAINBUCH/ https://www.mfgnewsweb.com/archives/4/34254/Workholding-sep10/New Electromechanical-Actuator-from-HAINBUCH.aspx |
| Перелік літератури: | 1. Кузнецов Ю.Н., Волошин В.Н., Неделчева П.М., Эль-Дахаби Ф.В. Зажимные механизмы для высокопроизводительной и высокоточной обработки резанием: Монография/ Под ред. Кузнецова Ю.Н. – Габрово: Университетское издательство «Васил Априлов», 2010. – 724 с. 2. Приводи затискних механізмів металообробних верстатів: Монограція/ Ю.М. Кузнєцов, Б.І. Придальний. – Луцьк: Вежа-Друк, 2016. – 352 с. 3. Кузнєцов Ю.М., Луців І.В., Шевченко О.В., Волошин В.Н. Технологічне оснащення для високоефективної обробки деталей на токарних верстатах: монографія – К.: - Тернопіль: Терно-граф, 2011. – 692 с. 4. Орликов М.Л., Кузнецов Ю.Н. Проектирование зажимных механизмов автоматизированных станков – М.: Машиностроение, 1977. – 142 с. 5. Elektro-Hohlspanner EHS: Spannen ohne Hydraulik. Проспект фірми Röhm GmbH. Sontheim/Brenz, 2020. – 4 s. 7. Кузнєцов Ю.М. Передумови генетико-морфологічного синтезу електромеханічних приводів затискних механізмів, що обертаються/ Ю.М. Кузнєцов, Б.І. Придальний// Вісник НТУУ «КПІ». Серiя машинобудування. – №3 (75), 2015. – с. 48-55. 9. Хамуйела Ж.А. Герра. Генетико-морфологический синтез зажимных патронов: монография/ Ж.А. Герра Хамуйела, Ю.Н. Кузнецов, Т.О. Хамуйела. – Луцк: Вежа-Друк, 2017. – 328с. 11.Кузнeцов Ю.Н. Генетико-морфологический подход к созданию и прогнозированию развития зажимных механизмов для вращающихся деталей/ Ю.Н. Кузнeцов, Герра Ж.А. Хамуйела, А. Попаров// Journal of the Technical University Sofia «Fundamental Sciences and Applications». – vol. 19, Book 2, 2013, pp. 7 - 13. 12. Придальний Б.І. Створення приводів затиску для швидкохідних токарних автоматів. дис. кандидата технічних наук: Дис. … канд. техн. наук: 05.03.01 / Придальний Борис Іванович; Тернопіль, 2011. – 198 с. 13.Prydalnyi B.І. Mechatronic device for two-stage clamping of cylindrical objects in machine tool spindles// Вісник машинобудування та транспорту – №1(13), 2021. – С. 118-123. 14.Prydalnyi B.І. Mechatronic clamping mechanism with electro-hydraulic actuator for machine spindle units// Перспективні технологіі та прилади. – №18, 2021. – С. 124-128. 17.Иванюк И.А. Быстродействующие зажимные механизмы токарных автоматов с гидравлическим приводом: Дис. ... канд. техн. наук: 05.03.01/ Иванюк Иван Алексеевич; НТУУ «КПИ» – К., 1984. – 235 c. 20.Волошин В., Буховець В., Буковський І. Мехатронний затискний пристрій з приводом від шпинделя токарного верстата з ЧПК/ В. Волошин, В. Буховець, І. Буковський// Матеріали VI міжнародної студентської науково технічної конференції (27-28 квітня 2023 р.). – Тернопіль: ТНТУ, 2023. – С. 211- 212. 21.Кузнєцов Ю.М. Аналіз процесу затиску-розтиску тіл обертання в затискному механізмі з електромеханічним приводом/ Ю.М Кузнєцов, Б.І. Придальний// Вісник Херсонського національного технічного університету. Інженерні науки. – №4, 2015. – с. 48-56. 23.Кобельник В.Р. Підвищення ефективності процесу свердління наскрізних отворів регулюванням подачі: Дис. … канд. техн. наук: 05.03.01 / Кобельник Володимир Романович; Тернопіль, 2013 – 168 с. 24.Охорона праці в машинобудівному виробництві/ Підручник. Голубенко О.Л., Касьянов М.А., Гунченко О.М. – Луганськ. Східноукраїнський університет ім. В. Даля, 2010 – 456.с. 25.Левчук К.О. Цивільний захист: навчальний посібник / К.О. Левчук, Р.Я. Романюк, А.О. Толок – Дніпродзержинськ: ДДТУ, 2016. – р325 с. |
| References: | 8. Jang D. Design of A High Force Electromechanical Actuator for Electrically Driven Lathe Machine/ D. Jang, H. Shin, S. Paul, J. Chang and Y. Yun// IEEE Transactions on Industrial Electronics – vol.10, 2019. – р. 1-10. 10.Kuznetsov Yu.N. The description of drive of clamping mechanism of automatic lathes by using genetic-morphological approach/ Yu.N.Kuznetsov, B.I. Prydalnyi, J.А. Guerra Hamuyela// International Journal for Science, technics and innovations for industry, Issue 4, 2015. – pp.35 – 30. 15.Prydalnyi B.I. Mathematical model of the tensioning in the collet clamping mechanism with the rotary movable input link on spindle units// Journal of Engineering Sciences. – Vol. 8(1), 2021. – pp. E23–E28. 16.Prydalnyi B.I. Identification of analytical dependencies of the operational characteristics of the workpiece clamping mechanisms with the rotary movement of the input link/ B.І. Prydalnyi, H. Sulym// Аcta mechanica et automatica – vol.15, №.1, 2021. – рр. 47-52. 18.Shin H. Practical Consideration and Testing of Superior High Force Electromechanical Actuator for Electrically Driven Lathe/, S. Paul, D. Jang, J. Chang, Y. Yun, Y. Kim// Mechatronics. – Vol. 79 (11), 2021. 19.Wu Y. Intelligent Motorized Spindle Technology/ Y. Wu, L. Zhang – Springer Nature Singapore Pte Ltd, 2020 – 313 p. 22.1MB framelless spindle motors. Projekt Planning Manual. Проспект фірми Indramat GmbH, 1997. – 156 с. |
| Тип вмісту: | Master Thesis |
| Розташовується у зібраннях: | 133 — галузеве машинобудування |
Файли цього матеріалу:
| Файл | Опис | Розмір | Формат | |
|---|---|---|---|---|
| Магістерська_Буковський_2023.pdf | кваліфікаційна робота магістра | 1,18 MB | Adobe PDF | Переглянути/відкрити |
Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищені авторським правом, всі права збережені.
Інструменти адміністратора