Функциональная схема САУ

 

Схема системы автоматического управления подачей при копировании приведена на рисунке 2. В систему автоматического управления необходимо ввести элементы:

 

Рисунок 2 – Функциональная схема САУ

 

где: ЭУ – усилитель, Д – двигатель, Р – механический редуктор, ТП – тиристорный преобразователь, ПЛП – преобразователь линейных перемещений, ХВ – ходовой винт, ПР – процесс резания, УСС – упругая система станка, ТГ - тахогенератор.

Преобразователь линейного перемещения в цепи питания двигателя, вырабатывает сигнал пропорциональный силе резания. В результате этот сигнал поступает на вход сравнивающего устройства и сравнивается с входным заданным сигналом. В результате на вход электронного усилителя поступает сигнал ошибки, который вызывает изменение напряжения питания двигателя постоянного тока, а, следовательно, и скорость подачи стола.

 

РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ САУ

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА САУ

 

Разработка структурной схемы САУ осуществляется на основе функциональной схемы системы (рисунок 2). В структурной схеме в отличие от функциональной должны быть определены все передаточные функции.

Рисунок 3.1 – Структурная схема САУ

ВЫВОД ТИПОВЫХ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ФУНКЦИЙ ЗВЕНЬЕВ СИСТЕМЫ

 

Электронный усилитель

 

где: ТЭУ – постоянная времени электронного усилителя, с;

ΔU1 – выходное напряжение, В;

ΔU – входное напряжение, В;

КЭУ – коэффициент усиления.

Передаточная функция усилителя (апериодическое звено I порядка)

Согласно исходным данным (таблица 1) получим:

Тиристорный преобразователь

 

где: ТЭУ – постоянная времени электронного усилителя, с;

ΔUТП – выходное напряжение, В;

ΔU1 – входное напряжение, В;

КЭУ – коэффициент усиления.

Передаточная функция усилителя (апериодическое звено I порядка)

Согласно исходным данным (таблица 1) получим:

Двигатель (ДПТ)

где ТЯ – электромагнитная постоянная времени якоря, с;

ТМ – электромеханическая постоянная двигателя, с;

ω – угловая скорость, с-1;

KД – коэффициент передачи электродвигателя, 1/сВ;

ΔUТП – напряжение якоря, В.

Передаточная функция электродвигателя постоянного тока (колебательное звено)

Согласно исходным данным (таблица 1) получим:

 

Редуктор

 

где Кр – коэффициент передачи;

ω – входная угловая скорость, рад/с;

ωР – выходная угловая скорость, рад/с;

Согласно исходным данным (таблица 1) получим:

Ходовой винт

 

где t – шаг винта, мм;

ωР – входная угловая скорость, рад/с;

S – выходное линейное перемещение, мм.

Согласно исходным данным (таблица 1) получим:

 

Процесс резания

 

Передаточная функция процесса резания (апериодическое звено I порядка):

где Кр – коэффициент резания

Тр – постоянная времени стружкообразования, с.

Сила резания при равномерном фрезеровании цилиндрической фрезой:

При полном фрезеровании торцовой фрезой:

; ,

где: СР – постоянный коэффициент, зависящий от свойств обрабатываемого материала;

t – глубина резания, мм;

S – подача, мм/об;

V – скорость резания, мм/сек.

Z – число зубьев

Подставляя значения получим:

;

;

;

Согласно исходным данным (таблица 1) получим: