ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР.

Технический уровень и качество продукции машиностроения, в том числе станков, определяется совокупностью показателей функционального назначения, общественно полезного эффекта, уровня всех видов затрат, а также потребительских и экономических характеристик.

Ресурсное обеспечение качества продукции рассматриваем, в частности, как способность технологического оборудования, в том числе металлорежущих станков (МРС), как субъекта производственного процесса обеспечивать выпуск продукции требуемого качества с минимальными затратами ресурсов: временных, материальных, энергетических и др. В то же время, рассматривая МРС как объект производства, т.е. как продукцию станкозавода, ресурсным обеспечением качества станка считаем обеспечение соответствующих показателей качества станка с наименьшими затратами материальных ресурсов при проектирова­нии и изготовлении.

В БГТУ ведутся работы, направленные на ресурсное обеспечение качества МРС как на этапе проектирования, так и в процессе эксплуатации.

Снижение энергоемкости продукции, ресурсное обеспечение ее качества и конкурентоспособности возможно при широком внедрении энергосберегающего оборудования и ресурсосберегающих технологий.

ГОСТ 4.93 - 86 «СПКП (система показателей качества продукции). Станки металлообрабатывающие. Номенклатура показателей» устанавливает одним из важнейших показателей качества станков экономичность по расходу электроэнергии при эксплуатации.

Одним из эффективных путей повышения экономичности станков по расходу электроэнергии при эксплуатации является использование многодвигательных приводов главного движения (ПГД), для которых разработаны теоретические основы расчета и эксплуатации. Эффективность привода обеспечивается адаптацией электроустановки ПГД к изменяющимся условиям обработки по потребляемой мощности.

Привод состоит из трех частей:

а) силовой (энергетической) установки, включающей несколько (например, два) электродвигателей (ЭД), суммарная мощность которых равна максимальной эффективной мощности резания;

б) информационной системы, регистрирующей изменение нагрузки при заданной частоте вращения путем контроля активного и реактивного токов статора электродвигателя, а также режим перегрузки встроенным в статор датчиком температуры;

в) электронной (микропроцессорной) системы управления, обеспечивающей поочередное или совместное включение электродвигателей в соответствии с требуемой на данном переходе мощностью резания.

Применение привода позволяет улучшить использование мощности ЭД и приблизить значение КПД при практически любых режимах обработки к максимальному значению.

Одним из показателей качества МРС, установленным стандартом, является производительность, которая достигается в том числе созданием высокоскоростных ПГД станков, обеспечивающих частоты вращения шпинделя (ЧВШ) 10000 - 12000 мин ^-1. Однако это требует применения дорогостоящих шпиндельных узлов (ШУ) со специальными шпиндельными опорами, так как подшипники качения при рациональных размерах и стандартной конструкции обеспечивают частоты вращения не более 4500 6000 мин ^-1. Разработаны структурные, кинематические и конструктивные схемы новых ПГД с коаксиальными ШУ, сочетающие эффективность высокоскоростных приводов с экономичностью конструкции, основанной на использовании известных узлов и деталей ПГД.

Эффект достигается следующими принципиальными решениями:

• высокоскоростной шпиндель крепится на шариковых опорах концентрично в гильзе, которая устанавливается на шариковых опорах в корпусе ШУ;

• вращение шпинделя и гильзы в одну сторону обеспечивает сравнительно невысокие относительные скорости шпинделя и гильзы и в то же время высокую результирующую скорость шпинделя.

Разработаны конструкции ПГД токарного и многоцелевого станков с диапазоном ЧВШ от 12,5 до 12500 мин ^-1.

Работа выполняется при финансировании в рамках гранта Министерства образования Российской Федерации «Теоретические основы регулирования ЧВШ высокоскоростных ПГД станков на основе электродвигательных установок с двумя степенями свободы» ТОО-6.6-148.