Operability analysis of spindle-motor hybrid electromechanical systems
| Autor: | Katerina Oliinyk |
|---|---|
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2021 |
| Předmět: |
гибридная электромеханическая структура
Operability Computer science main motion drive главный привод комбинированные электро-механические системы системно-морфологический подход Mechanical engineering Magnetic bearing гібридна електромеханічна структура шпиндельний вузол Rigidity (psychology) spindle motor шпиндельный узел electromagnetic chromosome hybrid electromechanical structure комбіновані електромеханічні системи інноваційний синтез innovative synthesis carrier system Hydraulic machinery несуча система електромеханічний привод многокоординатного сверлильно-фрезерный станок несущая система business.industry мотор-шпиндель электромагнитная хромосома Rotation around a fixed axis Mechanics of engineering. Applied mechanics Electromagnetic suspension 621.9 TA349-359 Modular design багатокоординатний свердлильно-фрезерний верстат Grinding multi-coordinate drilling-milling machine combined electromechanical systems головний привід инновационный синтез системно-морфологічний підхід електромагнітна хромосома электромеханический привод синтезированный привод главного движения business синтезований привод головного руху |
| Zdroj: | Mechanics and Advanced Technologies, 2021, Vol. 5, No. 1 Mechanics and Advanced Technologies, Vol 5, Iss 1 (2021) |
| Popis: | Мотор-шпинделі належать до особливого класу складних динамічних систем природного та природно-антропогенного походження, які можуть реалізовувати як поступальний, так і обертальний рух, і представляють різноманітні види, що розвиваються. Такі системи застосовуються в металообробних комплексах, токарних, фрезерних, свердлильних, шліфувальних, багатоцільових та інших верстатах. У сучасних конструкціях шпиндельних агрегатів використовуються підшипники кочення, гідростатичні, гідродинамічні, газостатичні (аеростатичні), газодинамічні (аеродинамічні), магнітні підшипники та їх комбінації (гібриди), наприклад, газомагнітні (газостатичні підшипники з магнітна підвіска, що дозволяє забезпечувати частоти обертання) до 10–20 тис. об/хв, а при свердлінні та фрезеруванні та шліфуванні до 100–200 тис. об/хв і вище. З подальшим розвитком технологій у машинобудівній промисловості стали з’являтися мотор-шпинделі, які здатні реалізовувати рух подачі за допомогою шестерень і муфт, використовуючи пневматичні системи. Вони також можуть реалізовувати рух при використанні гідравлічних систем, використовуючи гвинтові шестерні. Розглянуто конструктивні концепції гібридних та комбінованих моторних шпинделів, отримані за результатами передбачення конструкції на основі використання інноваційних методів синтезу гібридних електромеханічних систем. У статті представлені результати механічних розрахунків жорсткості та електромагнітних розрахунків. На підставі розрахункових даних проведено аналіз працездатності електромеханічних систем шпинделів двигуна. Для розробки морфологічної моделі було обрано функціональні ознаки, які систематизовано та розділено на три групи відповідно до модульного принципу. Motor-spindles are belong to a special class of complex dynamic systems of natural and natural-anthropogenic origin, which can be realized both translational and rotational motion, and represent a variety of developing species. Such systems are used in metalworking complexes, lathes, milling, drilling, grinding, multi-purpose and other machines. In modern designs of spindle units rolling bearings, hydrostatic, hydrodynamic, gas-static (aerostatic), gas-dynamic (aerodynamic), magnetic bearings and their com-binations (hybrids) are used, for example, gas-magnetic (gas-static bearings with a magnetic suspension that allows to provide rota-tional frequencies) up to 10–20 thousand rpm, and in drilling and milling and grinding up to 100–200 thousand rpm and above. With the further development of technology in the machine-building industry, motor-spindles began to appear, which are able to realize the movement of the feed by means of gears and couplings, using pneumatic systems. They are also able to realize the movement of in using hydraulic systems, using screw gears. The design concepts of hybrid and combined the motor spindles, received by results of structural anticipation on the basis of use of innovative synthesis methods of hybrid electromechanical systems are considered. Re-sults of mechanical calculations of rigidity and electromagnetic calculations are presented in the article. On the ground of the calcu-lation data the operability analysis of the electromechanical systems of motor spindles is made. To develop a morphological model, functional features were selected, which are systematized and divided into three groups in accordance with the modular principle. Мотор-шпиндели принадлежат к особому классу сложных динамических систем природного и природно-антропогенного происхождения, которые могут реализовывать как поступательное, так и вращательное движение, и представляют различные виды, которые развиваются. Такие системы применяются в металлообрабатывающих комплек-сах, токарных, фрезерных, сверлильных, шлифовальных, многоцелевых и других станках. В современных конструкциях шпиндельных агрегатов используются подшипники качения, гидростатические, гидродинамические, газостатических (аэростатические), газодинамические (аэродинамические), магнитные подшипники ии хкомбинации (гибриды), например, газомагнитни (газостатических подшипники с магнитная подвеска, позволяющая обеспечивать частоты вращения) до10–20 тыс. об/мин, а при сверлениии фрезеровании и шлифовании до 100–200 тыс. об/мин и выше. С дальнейшим развитием технологий в машиностроительной промышленности стали появляться мотор-шпинделя, которые способны реализовывать движение подачи с помощью шестерен и муфт, используя пневматические системы. Они также могут реализовывать движение при использовании гидравлических систем, используя винтовые шестерни. Рассмотрены конструктивные концепции гибридных и комбинированных мотор-шпинделей, полученные по результатам предсказания конструкции на основе использования инновационных методов синтеза гибридных электромеханических систем. В статье представлены результаты механических расчетов жесткости и электромагнитны храсчетов. На основании расчетных данных проведен анализ работоспособности электромеханических систем шпинделей двигателя. Для разработки морфологической модели был выбран функциональные признаки, которые систематизированы и разделены на три группы в соответствии с модульного принципа. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|