Моделирование мехатронного пьезомодуля для сборки конических керамических соединений с натягом
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2017-3-43-47Ключевые слова:
мехатроника, пьезоактюатор, система управления, коническое соединение, нагрузочная способность, пьезокерамика, мэмс, сборкаАннотация
Описывается мехатронный модуль с аппаратно-программным комплексом, реализующим требуемые законы управления линейным пьезоактуатором, точность позиционирования и стабильную работу, предназначенный для обеспечения максимальной нагрузочной способности конических керамических соединений с натягом без разрушения несущих поверхностей. Сборка конических керамических соединений - сложный технологический процесс, от точности реализации которого зависит нагрузочная способность соединения. Создание высокоточных и миниатюрных исполнительных устройств линейных микроперемещений на базе пьезокерамического пакетного актюатора имеет большое практическое значение. Патентный поиск и изучение предложений на отечественном рынке показали, что пьезоактюаторов, как и установок с необходимыми параметрами, в России нет. Появилась необходимость обоснования разработки подобного актюатора и создания на его основе мехатронной установки для сборки конических керамических соединений с натягом. В статье представлена передаточная функция пьезоактюатора и процесса запрессовки, необходимая для разработки структурной схемы и математической модели системы управления. Математическая модель показывает переходные процессы, связывающие внутренние характеристики пьезодвигателя и параметры процесса запрессовки. Приведена сравнительная характеристика переходных процессов пьезодвигателей пакетно-модульной и моноблочной конструкции. Составлено уравнение силового взаимодействия деталей и элементов мехатронной установки, решение которого позволит определить максимальную силу, развиваемую пьезоактюатором. Представленная в статье мехатронная установка для запрессовки конических керамических соединений с натягом, обеспечивает необходимую точность регулирования осевого натяга и качества сборки.Библиографические ссылки
Петренко С. Ф. Пьезоэлектрический двигатель в приборостроении. - Киев : Корнiйчук, 2002. - 96 с.
Исполнительные устройства и системы для микроперемещений / А. А. Бобцов, В. И. Бойков, С. В. Быстров, В. В. Григорьев. - СПбГУ ИТМО, 2011. - 131 с.
Там же.
Там же.
Петренко С. Ф. Указ. соч.
Там же.
Там же.
Высоконапряженные соединения с гарантированным натягом / И. В. Абрамов, Ф. Ф. Фаттиев, В. А. Дулотин [и др.]. - Ижевск : Изд-во ИжГТУ, 2002. - 300 с.
Теория и технология гидпрессовых соединений : монография / А. В. Щенятский, И. В. Абрамов, Э. В. Соснович [и др.]. - Ижевск : Изд-во ИжГТУ, 2012. - 496 с. : ил. - (Монографии ИжГТУ).
Совершенствование конических гидропрессовых соединений бумагоделательных машин / А. В. Щенятский, Э. В. Соснович, В. А. Дулотин [и др.] // Хим. и нефтегазовое машиностроение. - 2002. - № 11. - С. 7-9.
Петренко С. Ф. Указ. соч.
Абрамов И. В., Лекомцев П. В., Трефилов Н. А. Компьютерные исследования нагрузочной способности конического соединения с натягом с деталями из хрупких неметаллических материалов // Интеллектуальные системы в производстве. - 2015. - № 2(26). - С. 44-51.
Лекомцев П. В., Абрамов И. В. Исследование нагрузочной способности конического соединения деталей из пары материалов «техническая керамика - стекло» // Молодые ученые - ускорению научно-технического прогресса в XXI веке [Электронный ресурс] : электронное научное издание : сб. материалов III Всерос. науч.-техн. конф. аспирантов, магистрантов и молодых ученых с междунар. участием (Ижевск, 22-23 апреля 2015 г.) / ИжГТУ имени М. Т. Калашникова ; ИННОВА-2015. - С. 193-200. - ISBN 978-5-9906108-6-6.
