Файл: Сергиевский, Л. В. Наладка, регулировка и испытание станков с программным управлением учебное пособие.pdf

высокой частоты, при увеличении жесткости мембран ме­ няется быстродействие и чувствительность преобразова­ теля, при вытягивании мембран появляется гистерезис. Все эти факторы требуют очень внимательного подхода при настройке и проверке наладчиками электромеханиче­ ских преобразователей.

Для снятия механических характеристик ЭМП с по­ мощью стенда поступают следующим образом. Устанав­ ливают преобразователь в специальную подставку,в ко­ торой установлен индикатор линейного перемещения, связанный с сердечником ЭМП. Изменяя токи в обмотках ЭМП, с помощью сопротивлений R6 и R13 добиваются равенства токов, причем при этом отклонение сердечника должно быть равно нулю. Затем, изменяя ток в одном из плеч усилителя с помощью потенциометра R10 через кратные интервалы тока, фиксируют линейное перемеще­ ние сердечника, одновременно следя за тем, чтобы сумма токов в обоих плечах была равна сумме токов при нулевом отклонении сердечника. Затем такие же измерения произ­ водят при отклонении сердечника в другую сторону. По данным измерений строится механическая характеристика ЭМП и дается оценка его параметров. Если в процессе испытаний выявлены отклонения от требуемых параметров, превышающие допустимые значения, то выясняют причины возникающего отклонения и затем их устраняют; например, нелинейность электромеханической характеристики (т. е. зависимость перемещения сердечника электромеханиче­ ского преобразователя будет не пропорциональна из­ менению тока в катушках), наличие гистерезиса (его допу­ стимая величина для такого типа ЭМП не должна превы­ шать 2%), завышение токов покоя в катушках ЭМП (в исп­ равном состоянии они должны составлять 150 мА ± 5%).

Стенд для проверки ЭМП является переносным при­ бором и может быть использован при проверке преобра­ зователя непосредственно на станке, когда в этом возни­ кает необходимость.

Для тарировки индуктивных датчиков давления типа ДИМ и др., а также для тарировки тензометрических дат­ чиков в лабораторных и производственных условиях мо­ жет быть использован стенд, схема которого показана на рис. 85. Стенд состоит из следующих агрегатов: бачка 2 емкостью 0,5 л, ручного пресса 1, кранов 6 и датчика дав­ ления 3, контрольного манометра 4 и системы трубопро­ водов 5. Рабочая жидкость из бачка заполняет всю систему

179

при выведении поршня пресса и открытых кранах. Руч­ ным прессом нагнетается жидкость, при этом кран бачка 7 закрыт, а кран 6 в линии нагнетания открыт. После того как создано необходимое давление прессом, контроль ведется по манометру. Кран 6, установленный в линии нагнетания, закрывают и производят запись показаний датчика и контрольного манометра. При этом следует учитывать, что установленное давление держится в си­ стеме не более 3—5 мин, в зависимости от его величины. Понижение давления производится краном бачка, уста­ новленным в линии слива.

При тарировке датчиков, задаваясь различными ве­ личинами давления, с помощью стенда записывают их на ленту осциллографа и по полученным данным строят тарировочный график датчиков. В дальнейшем при изме­ рении давления в гидропередачах станков по тарировочному графику определяют истинные давления в гидро­ системе.

Как известно, объемная гидропередача станка с ЧПУ состоит из насоса-генератора гидравлической энергии и гидромотора, преобразующего энергию потока жидкости в механическую энергию вращения выходного вала. По­ этому обычно производится раздельное испытание насоса и гидромотора, а затем исследуется вся гидропередача. Стендовые исследования объемной гидропередачи вклю­ чают в себя определение как надежности отдельных узлов гидромашин, так и всей системы, снятие внешних харак­ теристик гидромашин и гидропередачи, исследование пусковых свойств машин, определение глубины регули­ рования, а также минимальной и максимальной устой­ чивой скорости при различных нагрузках.

Для определения всех параметров, характеризующих режим работы гидропередачи или гидронасосов (гидро­ моторов), стенды оборудуются контрольно-измерительной

180

аппаратурой и приборами визуального отсчета контро­ лируемой величины, а также для записи процессов стенды оборудуются самописцами или осциллографами. Выбор контрольно-измерительной аппаратуры, место ее уста­ новки, тип и точность приборов зависят от задачи испы­ таний и определяются программой и методикой испыта­ ний.

Принципиальная схема стенда для испытания насосов и гидромоторов, а также всей гидросистемы показана на рис. 86. Насос 1 с регулируемой производительностью по трубопроводу 15 подает жидкость в гидромотор 6; из гидромотора рабочая жидкость по трубопроводу 15 возвращается в насос. Вал гидромотора соединяется с тор­ мозом 7. В зависимости от нагрузки, создаваемой тормо­ зом па валу гидромотора, изменяют давление в гидроси­ стеме и производят испытание насоса и гидромотора, а также привода при различных режимах. Скорость враще­ ния при объемном регулировании изменяют путем управ­ ления производительностью насоса. При нерегулируемом насосе применяют дроссельное регулирование. Защита системы от предельных перегрузок в стенде осуществляется предохранительным клапаном 5, подключенным к маги­ страли через обратные клапаны 2, 3, 4, 8 и 9. Подпиточный насос 11 восполняет утечки системы стенда. Жидкость подается через фильтр 10 и обратные клапаны 4, 2 и 8 в магистраль. Излишек жидкости через клапан 12 сли­ вается в бак 14. При засорении фильтра срабатывает кла­ пан 13. Стенд, выполненный по данной схеме, является универсальным и позволяет всесторонне испытывать гид­ ропередачи. На стенде могут сниматься внешние характе­ ристики насоса, гидромотора и всей гидропередачи. Стен­ довые испытания являются ответственным этапом при эксплуатации гидромашин, поскольку во время этих ис­ пытаний должны быть выяв­ лены и устранены недостатки проведенного ремонта, опре­ делены характеристики гид­

181

вильный выбор тормозной установки часто определяет успешное выполнение программы испытаний. Наиболее универсальными нагрузочными устройствами, позволяю­ щими изменять тормозные и нагрузочные характерис­ тики в широких пределах, являются электрические тор­ мозные устройства, выполненные на генераторах посто­ янного тока. При снятии характеристик очень важно, чтобы тормозной момент легко регулировался и величина его не изменялась самопроизвольно во время испытаний. При колебаниях тормозного момента снижается точность измерений параметров гидропередачи, характеризующих данный режим.

Снятие характеристик гидропередачи производится при постоянном числе оборотов приводного двигателя на раз­ личных ступенях производительности или при постоянной производительности насоса и заключается в определении моментов на валу насоса Мн кГс-м; на валу гидромотора М м кГс-м; числа оборотов насоса пн об/мин и гидромо­ тора пи об/мин. Также производится измерение давления на входе и выходе насоса и гидромотора, расхода жидкости в гидравлической системе и утечек из гидромашин. По измеренным параметрам на валах насоса и гидромотора можно вычислить следующие характеристики:

мощность на валу насоса

/Vн 975 кВт;

мощность на валу гидромотора

N.Мш975п—кВт

полный к. п. д. гидропередачи

У, __ ^И' ._. Мцям

Сравнивая эти характеристики с паспортными дан­ ными гидромашин, можно оценить пригодность их в си­ стемах управления станками с ЧПУ.

Экспериментальными исследованиями установлено, что динамические свойства систем станков с ЧПУ, имеющих в своем составе гидропередачи, зависят в большей степени от динамических характеристик гидронасосов и гидромо-

182

торов, чем от остальных элементов системы управления станком. Поэтому при испытаниях на стендах гидромашин станков с ЧПУ необходимо определять и значения дина­ мических свойств гидропривода. Оценка привода по его динамическим свойствам и влияние этих параметров на динамику станка позволяют определять надежность си­ стемы станка при использовании в условиях переменной нагрузки. Исследование динамических свойств гидропе­ редачи после ремонта или в процессе эксплуатации позво­ ляет до установки ее на станок оценивать эффективность ее применения или дает возможность рекомендовать пути изменения характеристик для получения большего эф­ фекта.

До последнего времени в технических заданиях на изготовление гидрооборудования требования к надежности не оговаривались совсем или указывалось, что система (или ее агрегаты) должна работать надежно. Каких-либо количественных критериев оценки надежности никто не устанавливал. Это приводило к тому, что на практике появились агрегаты, которые явно не удовлетворяли самым элементарным требованиям надежности [211. Без указа­ ния количественно нормированных требований на гидро­ оборудование станков с ЧПУ невозможно при его изго­ товлении и эксплуатации уделить достаточно серьезного внимания вопросам надежности гидросистем станков.

Методика снятия динамических характеристик и опре­ деления надежности гидроагрегатов достаточно хорошо изложена в работах [3, 10, 21, 31 ].

§ 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРА ПОВЕДЕНИЯ СИСТЕМЫ СТАНКА ПРИ НАЛИЧИИ НЕИСПРАВНОСТЕЙ

При контроле автоматизированных систем во многих слу­ чаях недостаточно установления того факта, что контро­ лируемая система вышла из работоспособного состояния. Для восстановления нормальной работоспособности не­ обходимо выявить те ее элементы (узлы, блоки), которые послужили причиной неправильного функционирования объекта контроля. Работоспособность системы ЧПУ — это такое состояние системы, при котором она соответ­ ствует всем требованиям, установленным в отношении ее основных параметров. Установить состояние системы можно, определив состояние элементов, узлов или блоков, из которых она состоит, или экспериментально проверив

183

возможность выполнения системой рабочих функций, т. е, контролируя ее основные характеристики.

При определении работоспособности но состоянию отдельных элементов, блоков и узлов необходимо выпол­ нить комплекс измерительных операций по определению величин электрических параметров элементов и состояния электронных и электрических схем системы. Эти операции предусматривают необходимость измерения угловых и линейных перемещений (выходных величии рабочих ор­ ганов станка, датчиков обратной связи, электромеханиче­ ских блоков), величин омических, индуктивных и емкост­ ных сопротивлений, сопротивлений изоляции и других электрических параметров элементов системы, а также установление целостности кинематических и электриче­ ских цепей, определение положения управляющих эле­ ментов.

Операции по диагностике неисправностей в станках с системами ЧПУ можно выполнять при двух состояниях контролируемой системы: если состояние системы неиз­ вестно и необходимо перед работой или в период работы определить ее состояние или если состояние системы из­ вестно, т. е. при выполнении контроля уже установлен факт-либо полной потери работоспособности, либо незна­ чительного снижения степени работоспособности и не­ обходимо установить причину — обнаружить появившуюся неисправность. Таким образом, обнаружение неисправно­ стей можно проводить одновременно с определением ра­ ботоспособности или после установления факта возник­ новения неисправности в контролируемой системе. Воз­ никновение неисправности в контролируемом узле, блоке, системе характеризуется изменением параметров элемен­ тов или изменением величины и формы контрольного сиг­ нала, с помощью которого контролируется система или блок.

Обнаружение неисправностей в системах ЧПУ требует ясного понимания принципов работы системы с полным знанием рабочих характеристик отдельных элементов и умением анализировать факты.

В качестве примера неисправности, возникшей в фа­ зовой системе ЧПУ, рассмотрим отсутствие вибрации (осцилляции) на управляющем золотнике гидросистемы. Отсутствие осцилляции на золотнике возможно из-за обрыва в цепи катушек электромеханического преобра­ зователя или из-за отсутствия переменного напряжения,

184