Розрахунок оптимальних параметрів установки для віброабразивної обробки декоративних елементів з активним робочим органом (Збірник наукових праць Галузеве машинобудування будівництво, 2023)
Запропоновано розрахунок оптимальних параметрів числовим методом віброустановки нової конструкції з активним робочим органом. Наведена нова принципова схема обладнання є модифікацією відомої УВВ-04, що містить керований механічний збуджувач кутових коливань, до якої введено додатково робочу камеру обробки з активним робочим органом, оберти якого регулюються окремим приводом. Методом моделювання системи як масово-пружинної демпферної системи та гармонійного Фур’є-аналізу коливань отримано математична модель динамічної взаємодії робочого органу і деталі, з врахуванням додаткових сил тертя, кутом нахилу, пружних і демпфуючих сил, що часто ігноруються в попередніх дослідженнях, і більш точно описує динамічні взаємодії у системі та дозволяє встановити шляхи оптимізації. Модель може бути розширена та вдосконалена з урахуванням конкретних вимог і особливостей оброблюваних деталей. Визначено ключові параметри - фазовий зсув між коливаннями робочого органу, деталі та абразиву. Наведено приклад розрахунку оптимальних параметрів методом чисельного розв'язання системи диференційних рівнянь за допомогою методу Рунге-Кутта. Запропоновано алгоритм визначення оптимальних параметрів з використанням методу градієнтного спуску. Цільова функція оптимізацї включає мінімізацію фазового зсуву та амплітуди коливань робочого органу та деталі По результатам обчислень побудовано часові графіки залежностей величини фазового зсуву коливань деталі та робочого органу, амплітуди. Проведено їх порівняльний аналіз до і після оптимізації, який засвідчив досягнення мінімальних величин фазового зсуву коливань, максимальної амплітуди зі збереженням стійкості системи, синхронізацію коливань робочого органу і деталі. Це є передумовою забезпечення рівномірного контакту між робочим органом та деталлю, покращує передачу енергії, приводить до зменшення енерговитрат та собівартості вібротехнологічного процесу з підвищенням ресурсу міцності та надійності обладнання. Запропонований метод може бути використаний в прикладних задачах на виробництві.
Keywords: віброабразивна обробка; галтовка; активний робочий орган; математична модель динамічної взаємодії робочого органу і деталі віброустановки; оптимальні параметри; фазовий зсув коливань робочого органу і деталі