Actual Problems in Machine Building 2017 Vol. 4 No. 1

Actual Problems in Machine Building. Vol. 4. N 1. 2017 Technological Equipment, Machining Attachments and Instruments ____________________________________________________________________ 82 возможности анализа рабочих процессов электромеханических колебательных систем, рабо- тающих в переходных и квазиустановившихся режимах [15-19]. Целью работы является разработка математической модели динамического состояния двухкатушечной синхронной электромагнитной машины ударного действия с пружинным реверсом бойка, обеспечивающей возможности в проведении всестороннего анализа взаимо- связанных электромеханических процессов в переходных и квазиустановившихся режимах работы. Решение поставленной проблемы В качестве объекта исследований рассматривается конструкция электромагнитного ударного узла двухкатушечной синхронной электромагнитной машины ударного действия (рис. 1) [20, 21], содержащая независимые катушки прямого 1 и обратного хода 2, размещен- ные внутри магнитопровода 3 и обеспечивающие поочередно разгон ударной массы бойка 4 электромагнитными силами в прямом и обратном направлении. Боек 4, совершая возвратно- поступательные движения, поочередно взаимодействует с буферной пружиной 5, осуществ- ляющей его остановку и реверс, и рабочим инструментом 6, взаимодействующим с дефор- мируемой средой 7. Устойчивая связь электромагнитного ударного узла с рабочим инстру- ментом и с деформируемой средой обеспечивается усилием нажатия н F . Реализация рабоче- го цикла осуществляется при постоянном воздействии электромагнитных сил катушек, по- лучающих питание от однофазного источника напряжения по однополупериодной схеме вы- прямления. Полный рабочий цикл электромагнитного ударного узла осуществляется за время од- ного периода напряжения питающего источника, что при частоте f =50Гц обеспечивает син- хронную частоту ударов бойка уд n и длительность времени рабочего цикла уд t : мин уд 3000 2 60 уд   p f n ; с02,0 2 ц   f р t , где 2 р = 1 - число периодов напряжения в течение времени рабочего цикла. Механическая и магнитная подсистемы связаны функциональной зависимостью элек- тромагнитного усилия   11 эм1 , x if f  и   1 2 эм2 , x if f  от величины протекающего по обмотке тока i 1 , i 2 и координаты положения бойка x 1 , а электрическая и магнитная подсисте- мы – функциональной зависимостью величины потокосцепления   1 1 1 , x if  и   1 2 2 , x if  . Связь электрической и магнитной подсистем описывается уравнением электрического равновесия     dt x i d ri tu 1 11 11 1 ,    , (1)     dt x i d ri t u 1 2 2 22 2 ,    , (2) где u 1 ( t ), u 2 ( t ) - напряжение на обмотке первой и второй катушки; r 1 , r 2 - активное сопротив- ление обмотки первой и второй катушки. В соответствии с установленными связями в конструкции ударного узла (рис. 1) и действующими в системе обобщенными силами на рис. 2 представлена расчетная динамиче- ская схема механической колебательной системы.