Mechatronic Piezoelectric Modulus for Assembly of Ceramic Taper Interference Fits

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.