16К20 коробка подач: Коробка подач 16к20, 16к25 | ИП Бирюкова Т.А.

alexxlab | 23.01.1984 | 0 | Разное

Содержание

Коробка подач 16к20, 16к25 | ИП Бирюкова Т.А.

Коробка подач 16Б20П.070.000 — это механизм, с помощью которого регулируется скорость вращения ходового винта и вала . За счет вращения винта или вала станка сообщается движение и скорость фартуку станка, к которому прикреплена каретка и суппорт станка.

Самый полный каталог запасных частей коробки подачи 16к20, 16к25 все цены указаны с НДС, если Вы знаете маркировку детали , то просто воспользуйтесь поиском по маркировке или выберете ее в списке ниже, так же Вы можете воспользоваться поиском по количество зубьев или их модулем, если же деталь еще не определенна, то для удобства сохраните к себе чертеж разреза коробки подач 16к20 и определитесь с номером ее позиции по месту расположения данной детали на чертеже и найдите в списке ниже. Проходите по ссылке для получения полной технической информации нужной Вам детали. Мы предоставляем чертеж, местоположение , цену и остальные характеристики.

Коробка подач 16Б20П.070.000 в сборе

102. Вал муфта 16Б20П.070.010

103. Вал 16Б20П.070.401

104. Вал 16Б20П.070.402

105. Вал 16Б20П.070.403

106. Вал выхода 16Б20П.070.406

107. Вал шестерня 16Б20П.070.408

108. Ролик обгонной муфты 16Б20П.070.416

109. Колесо зубчатое 16Б20П.070.419

110. Колесо зубчатое 16Б20П.070.421

111. Колесо зубчатое 16Б20П.070.422

112. Колесо зубчатое 16Б20П.070.423

113. Колесо зубчатое 16Б20П.070.424

114. Обойма обгонной муфты 16Б20П.070.425

115. Колесо зубчатое (блок шестерня) 16Б20П.070.427

116. Колесо зубчатое (блок шестерня) 16Б20П.070.428

117. Колесо зубчатое (блок шестерня) 16Б20П.070.429

118. Колесо зубчатое (блок шестерня) 16Б20П.070.432

119. Колесо зубчатое (блок шестерня) 16Б20П.070.434

120. Колесо зубчатое (блок шестерня) 16Б20П.070.435

121. Колесо зубчатое (блок шестерня) 16Б20П.070.436

122. Колесо зубчатое (блок шестерня) 16Б20П.070.437

123. Колесо зубчатое (тройная блок шестерня) 16Б20П.070.438

124. Ступица обгонной муфты 16Б20П.070.445

125. Колесо зубчатое (блок шестерня) 16Б20П.070.497

126. Колесо зубчатое (блок шестерня) 16Б20П.070.498

127. Вал 16Б20П.070.501

128. Вал 16Б20П.070.543

129. Вал 16Б20П.070.546

130. Колесо зубчатое 16Б20П.070.547

131. Колесо зубчатое (блок шестерня) 16Б20П.070.548

Отображение 1–12 из 35

Исходная сортировкаПо популярностиСортировка по более позднемуЦены: по возрастаниюЦены: по убыванию

Коробка подач станка 16К20.070.000 | Запчасти, комплектующие и узлы к станкам

Устройство и причины неисправностей

Важный узел токарно-винторезного, да и большинства других металлорежущих станков – коробка подач призвана согласовывать движения шпинделя и суппорта в автоматическом режиме. Фактически она управляет скоростью перемещения режущего инструмента и оптимизирует работу станка. Коробка подач обеспечивает перемещение суппорта согласно четырех кинематических цепей, обеспечивая:
  • винторезную;
  • продольную и поперечную подачу;
  • быстрое перемещение.
Физически механизм коробки подач токарного станка 16К20 представлен набором: валов, валов-шестерен, зубчатых колес, муфт, подшипников, иных деталей. Все они находятся в сложном взаимодействии, формируя заданный алгоритм работы универсального станка в автоматическом режиме.
Со временем напряженные режимы работы и силы трения приводят к неизбежному износу, истираются трущиеся поверхности, разбиваются подшипники. Увеличивающиеся зазоры и появление люфтов приводит к ускорению деструктивных процессов, как результат ремонт неизбежен. Ускоряют приближение ремонта и ряд иных факторов объективного и субъективного характера, в частности:
  • так называемая поверхностная усталость металла, ослабляющая прочностные характеристики шестерен, валов и т.д.;
  • дефицит смазочных материалов, усугубляющий действие сил трения и ускоряющий износ комплектующих;
  • пресловутый человеческий фактор, выражающийся в отсутствии должного ухода за станком (игнорирование ТО).
Ремонт коробки подач 16К20 – сложная процедура, проводимая в несколько этапов. Его выполнение следует доверять специалистам, имеющим опыт выполнения таких работ, который требуется уже при дефектовке деталей. Связано это с тем, что при использовании новых запчастей в паре с деталями, имеющими частичный износ, качественного ремонта не получится и ресурс такого узла крайне ограничен.
Наиболее эффективным можно считать капитальный ремонт коробки подач станка 16К20, в ходе которого производится одновременная замена всех комплектующих. В случае необходимости производится реставрация корпуса, например восстановление посадочных мест подшипников. Разумеется, наиболее качественный ремонт возможен в заводских условиях. Современное технологическое оборудование, а главное профессионализм ремонтных бригад позволят провести восстановление узла на должном уровне.

Коробка подач 16Б20П.070

Сведения о производителе коробки подач 16Б20П.070.000

Производитель коробки подач модели 16Б20П.070.000 – Гомельский завод станочных узлов ГЗСУ, основанный в 1961 году.

Коробка подач 16Б20П.070.000 была разработана на заводе Московский станкостроительный завод “Красный пролетарий” им. А.И. Ефремова в 1965 году для токарно-винторезного станка 16Б20П. Конструкция коробки подач оказалась удачной и без особой переделки используется в новых разработках.

В дальнейшем, серийное производство коробки подач и фартука было передано на Гомельский завод станочных узлов ГЗСУ.

Продукция Гомельского завода станочных узлов ГЗСУ


Унифицированная коробка подач 16Б20П.070.000СБ для токарно-винторезного станка. Назначение, область применения

Коробка подач 16Б20П.070 разработана в 1965 году для токарно-винторезного станка повышенной точности 16Б20П, который стал переходной моделью между 1к62 и 16К20. Коробка подач

16Б20П.070 и фартук 16Б20п.061 этого станка стали стандартом для всех последующих моделей этой серии.

Принцип работы и особенности конструкции станка коробки подач 16Б20П.070

Коробка подач 16Б20П.070 выполнена как самостоятельный узел и размещена слева на передней стенке станины под шпиндельной бабкой.

Движение от шпиндельной бабки через сменные шестерни коробки передач (гитары) передается механизму коробки подач. Механизм коробки подач дает возможность нарезать все виды резьбы и обеспечивает подачи для обработки деталей методами обычного, скоростного и силового резания.

Механизм коробки подач 16Б20П.070 в сочетании со звеном увеличения шага и набором сменных шестерен коробки передач позволяет получить 24 продольные и 24 поперечные подачи.

Для нарезания резьбы повышенной точности в коробке подач предусмотрено положение, при котором ходовой винт включается, минуя механизм коробки подач.

Для осуществления быстрых перемещений каретки и суппорта в коробке подач смонтирована муфта свободного хода (обгонная муфта), которая при включении электродвигателя быстрых перемещений автоматически отключает ходовой вал от механизма коробки подач, т.е. позволяет ходовому валу вращаться значительно быстрее чем выходной вал коробки подач.

С целью повышения коэффициента полезного действия станка и увеличения долговечности все валы коробки подач установлены на подшипниках качения.

При ремонте станка особое внимание следует обратить на правильность монтажа механизма переключения зубчатых колес, смонтированного на плите, которая крепится к корпусу коробки подач. Во избежание нарушения порядка сцепления зубчатых колес коробки подач при сборке совместить риски, нанесенные на шестернях.

Унифицированная коробка подач 16Б20П.070 входит в состав многих моделей токарно-винторезных станков.

Коробка подач предназначена для изменения передаточного отношения при передаче вращения от входного вала к ходовому винту или ходовому валу токарно-винторезных станков с диаметром обработки над станиной до 500 мм.

Коробка подач 16Б20П.070 унифицирована и является типовой конструкцией закрытой коробки с передвижными блоками. Коробка подач состоит из основной коробки с валами XII; XIII и XIV с муфтами МФ2; МФ3; MФ4, множительного механизма с валами XV; XVI; XVII и механизма передачи вращения на ходовой винт XXI или ходовой вал XXII. При нарезании резьб вращение передается с вала XII на вал XXII.

В коробках подач токарно-винторезных станков подачи расположены не по геометрическому ряду и настройку станка на необходимую подачу производят по таблицам, расположенным на панели передней бабки.

В случае нарезания точных резьб вращение может быть передано от гитары сменных колес непосредственно на ходовой винт с шагом t = 12 мм через валы XII, XVII, XVIII, XXI при включенных зубчатых муфтах МФ3 и МФ5, минуя механизм коробки подач.

Конструкция коробки подач

16Б20П.070 токарно-винторезного станка

Связь шпинделя и суппорта станка для обеспечения оптимального режима резания осуществляется с помощью механизма подач, состоящего из реверсирующего устройства (трензеля) и гитары, которые осуществляют изменение направления и скорости перемещения суппорта.

Коробка подач закреплена на станине ниже шпиндельной (передней) бабки и имеет несколько валов, на которых установлены подвижные блоки зубчатых колес и переключаемые зубчатые муфты. В правом положении муфты получает вращение ходовой винт, а в левом ее положении (как показано на рисунке) через муфту обгона вращается ходовой вал.

Подачи продольные (22 шт), мм/об: 0,05-0,06-0,075-0,09-0,1-0,125-0,15-0,175-0,2-0,25-0,3-0,35-0,4-0,5-0,6-0,7-0,8-1-1,6-2-2,4-2,8.

Подачи поперечные (24 шт), мм/об: 0,025-0,03-0,0375-0,045-0,05-0,0625-0,075-0,0875-0,1-0,125-0,15-0,175-0,2-0,25-0,3-0,35-0,4-0,5-0,6-0,7-0,8-1-1,2-1,4.

Регулировка коробки подач станка

При ремонте станка особое внимание следует обратить на правильность монтажа механизма переключения зубчатых колес, смонтированного на плите 38, которая крепится к корпусу 3, коробки подач. Во избежание нарушения порядка сцепления зубчатых колес коробки подач при сборке нужно совместить риски, нанесенные на шестернях 51 и 52.

Читайте также: Кинематическая схема коробки подач 16Б20П.070



Модификации коробок подач для токарно-винторезных станков

  • 16Б20П.070 – Коробка подач имеет 16 ступеней чисел оборотов ходового винта. Базовая модель для станков типа 16К20.
  • 16Б16П.070 – Коробка подач имеет 16 ступеней чисел оборотов ходового винта. Базовая модель для станков типа 16Б16.
  • 077.0000.000 – Коробка подач имеет 18 ступеней чисел оборотов ходового винта. Позволяет производить нарезку дюймовых резьб 11 и 19 ниток на дюйм без смены шестерен гитары

Коробка подач 077.0000.000, в отличии от базовой модели 16Б20П.070 позволяет производить нарезку дюймовых резьб 11 и 19 ниток на дюйм

без смены шестерен гитары. Для этого на передней панели коробки имеется 4-я рукоятка. Такая возможность появилась за счет дополнительной пары зубчатых колес, установленной вместо обгонной муфты.

При использовании коробки подач 077.0000.000 необходим фартук с встроенным приводом ускоренного переремещения 067.0000.000.


Основные технические характеристики коробки подач 16Б20П.070 и 077.0000.000

  • Расстояние между осями ходового винта и ходового вала – 63+0,05 мм
  • Число ступеней чисел оборотов ходовой винта коробки 16Б20П.070 – 16
  • Число ступеней чисел оборотов ходовой винта коробки 077.0000.000 – 18
  • Число ступеней чисел оборотов ходового вала – 16
    •  
  • Передаточное отношение коробок передач для подач – 0,0283..0,3963
  • Передаточное отношение коробок передач для метрических резьб – 0,1..1,4.
  • Передаточное отношение коробок передач для дюймовых резьб – 0,0906..1,270.
  • Максимально допустимый крутящий момент на втулке ходового винта – 50 Нм (5 кг*м)
  • Максимально допустимый крутящий момент на втулке ходового вала – 20 Нм (2 кг*м)
  • Габаритные размеры, не более – длина 760 мм, ширина – 215 мм, высота – 290 мм
  • Масса (нетто/брутто), не более – 73/93 кг

Модели станков на которых установлены коробки подач 16Б20П.070 и 077.0000.000

Московский станкостроительный завод “Красный пролетарий” им. А.И. Ефремова:

16К20, 16К20П, 16К25, 16К20М, 16К20В, 16К20Г, 16К20К, 16К20Ф1, 16К20ПФ1, 16К20ВФ1, МК6046, МК6047, МК6748, МК6056, МК6057, МК6758

Гомельский завод станочных узлов ГЗСУ:

ГС526У (077.0000.000)

Алма-Атинский станкостроительный завод им. 20-летия Октября:

1Д95, 1Е95, 16Д20, 16Д25, 16Е20

Астраханский станкостроительный завод, АСЗ:

1В62Г, 1В625М (077.0000.000), 16В20

Фрунзенский машиностроительный завод им. В.И. Ленина:

16Б25ПСп, ФТ-11

Ивановский станкостроительный завод (поселок Ивановка Луганской области):

ИТ-1М, ИТ-1ГМ

Ереванский станкостроительный завод им. Дзержинского: 16Л20, 16Л20К


Читайте также: Технические характеристики токарно-винторезного станка 16к20




Общий вид коробки подач 16Б20П.070

Фото коробки подач 16Б20П.070, установленной на станке 16к20

Фото коробки подач 16Б20П.070, установленной на станке 16к20. Скачать в увеличенном масштабе

Фото коробки подач 16Б20П.070

Фото коробки подач 16Б20П.070. Скачать в увеличенном масштабе

Фото коробки подач 077.0000.000

Фото коробки подач 077.0000.000. Скачать в увеличенном масштабе


Кинематическая схема коробки подач 16Б20П.070

Кинематическая схема токарно-винторезного станка 16к20

Кинематическая схема токарно-винторезного станка. Скачать в увеличенном масштабе

Кинематическая схема токарно-винторезного станка 16к20

Кинематическая схема токарно-винторезного станка. Скачать в увеличенном масштабе

Чертеж коробки подач 16Б20П.070

Чертеж коробки подач 16Б20П.070 токарного станка

Чертеж коробки подач 16Б20П.070 токарного станка. Скачать в увеличенном масштабе

Фото коробки подач 16Б20П.070

Фото коробки подач 16Б20П.070. Скачать в увеличенном масштабе

Чертеж коробки подач 16Б20П.070 токарного станка

Коробка подач 16Б20П.070 токарного станка. Скачать в увеличенном масштабе

Управление коробкой подач 16Б20П.070 токарного станка

Управление коробкой подач 16Б20П.070 токарного станка. Скачать в увеличенном масштабе

Таблица подач токарного станка 16к20

Таблица подач токарного станка 16к20. Скачать в увеличенном масштабе


Читайте также: Производители токарных станков в России



Коробка подач 16Б20П.070. Видеоролик.



Полезные ссылки по теме. Дополнительная информация


Коробка подач 16К20 в Челябинске (Коробки подач)

Цена: Цену уточняйте

за 1 ед.

  • Минимальный заказ – 1 ед.;
  • Предложение добавлено 30.12.2016;
  • Уникальный код – 13476451;
  • Предложение было просмотрено – 198;
Выбираете, где выгоднее заказать услугу или купить товар? “Коробка подач 16К20”, цену уточняйте. В данный момент предложение в наличии.

Описание товара

Коробка подач 16К20 для токарного станка 16К20.
ООО «Челябпромдеталь» специализируется на поставке запасных частей и комплектующих для металлообрабатывающего оборудования. Наше предприятие осуществляет изготовление и поставку запчастей к станкам токарной, фрезерной и плоскошлифовальной группы. Также имеем возможность изготовления комплектующих по чертежам заказчика или по индивидуальным заказам (чертежам).

Характеристики коробки подач 16К20

  • — Страна производитель: Россия
  • — Бренд: Челябпромдеталь

Товары, похожие на Коробка подач 16К20

Коробка подач на токарно винторезный станок от производителя

Уважаемые клиенты, если Вы не нашли нужных Вам позиций, обратитесь по телефону, либо электронной почте.

Для получения разреза увеличенной схемы  коробки подач 16к20, сделайте запрос на электронную почту либо по телефону.

 

Коробка подач в сборе

 

 

 

 

47600 с ндс

Вал муфта

16Б20П.070.010

Поз.102

Масса 0,9

Z 21     m2

 

Вал

16Б20П.070.401

Поз.103

Масса 0,39

Длинна 135 мм

 

Вал

16Б20П.070.402

Поз.104

Масса 0,32

Длинна 113 мм

 

Вал

16Б20П.070.403

Поз.105

Масса 0,8

Длинна 177,5 мм

 

Вал выхода

16Б20П.070.406

Поз.106

Масса

Длинна 190 мм

 

Вал шестерня

16Б20П.070.408

Поз.107

Масса 0,53

Z  15     m2

 

Ролик обгонной муфты

16Б20П.070.416

Поз.108

Масса 0,02

 

 

Колесо зубчатое

16Б20П.070.419

Поз.109

Масса 0,285

Z 28    m1.25

 

Колесо зубчатое

16Б20П.070.421

Поз.110

Масса 0.32

Z 30    m1.25

 

Колесо зубчатое

16Б20П.070.422

Поз.111

Масса 0.48

Z 42    m1.75

 

Колесо зубчатое

16Б20П.070.423

Поз.112

Масса 0.39

Z 35    m2

 

Колесо зубчатое

16Б20П.070.424

Поз.113

Масса 0.24

Z 28     m2

 

Обойма обгонной муфты

16Б20П.070.425

Поз.114

Масса 0.43

Z 39     m2

 

Колесо зубчатое (блок шестерня)

16Б20П.070.427

Поз.115

Масса 0,51

Z 28,35    m2.25,   2

 

Колесо зубчатое (блок шестерня)

16Б20П.070.428

Поз.116

Масса 0,45

Z 25,30   m2.25,   1.75

 

Колесо зубчатое (блок шестерня)

16Б20П.070.429

Поз.117

Масса 0,36

Z 34,32   m1.75,    1.5

 

Колесо зубчатое (блок шестерня)

16Б20П.070.432

Поз.118

Масса 0,65

Z 28, 48    m2,    2

 

Колесо зубчатое (блок шестерня)

16Б20П.070.434

Поз.119

Масса 0,8

Z 45,35   m2,   2

 

Колесо зубчатое (блок шестерня)

16Б20П.070.435

Поз.120

Масса 0,46

Z 40, 24    m2,   2

 

Колесо зубчатое (блок шестерня)

16Б20П.070.436

Поз.121

Масса 0,285

Z 18,28    m2,   2

 

Колесо зубчатое (блок шестерня)

16Б20П.070.437

Поз.122

Масса 0,34

Z 33,32   m2,   1.5

 

Колесо зубчатое (тройная блок шестерня)

16Б20П.070.438

Поз.123

Масса 0,4

Z 28,38,32  m2.25,   1.7,    1.5

 

Ступица обгонной муфты

16Б20П.070.445

Поз.124

Масса 0,32

 

 

Колесо зубчатое (блок шестерня)

16Б20П.070.497

Поз.125

Масса 0,68

Z 28,24    m2.25,    2

 

Колесо зубчатое (блок шестерня)

16Б20П.070.498

Поз.126

Масса 0,3

Z 23,21   m2,    2

 

Вал

16Б20П.070.501

Поз.127

Масса 2,23

Длинна 317 мм

 

Вал

16Б20П.070.543

Поз.128

Масса 0,82

Длина 230 мм

 

Вал

16Б20П.070.546

Поз.129

Масса 1,3

Длинна 226,5 мм  z24   m2

 

Колесо зубчатое

16Б20П.070.547

Поз.130

Масса 0,25

Z  28    m2

 

Колесо зубчатое (блок шестерня)

16Б20П.070.548

Поз.131

Масса 0,26

Z 32,30    m1.5,   2

 

16к20 подшипники | Шарикоподшипники станка, схема расположения

№ подшипника по ГОСТу

№ ГОСТа

Габарит, мм

Класс

точности

Узел, в котором установлены подшипники

№ по схеме

Количество на станок

d

D

B

Шарикоподшипники однорядные радиальные

104

8338—75

20

42

12

0

Фартук

74

1

105

8338—75

25

47

12

0

Фартук

61, 84

2

106

8338—75

30

55

13

0

Коробка подач

47

1

107

8338—75

35

62

14

0

Шпиндельная бабка

25

1

107

8338—75

35

62

14

0

Коробка подач

41

1

108

8338—75

40

68

15

0

Шпиндельная бабка

5, 6

2

109

8338—75

45

75

16

0

Шпиндельная бабка

3, 4

2

110

8338—75

50

80

16

6

Шпиндельная бабка

14, 16

2

110

8338—75

50

80

16

0

Фартук

68, 69, 75

3

202

8338—75

15

35

11

0

Коробка подач

30

1

202

8338—75

15

35

11

0

Фартук

72, 73

2

203

8338—75

17

40

12

0

Каретка

80, 81

2

204К

8338—75

20

47

14

0

Шпиндельная бабка

23

1

204К

8338—75

20

47

14

0

Коробка подач

33, 34, 42, 45, 46, 48, 49

7

205К

8338—75

25

52

15

6

Шпиндельная бабка

22, 26

2

205К

8338—75

25

52

15

0

Коробка подач

35, 44

2

208К

8338—75

40

80

18

6

Шпиндельная бабка

9, 10

2

208

8338—75

40

80

18

6

Шпиндельная бабка

7

1

209

8338—75

45

85

19

6

Шпиндельная бабка

1, 2

2

303К2

8338—75

17

47

14

0

Коробка подач

43

1

304К

8338—75

20

52

15

0

Коробка подач

27, 52

2

1000096

8338—75

6

15

5

0

Фартук

82

1

1000900

8338—75

10

22

6

0

Суппорт с механическим перемещением резцовых салазок

92—99

8

1000900

8338—75

10

22

6

0

Фартук

65

1

1000902

8338—75

15

28

7

0

Коробка подач

38

1

1000905

8338—75

25

42

9

0

Фартук

57

1

1000907

8338—75

35

55

10

0

Коробка подач

31, 32

2

7000103

8338—75

17

35

8

0

Коробка подач

36, 37

2

7000103

8338—75

17

35

8

0

Фартук

53—56, 70

8

7000107

8338—75

35

62

9

0

Коробка подач

50, 51

2

Шарикоподшипники радиальные однорядные с одной защитной шайбой

60104

7242—70

20

42

12

0

Фартук

63

1

60210

7242—70

50

90

20

0

Фартук

66

1

Шарикоподшипники радиальные однорядные с двумя защитными шайбами

80018

7242—70

8

22

7

0

Ограждение патрона

 

3

Шарикоподшипники радиально-упорные однорядные

46203

831—75

17

40

12

0

Фартук

59, 60, 67,

7

 

 

 

 

 

 

 

71, 76, 77,

 

 

 

 

 

 

 

 

83

 

46216Л*

831—75

80

140

26

5

Шпиндельная бабка

20, 21

2

Роликоподшипники конические

7207

333—71

35

72

18,5

0

Шпиндельная бабка

17

1

7305

333—71

25

62

18,5

0

Шпиндельная бабка

8

1

7306

333—71

30

72

21

0

Шпиндельная бабка

11, 13

2

7308

333—71

40

90

25,5

0

Шпиндельная бабка

18

2

7604

333—71

20

52

22,5

0

Шпиндельная бабка

12, 15

2

Шарикоподшипники упорные одинарные

8102

6874—75

15

28

9

0

Суппорт

87, 88

2

8102

6874—75

15

28

9

0

Задняя бабка

89

1

8103

6874—75

17

30

9

0

Фартук

85

1

8104

6874—75

20

35

10

0

Каретка

79

1

8105

6874—75

25

42

11

0

Каретка

78

1

8105

6874—75

25

42

11

0

Задняя бабка

91

1

8105

6874—75

25

42

11

0

Фартук

58, 62

2

8106

6874—75

30

47

11

СТ2

Коробка подач

39, 40

2

8107К

6874—75

35

52

12

0

Резцовая головка

86

1

8202

6874—75

15

32

12

0

Фартук

64

1

8205

6874—75

25

47

15

0

Задняя бабка

90

Г

 

Роликоподшипники радиальные двухрядные с короткими цилиндрическими роликами

 

3182120*

7634—75

100

150

37

4***

Шпиндельная бабка

24

1

Роликоподшипник конический двухрядный с малым углом конуса и буртом на наружном кольце

697920Л**

ТУСТ 5434

98,425

152,4

92

2

Шпиндельная бабка

101

1

Роликоподшипник конический с малым углом конуса, и автоматическим устранением зазоров однорядный

17716Л**

ТУСТ 5434

80

140

77,07

2

Шпиндельная бабка

100

1

Шарнирные подшипники

2Ш20

3635—54

20

47

15/26

 

Управление фрикционом

102, 103

2

* Для станков, поставляемых со шпиндельными подшипниками.

** Для станков, поставляемых со шпиндельными подшипниками

*** При отсутствии подшипника 4-го класса допускается использование подшипника 5-го класса, отобранного с радиальным биением дорожки качения внутреннего кольца R1 не более 0,005 мм и биением базового торца внутреннего кольца относительно отверстия Si не более 0,007 мм.

Примечания: 1. Подшипники, обозначенные на схеме номерами с 92 по 99, устанавливаются только в суппорте с механическим перемещением резцовых салазок.

2. Номерами 20, 21, 24 и 100, 101 обозначены шпиндельные подшипники.

Коробка подач 16Б20П.070.000СБ в Энгельсе от компании “ООО ТД “Запчасти к станкам” производство запчастей и оснастки [email protected]”.

Коробка подач передает вращение от электродвигателя постоянного тока ходовому винту, перемещающему стеблевую бабку по направляющим станины. Регулирование величины рабочих подач производится путем изменения числа оборотов электродвигателя с помощью регулятора, установленного на центральном пульте. Коробка подач смонтирована в корпусе, прифланцованном к правому торцу станины. При помощи электродвигателя постоянного тока и ходового винта стеблевая бабка перемещается по направляющим станины. Бесступенчатое регулирование подач производится путем изменения чисел оборотов электродвигателя посредством регулятора. Коробка подач станка состоит из основной и множительной передач. Первая дает возможность получать основной ряд стандартных резьб. Множительная передача предназначена для увеличения (в 4 раза) числа нарезаемых на станке стандартных резьб. Нужна коробка подач для передачи вращения от шпинделя или от отдельного привода ходовому валу или ходовому винту, а также для изменения их частоты вращения для получения подач или определенного шага при нарезании резьбы резцом. Это достигается изменением передаточного отношения коробки подач. Коробка подач связана со шпинделем станка гитарой со сменными зубчатыми колесами. Назначение коробки подач – изменять скорости вращения ходового винта и ходового вала, чем достигается перемещение суппорта с выбранной скоростью в продольном и поперечном направлениях. Функция коробки подач заключается в изменении скорости вращения ходового винта и ходового вала. Так и достигается перемещение суппорта с выбранной скоростью в продольном и поперечном направлениях. Вал в подшипниках коробки подач вращается с помощью зубчатых колес гитары; вместе с ним вращается и может перемещаться вдоль него зубчатое колесо с рычагом. На одном конце рычага вращается (на оси) зубчатое колесо, сопряженное со вторым зубчатым колесом, а на другом конце – рукоятка, с помощью которой рычаг перемещается вдоль вала и может занимать любое из десяти положений.

по порядкупо росту ценыпо снижению ценыпо новизне

Краткое описание и основные технические характеристики 16К20

Универсальный токарно-винторезный станок

16К20Предназначен для замены устаревшего 1К62. Его выпуск начался в 1973 году на заводе «Красный пролетарий» в Москве. Как следует из обозначения, станок имел расстояние между осью шпинделя и направляющими на станине 200 мм.

Мощность станка была огромной, и он быстро стал основным металлорежущим оборудованием на предприятиях СССР. Для удовлетворения спроса производство ряда агрегатов осуществлялось на дополнительном заводе в Гомеле.После ликвидации основного завода «Красный пролетарий» туда перебросили всю оставшуюся оснастку. В настоящее время на Гомельском заводе выпускается станок ГС526У – глубоко модернизированный 16К20.

Область применения станка очень широка и включает в себя различные токарные работы и резьбу резьбы на деталях. Технические характеристики станка 16К20 позволили использовать его для единичного и серийного производства деталей.

Нижняя часть станка

Основание станка представляет собой коробчатую раму, установленную на монолитном основании.Благодаря своей форме эта конструкция имеет высокую жесткость, что очень важно для станков. Материал станины и основания – высокопрочный чугун. На основании есть точки крепления оборудования к фундаменту или полу.

Главный двигатель расположен в основании машины и поддоне для сбора стружки и использованной смазочной и охлаждающей жидкости (охлаждающей жидкости). С правой стороны рамы установлен дополнительный электродвигатель для ускоренного перемещения опоры, что позволило улучшить технические характеристики 16К20.Сверху на раме смонтированы полированные направляющие, по которым перемещаются фартук и задняя бабка.

Улучшение условий труда

Станок оборудован стальным неподвижным защитным экраном, установленным за рамой. Кроме того, на подставке машины есть отдельная прозрачная заслонка. Этот щит фиксирован и может быть откинут.

При разработке станка уделялось внимание уменьшению количества манипуляций при настройке режимов резания. Для этого все регулировочные столы и ручки выбора скоростей вращения и подачи компактно размещены на передней части бабки.Для быстрого перемещения задней бабки можно использовать так называемую «воздушную подушку» – подачу сжатого воздуха (с заводской линии) между направляющими рамы и передней бабкой. Благодаря этим и ряду других улучшений удалось улучшить основные технические характеристики 16К20.

Электрооборудование

Электрооборудование станка размещено на отдельной панели управления, закрепленной на задней стенке передней бабки.

Высокие технические характеристики станка 16К20 обеспечиваются мощным двигателем главного привода.Двигатель развивает мощность до 10 кВт при частоте вращения вала 1600 об / мин. По специальному заказу был установлен еще более оборотный двигатель – до 2000 оборотов.

Кинематика цепи главного движения

От главного двигателя вращение передается ременной передачей на главный вал коробки передач. Для обеспечения технических характеристик вал 16К20 снабжен многодисковой двусторонней муфтой. Это устройство обеспечивает обратимую работу машины. На двух дополнительных валах коробки установлены зубчатые передачи.Переключая эти блоки, станок получает 12 основных скоростей вращения шпинделя – шесть высоких и шесть низких.

Для расширения области применения и более полной реализации технических характеристик коробка передач 16К20 имеет так называемую негабаритную группу шестерен. Перебор позволяет получить 12 дополнительных скоростей – шесть из них будут в восемь раз медленнее и в шесть раз в 32 раза медленнее. Всего коробка имеет 24 скорости и позволяет изменять скорость вращения шпинделя в диапазоне 12.5-1600 оборотов. Когда машина переворачивается, группа переборок не используется.

16К20 в наши дни

Несмотря на появление более точного и функционального оборудования, станок широко применяется в наше время на многих машиностроительных предприятиях. По соотношению «цена – точность обработки» 16К20 находится в очень выгодном положении. Техника крайне неприхотливая, обслуживание не дорогое.

Одним из больших недостатков 16К20 была ненадежность электрики.Поэтому желательно использовать машины после капитального ремонта с заменой всех ненадежных узлов и компонентов.

p>

Технические характеристики, схемы, описание и отзывы

Станок токарный отечественный 16К20 относится к категории винторезных устройств. Его выпуск наладили на заводе «Красный пролетарий» в 1973 году. Часть деталей поставил Гомельский комбинат комплектующих. Современный аналог рассматриваемой машины – агрегат GS526U. Основная сфера применения прибора – промышленное производство, в частном хозяйстве он не актуален из-за дороговизны и довольно внушительных габаритов.

Характеристики токарного станка 16К20

Рассматриваемое оборудование используется для проточной резки (метрическая, модульная, шаговая, дюймовая) и некоторых других токарных операций. Этот агрегат широко применялся в промышленности постсоветских стран. С производства модель сняли в 1989 году, но на современном рынке можно найти идентичный китайский экземпляр с таким же шильдиком.

Основные параметры токарного станка 16К20:

  • Класс точности H.
  • Максимальный диаметр обрабатываемой детали 50 мм.
  • Аналогичный показатель поворота 220 мм.
  • Длина обслуживаемого изделия максимальная – 2 метра.
  • Пределы поперечной / продольной подачи – 1,4 / 2,8 мм / об.
  • Номинальная мощность главного электродвигателя 11 кВт.
  • Длина / ширина / высота машины 2,5 (3,79) / 1,19 / 1,5 м. Длина зависит от модификации.
  • Вес оборудования в комплекте 3,6 тонны.

Управление и оборудование

Токарный станок 16К20 относится к дорогостоящему оборудованию и требует соответствующего ухода.Для начала познакомимся с его управлением. Маховики и переключатели управляются в ручном режиме. Агрегат дополнительно оснащен центральным держателем инструмента, с помощью которого обрабатываются прорези механической и ручной подачи. В этом случае задняя бабка не задействована.

При перемещении регулируемых салазок ось режущего инструмента и шпиндель соединяются между собой. Перед тем, как приступить к обработке, необходимо до упора вдвинуть козырек в кронштейн. Ручка поперечного суппорта служит для регулировки положения оси горелки.

Станки по металлу 16К20 оснащены жестким упором микрометрического типа, отвечающим за продольное перемещение. По запросу мы предлагаем устройство с верхней полозьями и механическим ходом. Кроме того, устройство предназначено для многопроходной нарезки резьбы и чистовой обработки многогранных деталей. Этот блок включает в себя опору для гидрокопии, коническую линейку и держатель инструмента.

Монолитное основание оборудования имеет коробчатую форму с подогреваемыми шлифовальными направляющими. Ящик дополнительно служит для сборки микросхем, а также является емкостью, отвечающей за охлаждение рабочего тела.

Неисправности

В отдельных случаях ремонт или замена отдельных деталей токарного станка 16К20. Чаще всего ремонт проводится в части шлифовки рамы, замены подшипников или фрикционной коробки передач. В подобном блоке управления передачами чаще всего меняются шестерни и подшипники.

Фиксация фартука заключается в замене маточных гаек, подшипников, полировки направляющих планок. При устранении неисправностей суппортов меняют винты, гайки, клинья с последующей шлифовкой направляющих элементов.Если необходимо восстановить работоспособность задней бабки, обычно заменяют пиноль, растачивая рабочие отверстия, производят зачистку направляющих деталей. Капитальный ремонт также предполагает замену электрозаполнения, проверку точности и геометрии агрегата, установку системы охлаждения.

Ремонт токарных станков 16К20

Подготовительный процесс включает осмотр оборудования на холостом ходу. Это позволяет определять моменты шума и вибрации в разных положениях шпинделя. На этом этапе можно обработать прототип для определения состояния опор.Такая манипуляция обязательна, так как позволяет обнаружить дефекты, практически не заметные при эксплуатации.

Шлифование – это очистка всех выступающих кромок и лунок на поверхности сердечника станка. Каркас устанавливается на стол, фиксируясь по внутренним углам. На этом этапе необходимо точно проверить параллельность расположения сборки по отношению к поверхности верстака. Сделать это можно с помощью строительного уровня. Каркас фиксируется с помощью накладок и шурупов с прогибом 0.05 мм.

Восстановление направляющих элементов

На некоторых заводах проводится испытательное упрочнение машины прокаткой. В некоторых случаях дополнительно применяется закалка, повышающая стойкость комплектующих к износу. Метод ремонта выбирается исходя из степени твердости деталей направляющих и имеющейся ремонтной базы.

Самыми популярными способами восстановления направляющих являются следующие варианты:

  • Строгание.
  • Пугать.
  • Шлифовка.

Царапание относится к наиболее трудоемкому процессу ремонта даже при минимальном износе.В большинстве случаев эта манипуляция проводится механическим способом, что дает определенный экономический эффект.

Шлифование обеспечивает высокую чистоту и точность отделки. Этот способ оптимален при работе с закаленными поверхностями. Измельчение позволяет в несколько раз увеличить производительность по сравнению с операцией зачистки. При работе с упрочненными направляющими элементами потребуется дополнительная финишная обработка.

Отзывы и цена

Токарный станок по металлу 16К20, цена которого от 850 тысяч рублей пришел на замену устаревшей версии 1К62.Новое оборудование имеет лучшие характеристики. Пользователи среди качественных параметров оборудования выделяют следующие параметры:

  • Длительный срок службы.
  • Надежность.
  • Точность обработки.
  • Высокая производительность.
  • Безопасность труда.
  • Простота и удобство обслуживания.

Маркировка

Рассматриваемый станок обрабатывает ориентированные конические, цилиндрические и нестандартные поверхности. Пользователи отмечают универсальность оборудования, так как основания могут быть внешнего и внутреннего типа.Кроме того, агрегат служит для нарезания различных типов ниток. Также владельцы отмечают возможность использования станка для обработки торцевых поверхностей фрезами, сверлами, зенковками, метчиками и плашками.

При покупке описываемого оборудования обращайтесь, обращая внимание на буквенно-цифровой код в названии модели. В индексе единица указывает, что станок – это станок, цифра 6 – возможность выполнять винторезные операции. Буква «К» в названии агрегата – это поколение станков, последняя цифра указывает максимальную высоту центров (220 мм).Наличие в названии буквы «П» говорит о повышенной точности прибора.

Наконец

Токарный станок 16К20, отзывы о котором даны выше, относится к высокоточному оборудованию. Тем не менее, время от времени, как и любая техника, требует ремонта. Чаще всего самостоятельный ремонт заключается в замене изношенных деталей или шлифовке выбоин и острых краев. Капитальный ремонт и более серьезные ремонтные работы следует доверить мастеру. После ремонта необходимо проверить каретку, фартук и направляющие по уровню.В противном случае точность обработки может быть существенно снижена.

p>

JET GH-2060 ZH DRO Токарно-винторезный станок серии ZH Ø500 мм (расширенная комплектация) купить в Украине

  • Ручка фиксации шпинделя передней бабки (передняя и обратное вращение)
  • Передняя бабка с фрикционной муфтой
  • Диапазон частоты вращения шпинделя от 9 до 1600 об / мин, 24 скорости в каждом направлении
  • Коробка подачи позволяет нарезать резьбу без изменения шестерни
  • Удобное управление продольным и поперечная подача с помощью поперечного джойстика с кнопкой ускоренного хода
  • Эксклюзивный протокол приемки JET с сертифицированные допуски по DIN 8606 (немецкий аналог ГОСТ 18097, класс точности «Н»).
  • Сплошная станина станка из серого чугуна
  • Закаленные и отшлифованные направляющие
  • Механизм привода шпинделя постоянно работа в масляной ванне
  • Наличие съемного моста (ГАП) на увеличить номенклатуру обрабатываемых деталей
  • Закаленные и шлифованные шестерни в передней бабке и коробка передач
  • Регулировка ползунов направляющих с помощью клина полосы
  • Централизованная смазка продольных суппортов система
  • Задняя бабка с боковой регулировкой для конусности
  • Отрезание продольной подачи суппорт в заданной точке: вал управления 6 позиций
  • Полный современный аналог 16К20, 16К25 и 16D20

JET GH-2060 ZH DRO RFS Станок предназначен для высокоточного точения заготовок различных марок. стали, сплавов и цветных металлов.Диаметр заготовки при переворачивании станины – 500 мм, при снятом зазоре – 720 мм (при длина ограничена 240 мм), диаметр обработки над слайдом 310 мм. Расстояние между центрами 1525 мм. GH-2060 ZH УЦИ RFS производится в строгом соответствии с протоколом DIN 8606, что гарантирует соответствие всем нормам и допускает на всех этапах сборки, а также дает право на гарантийное обслуживание на территориях стран-участниц Таможенный союз.Станок установлен на массивной раме из высоких качественный чугун, его направляющая подготовлена ​​к длительной эксплуатации согласно фирменная технология производителя.

Передняя бабка машина оснащена электромеханической муфтой, механизмом плавного пуска защищает двигатель от пиковых пусковых нагрузок. Шпиндельный привод этого модель постоянно находится в масляной ванне, что решает проблему ее смазка, охлаждение и снижает уровень шума. Такой же подход применяется к передней бабке и подающим механизмам.Машина может обрабатывать заготовки на частоте вращения от 9 до 1600 об / мин, режим 9 об / мин используется для нарезания резьбы с матрицей. GH-2060ZH DRO RFS оснащено удобным управлением продольным и поперечная подача с помощью джойстика, возможность быстрого перемещения штангенциркуля. Для облегчения смены режимов работы Предусмотрен толчковый (импульсный) запуск двигателя. Коробка подачи машины имеет 80 предустановленные режимы, позволяющие нарезать метрическую, дюймовую, шаговую и модульную резьбу с высокой точностью, при этом биение на шпинделе не превышает 9 мкм.

Токарный станок
Напряжение, В 400
Диаметр поворота над станиной, мм 500
Диаметр поворота над поперечными суппортами, мм 310
Расстояние между центрами, мм 1525
Скорость вращения шпинделя, об / мин 9 – 1600
Конус шпинделя МК-7
Соединение шпинделя D1-8 (DIN 55029)
Диаметр отверстия шпинделя, мм 80
Диапазон продольной подачи, мм / об 0,063 – 6,43
Количество продольных подач, шт 80
Диапазон поперечной подачи, мм / об 0,027 – 2,73
Количество поперечных подач, шт 80
Диапазон метрической резьбы, мм 1–224
Количество метрической резьбы, шт. 46
дюймовая резьба, TPI 1/8 – 28
Количество дюймовой резьбы, шт. 48
Шаг ходового винта, мм 12
Макс.размер фрезы, мм 32 х 32
Поперечный ход суппорта, мм 310
Ход верхней опоры, мм 145
Пиноль задней бабки МК-5
Ход пиноли задней бабки, мм 150
Диаметр пиноли, мм 75
Диапазон неподвижного люнета, мм 50–210
Диапазон подвижного люнета, мм 20–110
Объем бака охлаждающей жидкости, л 15
Расстояние между направляющими, мм 405
Мощность двигателя, кВт 7,5
Мощность насоса охлаждающей жидкости, кВт 0,09
Длина, мм 2980
Ширина, мм 1280
Высота, мм 1410
Масса, кг 3000
Длина в упаковке, см 317
Ширина в упаковке, см 145
Высота упаковки, см 198
Вес упаковки, кг 3550
Диаметр поворота над съемным мостом, зазор, мм 720
Длина съемного моста, мм 240
Резьба модульная, МП 0,5 – 112
Количество модульных резьб, шт 42
Диапазон шага резьбы DP 56 – 1/4
Количество шаговой резьбы, шт. 45
Ускоренное перемещение продольной опоры, м / мин 4,5
Ускоренное движение поперечных суппортов, м / мин 2

Токарный станок – beegyada iyo codsiga

Ujeedada ugu weyn ee токарный станок – waa howsha dusha farsamo, gudaha iyo dibadda ee adkaha ah ee kacaanka.Sidoo kale, на noocyo badan ee mashiinada Kuwaas la goyn karaa duwan noocyada kala duwan ee thread. A qalabka goynta asaasiga ah ee loo isticmaalo jeestay, waa noocyo kala duwan oo jaraya. Сида хадалка, ваджига, гулаша, кааджисо, джарида, дердерки йо кува кале. Godad la sameeyey на токарном станке isticmaalaya carbinta, oo dhoollatus asaasiga ah iyo reamers. Йо касабадаха ийо дхинто воскаа ку дхафна.

Токарный станок – fursadaha

Токарный станок, taas oo ку xidhan booska uu ka dhidibka wareeg wuxuu noqon karaa mid toosan ama mid dadban.Сиду кале в xuduudaheedu ай аасаасига ах воскаа ка мид ах мелаха угу дхексроор угу вейн, каас оо ло самайн каро оо уу шарииртиисии бадан. dabeecad kale oo токарный станок yahay masaafada u dhexeysa xarumaha ay. Waxaa la go’aaminaya tirada qaybaha обработанная на станке ugu weyn. A dhimaya weyn ee saddexaad – dhexroor ugu weyn ee ku daweynay in ka badan qayb ka mid taageero. Интаа воскаа дхир, сифоойинка из миишинка воскаа ло цайимай кала дуван хаваараха дунмиика, уша угу вейн дхексроор у мари караа дунмиика, коорта размер дунмиика (тон ама морсе), оо йааба вайгуа уйгуа угуа

суппорт продольный oo iskutallaabta – Токарный станок

Джарая на машиинада джестей оо дхаджинта ее хайста калаб, таас оо ияна воскса уу ку яалаа на таагеро ах. Iyo iyadoo la kaashanayo из qalab goynta dhaqaaqaa inta lagu guda jiro baaraandegidda. taageero ка kooban yahay слайд ах gaadhya ama слайд hoose. Ay u guuraan ay weheliyaan заготовка ку weheliyaan biraha hagaha ку yaalla geeska. dhaqdhaqaaqa Поперечная haystaha qalab la qalab la bixiyo, siday u kala horreeyaan, iskutallaabta слайд.Движение лабада суппорт ла isugu gudbiyo ка су коробка подачи ка дхекс dunmiiqa ама usheeda dhexe joojinta. Waxa kale oo suuragal, iyo gacanta u dhaqaaqin маховик ах.

Sariirta – Saleysan токарный станок

токарный станок kasta oo suurtogal ma aha iyada oo aan ku yiilleen. Передняя бабка Waa, kaas oo la Jaha ee gear iyo dunmiiqa iyo guide Задняя бабка iyo taageero. Dhajinta на токарном станке Chuck dunmiiqa ama qalab kale oo loogu talagalay ku tirtirayaan qaybo. шариртаада А ку xidheen джир ах, оо урурия ее фишки йо охлаждающей жидкости.Ну, задняя бабка гууро аамуснаан йо хакийиджисатай мар каста ее ку йиллин. Waxaa через коорта Морзе ла Джаха qoqobada xarunta loogu talagalay ку boorriyay qaybaha ama qalabka dheer godad Machining.

Станок токарный для 16K20 biraha

Угу бадан йихиин машиинада универсальный, гаар ахаан, сида 16K20. Waxaa loogu talagalay jeestay, qoditaanka, caajiso oo laga faaiidaysanayo. машиинка воска уу леейахай ауд ку филан оо жесткость, кала дуван оо бадан оо кормить йо хаваараха дунмиика.Waxa loo isticmaalaa in-mugga sare, Dufcaddii yar yar iyo воск soo saarka unit. Токарный станок Haddaba 16K20 Waxaa laga heli karaa in kasta oo shirkadda, inkastoo ay good la soo saaray ee Midowga Soofiyeeti.

Токарный станок с ЧПУ

mashiinada CNC waa qalab casri ah oo dheeraad ah teknoolojiyad sare. Waxay vacaa la gacanta ugu faahfaahinta barnaamijyada xakameynta. Йо машиинада, кувас оо фа’иидооин бадан ай “ка адкаан” валаало ах. Waxay yihiin dheereysa oo sahlan dib u dhiska ka mid ah nooca в qaybaha kale.Si arrintan loo sameeyo, Waxaad u baahan tahay inaad bixiso xasuusta barnaamijka cusub ee computer gacanta. Продукты daaweynta ка диб маркии и mishiinka noocan oo кале ах ваа бадан оо саксофон ах. waqti A обработка ее qayb каста воскаа ку оол ах ху сабаб у тахай хаваараха саре йо ла’аанта ах ее hawlgallada kaabayaal ах. Oo waa kuwan mashiinada воск soo saarka mass.

1. Введение

entropyEntropyEntropyEntropy1099-4300MDPI10.3390 / e23081057entropy-23-01057Статья Преодоление автономной функциональной модели, несущей информацию о скорости роста, зависящей от старения, и экспрессию рекомбинантного белка: энтропийное расширение информационных критериев Akattike.org / 0000-0002-8095-890XUrnieziusRenaldas * KemesisBenasSimutisRimvydasSherwinУильям Б. Академический редактор Нивен РобертАкадемический редактор Отдел автоматики Каунасского технологического университета, LT-51367 Kaunas, Lithuania Тел .: + 370-687-81092021082021238105702114082021 © 2021 Авторы. 2021 Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья представляет собой статью в открытом доступе, распространяемую в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (https: // creativecommons.org / licenses / by / 4.0 /).

В этом исследовании представлена ​​математическая модель экспрессии рекомбинантного белка, включая результаты его разработки, отбора и подбора, основанные на семидесяти экспериментах по культивированию с подпиткой в ​​двух независимых биофармацевтических центрах. Чтобы решить проблему переобучения информационного критерия Акаике, мы предложили энтропийное расширение, которое ведет себя асимптотически, как классические критерии. Оценка концентрации рекомбинантного белка была выполнена с помощью процессов псевдоглобальной оптимизации при обработке автономных образцов концентрации рекомбинантного белка.Мы показываем, что функциональные модели, включая средний возраст клеток и удельный рост при индукции или начале биосинтеза продукта, являются лучшими дескрипторами для наборов данных. Мы также предложили ввести настраивающий коэффициент, который заставит модифицированный информационный критерий Акаике избегать переобучения, когда проектировщику требуется меньше параметров модели. Мы ожидаем, что более низкое количество коэффициентов позволит в будущем эффективно максимизировать целевые микробные продукты на этапе разработки контрактов и услуг по организации производства.Подгонка экспериментальной модели была выполнена одновременно для 46 экспериментов на первом участке и 24 экспериментов с подпиткой на втором участке. Оба местоположения содержали 196 и 131 образец белка, что дало в общей сложности 327 образцов концентрации целевого продукта, взятых из среды биореактора.

культивирование микробов специфическая скорость роста поглощение кислорода функциональная модель выбор модели рекомбинантная концентрация белка целевой продукт 1. Введение

Контроль и наблюдение за промышленными биотехнологическими процессами – сложная задача для биоинженеров.Основные проблемы – это сбор точной информации о состоянии процесса и его качестве. Отрасль требует, чтобы процесс был максимально продуктивным, что также усложняет задачу. Для решения этих проблем требуются высококачественные и надежные данные о процессе. Обладая конкретными данными и данными о качестве, можно достичь более легкого контроля процесса и более высокой повторяемости результатов. К сожалению, в отрасли до сих пор отсутствуют точные измерения в режиме реального времени, особенно для основного направления почти всех промышленных процессов культивирования клеток – концентрации синтезированного целевого продукта.Выборочные измерения с задержкой по времени с помощью дополнительных инструментов и длительные анализы остаются наиболее распространенным способом определения концентрации продукта во время культивирования. В крупномасштабных процессах эта проблема становится более острой из-за дополнительных затрат на оборудование и увеличения вероятности ошибок. Поэтому реализация и внедрение программных датчиков, которые могут измерять и прогнозировать косвенные величины, используя информацию, собранную на протяжении всего процесса, стали более заметными [1,2,3,4,5].

Для оценки концентрации целевого продукта в конкретных культивациях используются мягкие датчики, состоящие из различных математических моделей [6]. Они варьируются от традиционных механистических и эмпирических моделей до гибридных моделей, которые становятся все более распространенными для решения задач оценки. Классическая форма традиционной модели требует доработки и настройки ее параметров для достижения удовлетворительных результатов [7]. Тем не менее, традиционные математические модели остаются фундаментальной основой программного датчика, и в некоторых случаях они являются наиболее подходящим способом оценки переменных процесса [8].

Использование традиционных моделей для оценки продукта наблюдается при культивировании P. chrysogenum для определения концентрации пенициллина [9], рекомбинантной E. coli для определения концентрации белка [10,11,12] и дрожжевых ферментаций для определения концентрации этанола [13]. Среди механистических неструктурированных моделей наиболее популярным является расширенный фильтр Калмана [14,15]. Однако точность EKF и ее результатов тесно связаны с точностью математической модели, а также могут иметь проблемы сходимости [16].Тем не менее, EKF обладает значительной устойчивостью к изменениям начальных условий процесса и доказал свою эффективность при культивировании S. cerevisiae [6,17].

Применение традиционных математических моделей к нелинейным и многомерным системам может привести к многочисленным ошибкам из-за низкой гибкости дифференциальных уравнений простой структуры. Поэтому исследователи часто выбирают эмпирическую модель в качестве альтернативного подхода, который не требует подробного описания процесса, а требует количественных и качественных данных биопроцесса.Среди этих моделей, управляемых данными, наиболее успешными и широко применяемыми являются сенсоры на основе ANN (искусственные нейронные сети), PLS (частичные наименьшие квадраты) и PCA (анализ главных компонентов). Было доказано, что последний в сочетании со спектроскопией дает удовлетворительные результаты при оценке продукта [18,19]. Между тем, ИНС стали критически важными для гибридных моделей для оценки продукта и состояния [10,20]. Использование ИНС является важным не только в качестве альтернативы описанию сложных частей процессов, но и в сочетании с дополнительным анализом отходящих газов или данными спектроскопии [21,22].Однако использование такого дополнительного оборудования для сбора данных увеличивает стоимость процесса, а также требует дополнительных алгоритмов для компенсации возможных дрейфов в датчиках газа или фильтрации данных из спектроскопии. Кроме того, оценка становится отложенной по времени при периодическом отборе образцов. Вообще говоря, программные сенсоры на основе ИНС, по сравнению с традиционными математическими моделями, дают более удовлетворительные результаты и требуют меньше времени на разработку [10,23].

Краткий обзор различных методов, используемых для оценки конкретного продукта, можно увидеть в таблице 1.

Наше исследование направлено на использование и расширение модели Людекинга – Пирета [25], а также на представление расширения модели оценки белкового продукта на основе собранных автономных данных. Эта статья улучшает предыдущую функциональную модель, добавляя возраст клеток и расширенный анализ соответствия модели. Целью предложенной математической модели является не описательное определение биопроцесса, а определение правильных переменных состояния и их взаимосвязей, которые максимизируют содержание синтезированного продукта.

Раздел 2: Материалы и методы описывает объект тестирования, процессы и условия эксплуатации. Раздел 3: Предлагаемое расширение информационного критерия Акаике представляет модифицированный критерий Акаике для подгонки модели с добавлением настраивающего коэффициента. В разделе 4: Комбинированная модель, представляющая множественные гипотезы, рассматриваются предыдущие аналогичные выражения максимальной скорости продукции и предлагается улучшенная модель для подбора целевого белка. Раздел 5: Идентификация системы и оценка параметров представляет методы идентификации параметров модели и использование возраста ячеек.В разделе 6: Выбор модели на основе калибровки экспериментальной модели сравниваются различные представленные модели. В Разделе 7: Обсуждение и выводы представлены заключительные замечания о результатах и ​​подборе модели.

2. Материалы и методы 2.1. Штаммы клеток

Экспериментальным объектом данной работы были рекомбинантные клетки E. coli, испытанные в двух независимых биофармацевтических центрах. Экспериментальные данные получены при культивировании двух разных штаммов клеток. Первым клеточным штаммом была E. coli (BL21 (DE3) pLysS (Сайт 1), а вторым – E.coli BL21 (DE3) pET21-IFN-alfa-5 (Сайт 2). Синтезированный продукт присутствует в растворимой и нерастворимой формах на обоих участках. Целевым продуктом E. coli BL21 (DE3) были нерастворимый белок и тельца включения. Экспрессия продукта зависела от промотора Т7 с одним миллимолем изопропил-D-1-тиогалактопиранозида (IPTG).

2.2. Среда

Для Участка 1 среда культивирования на протяжении экспериментов состояла из Na 2 SO 4 , 2,0 г / л; (NH 4 ) 2 SO 4 , 2.46 г / л; NH 4 Cl, 0,5 г / л; K 2 HPO 4 , 14,6 г / л; NaH 2 PO 4 × H 2 O, 3,6 г / л; (NH 4 ) 2 -H-цитрат, 1,0 г / л; MgSO 4 × 7H 2 O, 1,2 г / л; раствор микроэлементов, 2 мл / л [26].

Для Участка 2 культивирование проводилось на минимальной минеральной среде, состоящей из 46,55 г KH 2 PO 4 , 14 г (NH 4 ) 2 HPO 4 ,5.6 г C 6 H 8 O 7 .H 2 O, 3 мл концентрированного пеногасителя, 35 г H 14 MgO 11 S и 105 г D (+) моногидрата глюкозы.

2.3. Условия культивирования

В таблице 2 представлены различные условия культивирования клеток для обоих штаммов клеток на обоих участках.

2.4. Анализ целевого белка

Аналитическим методом определения количества целевого белка был электрофорез в SDS-PAGE (додецилсульфат натрия – полиакриламидный гель).Окончательное измерение целевого белка состоит из последовательности следующих действий. Сначала 200 г влажной биомассы растворяли в 1 мл раствора и перемешивали в течение 30 мин. Затем для измерения общей концентрации белка проводили электрофорез в SDS-PAGE 200 мкл образца суспензии. Остаток суспензии смешивали с буфером SDS (додецилсульфат натрия) для растворения всех белков и центрифугировали в течение 15 мин при 4 ° C с силой 20000 G. Для определения концентрации растворимого белка потребовался еще один электрофорез в SDS-PAGE с образцом объемом 200 мкл.Оставшийся супернатант удаляли и заменяли 1 мл воды, затем перемешивали и центрифугировали. Наконец, декантирование супернатанта и перемешивание его в течение примерно 12 ч с добавлением 1 мл солюбилизационного буфера (8 М мочевина; 50 мМ, pH 8,0 трис-основание) позволило измерить концентрацию нерастворимого белка (телец включения) с помощью электрофореза в SDS-PAGE. .

3. Предлагаемое расширение информационного критерия Акаике

Классическая форма информационного критерия Акаике позволяет выбрать информативный набор параметров с неизбежным компромиссом в отношении неопределенности аппроксимации модели [27].Пусть n – количество выборок наблюдений, k – количество параметров модели, а MSE – среднеквадратичная ошибка остатков. Тогда мера Акаике равна (1) AIC (k, n) = nln (MSE) + 2 · k.

Альтернативой является байесовский информационный критерий, или BIC, который вместо этого содержит дисперсию σ2 ошибок. (2) BIC (k, n) = nln (σ2) + 2 · k.

Одним из недостатков как BIC, так и AIC является то, что эти критерии разработаны так, чтобы не иметь настраивающего коэффициента для минимизации количества используемых параметров без изменения формы распределений правдоподобия.Еще одним соображением является настраивающий коэффициент, который будет включать некоторое теоретическое асимптотическое максимальное количество параметров. В действительности часть критерия логарифмической вероятности не обязательно может быть связана со средними характеристиками, но они также могут быть совокупными характеристиками, основанными на сумме квадратов остатков, RSS. Эта величина, деленная на степень свободы n, восстанавливает MSE и представляет собой среднее расхождение между показаниями y (ti), наблюдаемыми в момент времени ti, и значением, оцененным моделью f (ti, k).Такое совокупное расхождение зависит от количества наблюдений ni и имеет вид (3) RSS (k, ni) = ∑i = 1ni (y (ti) −f (ti, k)) 2 = ∑i = 1ni (yi − fi (k)) 2.

Таким образом, мы предлагаем два энтропийных критерия для выбора перспективной модели, которые имеют настраивающий коэффициент kmax, вероятность RSS≡RSS (k, ni) и RSSmax≡RSSmax (ni) = limk → 0RSS (k, ni) , уступая (4) SA≡SA (kmax, k, ni) = (kmax-k) · RSSlnRSS + k · (RSSmax-RSS) ln (RSSmax-RSS).

Другая информационная мера, S, в энтропийном представлении, которая может служить столь же хорошо, – это (5) SB≡SB (kmax, k, ni) = (kmax − k) · RSS · lnRSS + k · RSSmax · lnRSSmaxRSS.

Затем можно определить kAIC и kBIC, с помощью которых (6) RSS≡RSS (k, ni) = ∑i = 1ni (y (ti) −f (ti, k)) 2 = ∑i = 1ni (yi − fi (k)) 2.

Это связано с уравнениями (1) и (2). Другими словами, (7) AIC (k, ni) ~ limkmax → kAICln (S (k, ni)), а также (8) BIC (k, ni) ~ limkmax → kBICln (S (k, ni)).

Мотивацией для настройки kmax до определенного koptimal является необходимость избежать переобучения экспериментальными данными, когда пользователь применяет необработанные критерии AIC или BIC с вероятностью в любой вероятностной форме.Кроме того, практическое ожидание состоит в том, чтобы критерий был как можно более общим, а форма вероятности не требовала изменения. Следовательно, исследователь должен выбрать такой набор параметров, который означает, что для проведения исследования требуются минимальные усилия при поиске рациональной оптимизации биопроцесса. Например, следует внести только одно или два изменения в протокол культивирования, чтобы потенциально и заметно увеличить общий общий продукт, то есть более чем на 10 процентов или около того. Ожидается, что производитель биофармацевтических препаратов внесет как можно меньше изменений.Одновременно производитель должен соблюдать максимальную повторяемость и стандартизацию в соответствии с маркировкой ЕС CE, медицинскими устройствами ЕС (MDR) и правилами Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) на предприятиях надлежащей производственной практики (GMP) или GMP-совместимых (cGMP). Это особенно верно, когда поставщики услуг обеспечивают передачу технологии CDMO (контрактная разработка и производственная организация). Следовательно, разработчики апстрима имеют в своем распоряжении одну или две адаптации протокола или параметров для одной экспериментальной итерации, состоящей из уникальных экспериментальных испытаний или небольших онлайн-проверок.

В этом исследовании мы предлагаем общие формы уравнений (4) и (5), которые можно использовать для выбора такого минимального набора параметров, которые достигаются (принцип экономии [28]) и соответствуют (принцип выпуклой оптимизации [29]) экстремальное состояние меры.

4. Комбинированная модель, представляющая гипотезу с несколькими элементами

В предыдущем исследовании [11] был введен дополнительный параметр γ выхода продукции белка P (t) для расширения модели Людекинга – Пирета для культивирования с подпиткой [25,30,31].Модель основывалась на скорости поглощения кислорода (OUR) для оценки биомассы X (9) НАШ (t) = α · X ′ (t) + β · X (t) + γ (t) · P ′ (t),

Добавление выхода продукции γ, которое представляет собой выход потребления кислорода для скорости синтеза белка, дополняет параметры потребления кислорода предыдущей клеткой для роста биомассы α и поддержания β. Расширенная модель позволила получить псевдоглобальную оценку синтезированного белка и концентрации биомассы [29,32,33]. Такая процедура соответствует псевдоглобальной офлайн-калибровке модели.Предполагалось, что выход белка был функцией концентрации биомассы в модели серого ящика [34].

Как показано в предыдущей работе, продуктивность белка зависит от IPTG (изопропил-D-1-тиогалактопиранозид) и концентрации биомассы во время индукции [29,35]. Последнее оказало значительное влияние на модель, так что параметр образования продукта γ стал функцией концентрации биомассы во время индукции. Затем окончательная форма оценки стала (10) НАШ (t) = α · X ′ (t) + kγ · (X (t) −Xind) · dP (t) dt

Выражение модели продукта основано на предположении о линейной зависимости синтеза продукта от удельной скорости роста (SGR) биомассы [36] (11) dPXdt = qpx (μ, PX) = Pmax (μ, X) −kt · PX, где qpx – удельная скорость накопления белка (Ед / г / ч), µ – удельная скорость роста биомассы (1 / ч), а PX≡P (t) / X (t) – удельная активность белка (Ед / г), где концентрация белка нормирована на концентрацию биомассы.Несмотря на то, что в предыдущем исследовании предполагалось, что максимальная скорость образования целевого белка была связана с конкретной скоростью потребления субстрата, основная идея в этом исследовании остается той же. Наконец, постоянная времени kt, как предполагалось, обладает эффектом самоторможения [37].

На протяжении многих лет несколько исследователей изучали, как различные переменные и параметры процесса влияют на модель Pmax. В таблице 3 представлены важные исторические параметрические разработки.

Д.Левисаускас и другие выразили максимальную производительность (Pmax) через понятие активной биомассы [38,39]. Предполагается, что эта последняя часть биомассы отвечает за производство конкретного продукта. Средний возраст клеток определяет активную биомассу Age¯i≡Age¯ (ti) в любой момент времени ti на протяжении биопроцесса. Выражение среднего возраста клеток, включая начальное граничное условие биомассы, есть (12) Age¯i = X0 · ti + ∫0ti (ti − tj) · X ′ (tj) dtjXi, где X0 – начальная биомасса во время посева в биореактор.Если предположить, что последний пренебрежимо мал, Age¯i принимает следующий вид (13) Возраст ¯i = ∫0ti (ti − tj) · X ′ (tj) dtjXi≅ ∑j = 0i (ti − tj) ΔX (tj) Δtj · ΔtjXi == ∑j = 0i (ti − tj) ΔX (tj) Си.

Уравнение (13) – это восстановление частного случая, показанного в уравнении (12), взятом из исследования Д. Левисаускаса и других [38,39]. Предполагая, что tj ~ jΔt, максимальная производительность Pmax в момент времени ti равна (14) Pmax, 1999 (ti) = 1X (ti) ∑j = 1iΔXj · m (ti − jΔt), где ΔXj – рост биомассы в течение j-го интервала времени, а m (0

Самая последняя функциональная модель белка [11] основана на предположении, что максимальное значение концентрации конкретного продукта асимптотически зависит от SGR. Однако авторы определили очевидное влияние инъекции IPTG на синтез продукта с помощью анализа данных. Поэтому функциональная модель была расширена за счет добавления биомассы во время индукции Xind (15) Pmax, 2019 (μ, X) = μ (t) · (km0 + km1 · (X (t) −Xind)) где km0 и km1 – параметры настройки.

Другие исследователи [12] попробовали еще один вариант модели формирования максимального продукта. (16) Pmax, 2003 (μ) = μ (t) · kmkμ + μ (t) + μ2 (t) kiμ.

Такой подход был основан на рациональном предположении о том, что препятствует максимальной скорости образования продукта. Насколько нам известно, не было предпринято никаких попыток проверить различные гипотезы различных методов на одних и тех же наборах данных, происходящих из разных источников. В данном исследовании мы предлагаем метод выбора модели с использованием принципов экономии и выпуклой оптимизации.Это основано на уравнениях (7) и (8).

С комбинированным подходом обеих моделей синтеза продукта мы включаем расширенную модель функции белка, где Pmax≡Pmax (t) – это гипотеза смеси линейно зависимых конкурирующих моделей. (17) Pmax, 2013 = ∑l = 1nl = 24Pmax, l, где 24 коэффициента модели представляют собой параметрический набор kt, k0 ⋯ k22, как определено в (18) Pmax, 2021 = k0 · μind + μ (k1 (X (t) −Xind) + k3) + k2 · μ · Age¯ind + k4 · μ (k13 + μind) + Xind (k6 + k7 · Возраст ¯) + k8 · Age¯ + Age¯ind (k10 + k11 · μind) + k12 · μind2 + k16 · μind · Age¯k20 + Age¯ + k17 · μk19 + μ + k18 · μ · Age¯k21 + Age¯ + k22 · μ · Age¯indk5 + Age¯ind + k9 · μk14 + μ + μ2k15.

Здесь kt, k0 ⋯ k22 – параметры оптимизации модели, которую необходимо установить. Все они содержат нулевые значения в начале выпуклого поиска. Подмножество линейных членов представляет собой линейный член уравнения (18), и некоторые из них являются основой теорий формулировки Моно [40,41]. Матчи представлены в Таблице 4.

Новизна этого исследования – предполагаемый средний возраст клеток во время индукции Ageind. Поскольку исследователи [38,39] не изучали рекомбинантный биопроцесс в своей работе, до сих пор эффект от инъекции IPTG не оценивался.Основываясь на экспериментальных данных, мы пришли к выводу, что средний возраст клеток и удельная скорость роста во время индукции являются наиболее важными параметрами, которые следует учитывать при создании модели образования белка.

5. Идентификация системы и оценка параметров 5.1. Средний возраст клеток при индукции

Исторически математические модели биопроцессов рассматривали только внешние переменные состояния, которые влияют на биосинтез продукта. По этой причине традиционные модели часто демонстрируют несоответствие при подтверждении теоретических знаний эмпирическими данными.Чтобы повысить точность и применимость модели, мы рассмотрели вариации физиологического состояния микроорганизмов, включая, помимо прочего, их физический возраст, аналогично разработкам 1970-х годов [42]. Следовательно, мы выражаем средний возраст клеток во время индукции (tind) как (19) Возраст ¯ind≡Age¯ (tind) ≅X0 · tind + ∫0tind (tind − tj) · X ′ (tj) dtjXind.

Использование возраста клеток основывается на двух основных предположениях. Во-первых, из общей биомассы образуется не конкретный продукт, а его физиологически активная часть.Во-вторых, активность биомассы зависит от ее возраста. Следовательно, с помощью нашего моделирования мы можем предсказать, что клетки производят определенный продукт в течение определенного периода, в течение которого существует средний возраст клеток, который приведет к максимальной продукции. Это также относится к индукции, когда клетки уже достигли определенного возраста.

5.2. Подгонка модели продукта

После представленных изменений ранее описанное уравнение относительного синтеза белка (11) имеет более общее представление. (20) dPXdt≡qpx (μ, PX) = Pmax (μ, X, t) −kt · PX

Кроме того, его интегральная форма в момент времени t становится (21) PX (t) = ∫t0tPmax (t *) dt * −kt · ∫t0tPX (t *) dt *, где интегралы – это левая сумма Римана [11,43].Наконец, модель белка для псевдоглобального автономного подбора принимает вид (22) Pi = (∑j = 1iPmax, j · Δtj, j − 1 − kt · ∑j = 1i − 1PX, j · Δtj, j − 1) · Xi1 + Δti, i − 1 · kt.

В уравнении (22) дискретные значения белка определяют переменную PX, i≡PX (ti), где образец, наблюдаемый в момент времени t, индексируется i, а i∈ [1, ni].

5.3. Псевдоглобальная автономная идентификация параметров модели

Перед выбором каждая модель требует идентификации псевдоглобальных параметров. Процесс идентификации коэффициентов подгонки модели белка состоит из метода выпуклой оптимизации и максимизации энтропии [28,44,45].На основе байесовского анализа апостериорное распределение для i-й автономной выборки выражается как (23) Pposterior (Pi) ~ N (Pi, σP2), где σP2 – постоянная дисперсия для каждого выбранного прогноза i. Точно так же априорное распределение имеет следующий вид (24) Правдоподобие (Pi) ~ N (Piy, σP, i2), где Piy – i-е наблюдаемое значение концентрации продукта с индивидуальной дисперсией σP, i2. Наличие обоих распределений приводит к упрощенной форме относительной энтропии, которая служит функцией правдоподобия для апостериорной, (25) Li≡Si (Pposterior, Plikelihood) = – (〈Pi〉 −Piy) 22 · σP, i2 + c.

В предыдущем исследовании мы пренебрегли коэффициентом c в пользу отдельного настроечного коэффициента Kexp (0≤Kexp≤2) [11,29]. Коэффициент реализован для корректировки компромиссов между подходами наименьших квадратов и средней абсолютной процентной погрешностью. В такой комбинации используются оба критерия. С добавлением Kexp выражение относительной энтропии становится (26) Li = – (〈Pi〉 −Piy) 2 · (1 − Kexp) 2 · Piy, 2− (〈Pi〉 −Piy) 2 · Kexp2.

В процессе подбора модели используется первое уравнение для определения параметров модели продукта.Использование выпуклой оптимизации с предположениями экономии позволяет измерению энтропии указывать локальные экстремумы и получать достаточное время вычислительной обработки [28]. Для простоты и с учетом того, что содержание белка действительно достигло высоких концентраций, в данном исследовании Kexp был установлен на 2. Следовательно, остаточная сумма квадратов обозначает сумму в квадрате, которая, таким образом, представляет вероятность в последующем тексте.

6. Выбор модели на основе калибровки экспериментальной модели

В этом исследовании мы проанализировали два набора данных, полученных из разных образцов из двух независимых сайтов.Первый репозиторий состоял из 46 независимых экспериментов и всего ni, I = 196 чтений. Другой набор данных со второго сайта содержал 24 уникальных биосинтеза и, в целом, ni, II = 131 наблюдение за белками. Чтобы использовать один RSS с ni = ni, I + ni, II в той же процедуре выбора модели, мы выбрали нормализованную форму, повторно используя две суммы квадратов остатков (RSSI и RSSII) для каждого сайта. (27) RSS = ni, II · RSSI + ni, I · RSSIIni.

Это позволило равномерно распределить средние отклонения оценок по репозиториям обоих сайтов.После максимизации уравнения (26) выпуклый поиск данных из предыдущих исследований дал результаты, показанные в таблице 5. Чтобы проверить наличие ошибок в начале синтеза продукта, мы добавили к оценке критерии средней абсолютной ошибки (MAE ). (28) MAE = ∑i = 1n | Pi − Piy | n.

На первый взгляд, согласно AIC в таблице 5, исследование 2019 года [11] улучшило исследования 1999 года [38,39] и 2003 года [12]. Затем исследование 2003 г. [12] улучшило AIC 1999 г. [11].Однако, согласно критерию MAE, который более важен для образования продукта, самое старое предположение в литературе [38,39] является более убедительным, чем новые данные, полученные более 20 лет спустя. Более того, если бы AIC следовали буквально, было бы предпочтительнее переоснащение общей модели, как демонстрирует последняя строка таблицы 5. Такая разработка привела нас к дальнейшему изучению модели формирования продукта и поиску лучших способов выбора модели с меньшим количеством параметров, позволяющей избежать переобучения по конструкции.

Прежде всего, существует возможное значение максимального числа коэффициентов (kmax), которое асимптотически заставляет энтропийные критерии работать так же, как исходные меры AIC и BIC. Максимизация корреляции между AIC и SA (уравнение (4)), а затем SB (уравнение (5)), генерирует соответствующие значения kmax kAIC, A и kAIC, B, которые показаны в таблице 6.

Аналогичным образом максимизация линейной зависимости между BIC и SA, а затем SB дает данные для таблицы 7.Мы асимптотически настроили как AIC, так и BIC на сумму корреляций 33 моделей, которые вместе составляли определенное подмножество уравнения (18). В этом исследовании мы пробовали больше репродукций с разными предположениями. Однако эти 33 представления, составляющие уравнение (18), являются наилучшим набором, согласно нашему опыту исследований. Максимальная параметрическая сложность, которую мы опробовали, в этом исследовании составляла k≤6.

Таблица 6 и таблица 7 показывают, что каждая энтропийная мера S является более общей величиной, которая может помочь ограничить количество ожидаемых переменных состояния, тем самым помогая развитию CDMO в биофармацевтической промышленности.Обычно от двух до четырех коэффициентов предпочтительнее в процедурах оптимального управления, потому что степень свободы в гамильтониане усиливает вычислительные требования. Основная причина этого заключается в том, что часто гамильтонианы решаются численно или с использованием гибридных подходов, из которых арифметическая обработка по-прежнему составляет значительную часть. Таким образом, мы представляем экспериментальные результаты для максимального количества параметров модели kmax = kAIC = kBIC = 450, если специально не указано иное.

Прежде чем приступить к выбору модели, мы должны индивидуально проверить значимость настроенных параметров модели.Мы выбрали kt и два других коэффициента с переменными состояния и значимой историей [11,12,38,39], которые, как мы обнаружили, являются лучшими дескрипторами.

Удельная скорость роста во время индукции является наиболее важным параметром с точки зрения одноэлементного анализа, как показано в таблице 8. Эта таблица предлагает две идеи: (a)

Существует значительное сомнение в том, что kt принадлежит набору дескрипторов;

(b)

Даже если удельная скорость роста превышает средний возраст клеток, значение любого из них все еще относительно схоже.Следовательно, высока вероятность того, что они оба объединятся в единую нелинейную зависимость, которая пропорциональна максимальной скорости образования продукта.

Такое мышление привело нас к построению максимального выражения продукта, как в уравнении (18). Мы будем использовать максимальное количество моделей, оцененных в ходе нашего критериального асимптотического анализа, и установим kmax = 33. Пять лучших модельных уравнений, которые выводятся из уравнения (18): (29) Pmax = k0 · (μind − μind2) + k16 · μind · Age¯k20 + Age¯ + k16 − k16 · μ и kt = 0, (30) Pmax = k0 · μind + k16 · μind · Age¯k20 + Возраст ¯ + k16 − k16 · μ и kt = 0, (31) Pmax = k0 · μind + k16 · μind · Возраст ¯k20 + Возраст ¯ + k16 и kt = 0, (32) Pmax = k16 · μind · Возраст ¯k20 + Age¯ + k16 и kt = 0.

В таблице 9 показаны значения параметров моделей в уравнениях (29) – (32).

Второй аддитивный член, используемый в уравнениях (29) – (32), и первый аддитивный член, используемый в уравнении (32), – это член Моно, коэффициенты которого k16 и k20 имеют особое физиологическое значение: максимум удельной скоростью образования целевого белка является умножение k16 · μинд; аддитивный коэффициент знаменателя определяет средний возраст, при котором скорость формирования добычи (представленная термином k16 · μind) уменьшается вдвое.Идеальный средний возраст для инокуляции составляет где-то между 1,066 и 1,3 часа, в этот момент образование продукта имеет наивысшую теоретическую скорость ускорения. Остается определить, является ли совпадением то, что минимальное время индукции составляло 1,14 ч для первого сайта и 1,237 ч для второго.

Поскольку средняя абсолютная ошибка является наименьшей для модели с большим количеством переменных в уравнении (29), другие максимальные значения параметров модели еще предстоит проверить. Асимптотический анализ с использованием kmax = 6, которое является максимальным числом тестируемых параметров для каждого эксперимента в этом исследовании, предлагает следующие пять альтернатив: (33) Pmax = k0 · μind и kt = 0, (34) Pmax = k8 · Age ¯ и kt = 0, (35) Pmax = k16 · μind · Age¯k20 + Age¯ + k16 − k16 · μ и kt = 0, (36) Pmax = k0 · μind и kt = 0.447, (37) Pmax = k8 · Возраст ¯ и kt = 2,059.

Таблица 10 показывает другой альтернативный набор коэффициентов, которые подтверждают, что средний возраст оказывает более существенное влияние на начало образования продукта. На данный момент уравнение (29) дает наилучшую оценку общего продукта.

Остается рассмотреть еще одну модель, которая может улучшить MAE до 0,424. (38) Pmax, 2021 = μ (k1 (X (t) −Xind) + k3) и kt = −0,112, k1 = −0,00243, k3 = 0,074.

Однако RSS у этой модели оставляет желать лучшего – 14.826. Дальнейшее увеличение количества параметров приводит к снижению MAE из-за переобучения.

7. Обсуждение и выводы

Результаты выбора модели и применения улучшенного AIC показывают две вещи: (a)

Что касается рациональных, практических преимуществ, предлагаемые энтропийные меры могут помочь в настройке максимального количества параметров модели, таким образом помощь в разработке стандартизированных процедур CDMO для достижения более высоких выходов продуктов в результате биофармацевтических усилий;

(b)

Во-вторых, решающее значение имеют как средний возраст, так и рост биомассы во время индукции или, другими словами, в самом начале синтеза продукта.Следовательно, комбинированная модель, использующая структуры Monod, является лучшей рекомендацией для максимизации общего выхода продукта.

Подобно информационному критерию Акаике, байесовский информационный критерий также можно рассматривать как частное асимптотическое усиление энтропийного расширения AIC. Такой подход позволяет избежать изменения вероятности или реорганизации экспериментов. Вместо этого он дает возможность регулировки максимального числа ожидаемых коэффициентов.Более того, ученым доступны два значения энтропии: относительная энтропия и энтропия Шеннона. Подгонка экспериментальной модели была выполнена одновременно для 46 экспериментов на первом участке и 24 экспериментов с подпиткой на втором участке. Оба участка содержали 196 и 131 образец белка, что дало в общей сложности 327 тестов целевого продукта с использованием среды биореактора.

Что касается физиологических характеристик любой аэробной микробной системы, мы стали свидетелями того, что средний возраст клеток и коэффициент ингибирования более актуальны и лучше описывают модель в самом начале биосинтеза продукта.В то же время, удельная скорость роста улучшается по сравнению с последним в целом, если учитывать общую экспрессию (рекомбинантный целевой белок) в конце экспериментов.

Вклад авторов

Концептуализация, R.U .; Методология, Р.У .; Программное обеспечение, R.U .; Валидация, R.U., B.K. и R.S .; Формальный анализ, Р.У .; Расследование, Р.У. и R.S .; Ресурсы, Р.У .; Курирование данных, R.S .; Написание – подготовка оригинального черновика, Р.У. и Б.К .; Написание – просмотр и редактирование, Р.У. и R.S .; Визуализация, Б.К .; Надзор, R.S .; Администрация проекта, Р.У .; Финансирование, R.U. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Финансирование

Этот проект получил финансирование из Европейского фонда регионального развития (проект № 01.2.2-LMT-K-718-03-0039) в рамках грантового соглашения с Исследовательским советом Литвы (LMTLT).

Заявление институционального наблюдательного совета

Не применимо.

Заявление о доступности данных

Совместное использование данных не распространяется на эту статью.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Список литературы 1. Гудвин Г. Прогнозирование производительности мягких датчиков как путь к недорогой автоматизации Анну. Ред. Control200024556610.1016 / S1367-5788 (00) 00012-22. Рандек, Дж. Мандениус, C.-F. Online Soft Sensing в восходящей биопроцессорной обработке. Ред. Biotechnol.20183810612110.1080 / 07388551.2017.1312271284239453. Загмайстер, П. Вехзельбергер, П. Джазини, М. Мейтц, А. Лангеман, Т. Хервиг, C. Soft Sensor Assisted Dynamic Bioprocess Control: эффективные инструменты для разработки биопроцессов. Chem.Англ. Sci.2013961
  • 10.1016 / j.ces.2013.02.0694. LuttmannR.BracewellD.G.CornelissenG.GernaeyK.V.GlasseyJ.HassV.C.KaiserC.PreusseC.StriednerG.MandeniusC.-F.Soft Сенсоры в биотехнологии: отчет о состоянии и рекомендации J.201271040104810.1002 / biot.2011005065. Симутис, Р. Гальванаускас, В. Левисаускас, Д. Репсайт, Ю. Вайткус, В. Сравнительное исследование интеллектуальных софт-сенсоров для оценки состояния биопроцессов Life Sci. Технол.2013116316710.12720 / jolst.1.3.163-1676. Чжан Х. Программные датчики и их применение в биопроцессах. Методы вычислительного интеллекта для моделирования, наблюдения и управления биопроцессами. De NicolettiM.К. Джейн Л. К. Спрингер Берлин / Гейдельберг, Германия 2009 г. Том 218255610.1007 / 978-3-642-01888-6_27. de AzevedoS.F.DahmB.OliveiraF.R. Гибридное моделирование биохимических процессов: сравнение с традиционным подходом. Chem. Eng.199721S751S75610.1016 / S0098-1354 (97) 00140-38. WiechertW.NoackS.Механическое моделирование путей для промышленной биотехнологии: сложно, но полезно Curr. Opin. Biotechnol.20112260461010.1016 / j.copbio.2011.01.001213535239. KagerJ.HerwigC.StelzerI.V. Оценка состояния для процесса с подпиткой пенициллином, сочетающего методы фильтрации частиц с онлайн-измерениями и измерениями с временной задержкой в ​​автономном режиме.Англ. Sci.201817723424410.1016 / j.ces.2017.11.04910. GnothS.SimutisR.LübbertA. Селективная экспрессия фракции растворимого продукта в культурах Escherichia coli, используемых в процессах получения рекомбинантных белков Прил. Microbiol. Biotechnol.2010872047205810.1007 / s00253-010-2608-12053546911. Урниезиус, Р. Сурвила, А. Идентификация функциональной модели биопроцесса для процесса культивирования рекомбинантной E. ColiEntropy201

    2110.3390 / e2112122112. Левисаускас, Д. Гальванаускас, В. Генрих, С. Вильгельм, К.VolkN.LübbertA. Оптимизация на основе моделей продукции вирусного капсидного белка в периодической культуре с подпиткой рекомбинантной Escherichia coliBioprocess Biosyst. Eng.20032525526210.1007 / s00449-002-0305-x1450500513. Сан К.-Я. Стефанопулос Г. Исследования по идентификации биореакторов в режиме онлайн. IV. Использование измерений pH для оценки продуктаBiotechnol. Bioeng.19842612010.1002 / bit.26026100914. Julier S.J.UhlmannJ.K. Безцентровая фильтрация и нелинейное оценивание Proc. IEEE20049240142210.1109 / JPROC.2003.82314115. GiffinA.UrnieziusR. Новый взгляд на фильтр Калмана с использованием максимальной относительной энтропии. 2014161047106910.3390 / e1602104716. de Assis A.J. FilhoR.M. Разработка программных сенсоров для оценки состояния биореактора в реальном времени. Chem. Eng.20002410910.1016 / S0098-1354 (00) 00489-017. KrämerD.KingR. Мониторинг субстратов и биомассы в режиме онлайн с использованием спектроскопии в ближнем инфракрасном диапазоне и оценка состояния производства ферментов S. cerevisiae на основе моделей, IFAC-PapersOnLine20164960961410.1016 / j.ifacol.2016.07.23518. KochC.PoschA.E.GoicoecheaH.C.HerwigC.LendlB. Количественное определение нескольких аналитов в биопроцессах с помощью инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье с помощью частичной регрессии наименьших квадратов и многомерного разрешения кривой Анал. Чим. Acta201480710311010.1016 / j.aca.2013.10.0422435622619. SellickC.A.HansenR.JarvisR.M.MaqsoodA.R.StephensG.M.DicksonA.J.Royston Goodacre Быстрый мониторинг продукции рекомбинантных антител культурами клеток млекопитающих с использованием инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье и хемометрииBiotechnol.Bioeng.201010643244210.1002 / bit.227072019865520. MontagueG.A.GlasseyJ.IgnovaM.PaulG.C.KentC.A.ThomasC.R.WardA.C. Гибридное моделирование для оптимизации ферментации пенициллина в режиме онлайн Протокол IFAC 20023539540010.3182 / 20020721-6-ES-1901.0137521. Бахингер, Т.Риз, Ю.Эрикссон, Р.К., Мандениус, К.Ф. Электронный носитель для оценки концентрации продукта при культивировании клеток млекопитающих, Bioprocess Eng.20002363764210.1007 / s0044

    21322. Голабгир А. Хервиг К. Сочетание механистического моделирования и рамановской спектроскопии для мониторинга в реальном времени производства пенициллина с подпиской на подпитку.Ing. Tech.20168876477610.1002 / cite.20150010123. Тибо, Дж. Ван Брезегем, В. Черуя, А. Онлайн-прогнозирование переменных ферментации с помощью нейронных сетей: Прогнозирование переменных ферментации, биотехнология. Bioeng.19

    041104810.1002 / bit.26036100924. Симутис Р. Любберт А. Гибридный подход к оценке состояния для управления биопроцессами LuedekingR.PiretE.L. Кинетическое исследование молочнокислого брожения. Периодический процесс при контролируемом pHBiotechnol.Bioeng.195

    41210.1002 / jbmte.3

    40626. Шепе, С. Куприянов, А. Симутис, Р. Любберт, А. Избегание перекармливания в периодических культурах E. coli с подпиткой с высокой плотностью клеток во время продукции гетерологичных белков. Biotechnol.2014115310.1016 / j.jbiotec.2014.09.00227. Мурари А. Пелусо Е. Цианфрани Ф. Гаудио П. Лунгарони М. Об использовании энтропии для улучшения критериев выбора модели. Урниезиус, Р. Гальванаускас, В. Сурвила, А. Симутис, Р. Левисаускас, Д. От физики к биоинженерии: проектирование процесса культивирования микробов и контроль скорости кормления на основе относительной энтропии с использованием мешающего времениEntropy20182077910.3390 / e201007793326586729. Урниезиус, Р. Сурвила, А. Паулаускас, Д. Бумелис, В. А. Гальванаускас, В. Общая оценка концентрации биомассы для периодических культур Escherichia coli и Saccharomyces cerevisiae на основе суммарной скорости потребления кислорода Cell Fact.201

    010.1186 / s12934-019-1241-730. Гарсия-Очоа, Ф. Гомез, Э. Сантос, В. Э. Мерчук, Дж. К. Скорость поглощения кислорода микробными процессами: Обзор Англ. J.20104928930710.1016 / j.bej.2010.01.01131. Сивашанмугам А. Муррей В. Цуй С. ЧжанГы.WangJ.LiQ. Практические протоколы получения очень высоких выходов рекомбинантных белков с использованием Escherichia coliProtein Sci.200694810.1002 / pro.1021938499332. AlikP.YilgörP.DemirA.S. Влияние операций с контролируемым и неконтролируемым pH на продукцию рекомбинантной бензальдегидлиазы Escherichia coliEnzym. Microb. Технол.20063861762710.1016 / j.enzmictec.2005.07.02933. KocabaşP.ÇalıkP.OzdamarT.H. Характеристики ферментации производства l-триптофана термоацидофильными бактериями Bacillus acidocaldarius в определенной среде Enzym.Microb. Technol.20063108810.1016 / j.enzmictec.2006.02.01234. Болин Т. Практическая идентификация процессов методом серого ящика Спрингер Лондон, UK200610.1007 / 1-84628-403-135. Бабайпур В.Шоджаосадати, С.А. Магсудин. Максимизация продукции человеческого интерферона-γ в HCDC рекомбинантной E. coliIran. J. Pharm. Res.20131256357236. Галванаускас, В. Фолк, Симутис, Р. Любберт, Дизайн процессов продукции рекомбинантных белков. Хим. Англ. Commun.2004174810.1080 / 00986440405637. MiaoF.KompalaD.S. Сверхэкспрессия клонированных генов с использованием рекомбинантной Escherichia coli, регулируемой промотором Т7: I. Пакетные культуры и кинетическое моделирование Биотехнология. Bioeng.19924078779610.1002 / bit.2604007061860118238. Левисаускас Д. Пласкуте В. Моделирование и оптимизация производства вторичных метаболитов в биотехнологических процессах с подпиткой на основе концепции информационных технологий и контроля физиологически активной биомассы, Каунас, Литва, 1999, 33, 36, 1392, 124, X 39. Пласкуте В.Левисаускас Д. Применение гибридных моделей для прогнозирования и оптимизации процесса ферментативной ферментации.Сравнительное исследование Syst. Sci.20012711512340. ЧжаоФ.Хайдрих, Э.С. Куртис, Т.П. Долфинг, Дж. Влияние анодного потенциала на производство тока из сложных субстратов в биоэлектрохимических системах: пример с глюкозой Microbiol. Biotechnol.20201045133514310.1007 / s00253-020-10547-641. MonodJ. Рост бактериальных культур Анну. Ред. Microbiol.1949337139410.1146 / annurev.mi.03.100149.00210342. Белл, Дж. И. Андерсон, Е. К. Рост и деление клеток, биофизика. J.1967732935110.1016 / S0006-3495 (67) 86592-543.Своковски Е.В. Расчет с аналитической геометрией 2-е изд. Приндл, Вебер и Шмидт-Бостон, Массачусетс, США, 1979978-0-87150-268-144. Урниезиус Р. Выпуклое программирование для полу-глобально оптимального распределения ресурсов Труды конференции AIP Публикация AIP Бейрут, Ливан 201604000245. Гиффин А. Урнизиус Р. Одновременная оценка состояния и параметров с использованием максимальной относительной энтропии с ограничениями неоднородного дифференциального уравнения Энтропия 2014164974499110.3390 / e16094974

    Примеры различных методов моделирования для оценки продукта.

    Модель Тип Структура модели Комментарий Товар Номер ссылки
    Растворимый Нерастворимый
    Обычное (на основе балансовых уравнений) Сальдо дебита продукции Оценка разбавления и концентрации продукта, трудно различить оценку и прогноз Пенициллин V– [9]
    Баланс удельного поглощения субстрата и скорости роста Гибридная модель дает лучшие результаты, чем традиционная Рекомбинантный белок– [10]
    Балансы биомассы, удельные темпы прироста, продуктивность–– Рекомбинантный белок [11]
    Баланс биомассы, удельной скорости роста и активности белка Оптимизация для максимального потребления белка с использованием времени индукции и профилей корма Рекомбинантный белок [12]
    Баланс биомассы, pH, добавленный аммиак– Этанол– [13]
    Анализ данных спектроскопии с помощью EKF– Этанол– [17]
    Эмпирический (на основе данных) Анализ данных спектроскопии с помощью PLS– Пенициллин V [18]
    Анализ данных спектроскопии с помощью PCA–– Рекомбинантные антитела из клеток млекопитающих [19]
    Анализ отходящих газов с ANN Датчики газа страдают от дрейфа сигнала, который требует дополнительной компенсации– Рекомбинантный фактор свертывания крови VIII человека [21]
    Гибрид ИНС для скорости образования продукта и удельной скорости роста– Рекомбинантный белок [10]
    ИНС для оценки растворенного кислорода Предположение справедливо только в том случае, если параметры ПИД-регулятора для управления цепью дискретного выхода не изменяются Пенициллин [20]
    ИНС с вводом биомассы, степени разбавления и т. Д.– Этанол [23]
    Поддержка векторной регрессии для наблюдений за потреблением кислорода, производством углерода и базовыми уровнями потребления Представленная модель предназначена для прогнозирования, а не для псевдоглобальной оценки– Рекомбинантный белок [24]
    энтропия-23-01057-t002_Таблица 2Таблица 2

    Условия культивирования клеточных штаммов сайтов 1 и 2.

    Состояние Сайт 1 Участок 2 Примечание
    Объем биореактора 15 л 7 л–
    Тип возделывания Fed-партия Fed-партия–
    Уставка температуры 30 ° С 37 ° С Оба измерены датчиком температуры PT100
    Уставка DO 30% 20% Оба измерены зондом Ingold DO (Mettler Toledo)
    Уставка pH 7 6.8 Оба оставались постоянными с помощью ПИД-регулятора с добавлением NaOH
    Диапазон заданного значения мешалки 100–1400 об / мин 800–1200 об / мин–
    Воздушный поток 0,3–15 л / мин 1,75–3,75 л / мин В биореакторы подавали поток чистого кислорода в диапазоне от 0 до 7.5 л / мин для увеличения скорости переноса кислорода
    Максимальный средний возраст клеток при индукции, час 3,105 2,985–
    Минимальный средний возраст клеток при индукции, час 1,14 1,237–
    Отслеживание отходящих газов Концентрации O 2 и CO 2 Концентрация O 2 Измерено с помощью парамагнитного датчика кислорода (Maihak Oxor 610) во время культивирования в Зоне 1 и с помощью газоанализатора BlueSens (BCpreFerm, BlueSens, Herten, Германия) во время культивирования в Зоне 2.
    энтропия-23-01057-t003_Таблица 3Таблица 3

    Гипотетические зависимости максимальной удельной скорости образования продукта.

    Аргументы Pmax Переменные состояния Номер ссылки Уравнение
    а1, а2, а3, а4 μ (t), X (t) или Возраст ¯ (t) 1999, [38,39] (14)
    Xind, km0, km1 μ (t), X (t) 2019, [11] (15)
    км0, kμ, kiμ μ (т) 2003, [12] (16)
    энтропия-23-01057-t004_Таблица 4Таблица 4

    Зависимости скорости образования продукта, которые являются частью уравнения (18).

    Аргументы Pmax Переменные состояния Выбор модели Аргументы в этом исследовании Номер ссылки
    а1, а2, а3, а4 Возраст ¯ (т) к8 1999, [38,39]
    Xind, km0, km1 μ (t), X (t) к1, к3 2019, [11]
    км0, kμ, kiμ μ (т), к9, к14, к15 2003, [12]
    Возраст, мкинд и т. Д. μ (t), X (t), Возраст ¯ (t) кт, к0 ⋯ к22 2021 / это исследование
    энтропия-23-01057-t005_Таблица 5Таблица 5

    Статистика продукта AIC, RSS и MAE в каждом историческом исследовании.

    AIC RSS MAE k Выбор модели Аргументы Номер ссылки
    −967.01 16,79 0,393 2 кт≅2,06, к8≅0,01176; 1999 [38,39]
    −1005,6 14,83 0,424 3 kt≅ − 0,112, k1≅ − 0,00243, k3≅0,074; 2019 [11]
    −977.17 16,07 0,442 4 kt≅0.321, k9≅0.01193, k14≅ − 0.000473, k15≅0.1677; 2003 [12]
    −1488,16 3,15 0,249 24 kt≅0.209, k0 ⋯ k22; Полная переоборудование по формуле (18)
    энтропия-23-01057-t006_Таблица 6Таблица 6

    AIC продукта как асимптотическая оценка энтропийных мер SA и SB.

    AIC ИНСАКАИК, А → 830 lnSBkAIC, В → 450 Номер ссылки
    −967,01 10,583 9,968 1999 [38,39]
    −1005,6 10,419 9.802 2019 [11]
    −977,17 10,53 9.9117 2003 [12]
    энтропия-23-01057-t007_Таблица 7Таблица 7

    BIC продукта как асимптотическая оценка энтропийных мер SA и SB.

    БИК lnSAkBIC, А → 300 lnSBkBIC, В → 172 Номер ссылки
    −959.430 9,573 9.008 1999 [38,39]
    -994,228 9,417 8,848 2019 [11]
    −962,013 9,529 8,956 2003 [12]
    энтропия-23-01057-t008_Таблица 8Таблица 8

    Тест значимости для отдельных параметров.

    Параметр и его значение Переменная состояния или аргумент AIC БИК lnSAIC, A lnSAIC, B
    тыс. т≅53,9 PX (т) −591.28 −587,49– 10,5
    к0≅0,0159 μind −936,78 −932,99 9,145 9,138
    к8≅0,001384 Возраст ¯ (т) −905.04 −901,25 9,273 9,267
    энтропия-23-01057-t009_Таблица 9 Таблица 9

    Значения параметров для теста значимости при kmax = 33.

    Уравнение k0 к16 к20 lnSAIC, A RSS MAE k
    (29) −0.13 0,0232 -1,066 6,869 7,279 0,399 3
    (30) -0,0375 0,01148 -1,244 6.979 8,723 0,432 3
    (31) −0.0337 0,0098 -1,261 6,998 8,970 0,462 3
    (32) 0 0,00298 -1,302 7.099 11,782 0,579 2
    энтропия-23-01057-t010_Таблица 10Таблица 10

    Значения параметров для теста значимости с kmax = 6.

    Уравнение k0 к8 к16 к20 lnSAIC, A RSS MAE k
    (32) 0.0159 0 0 0 5,976 18,524 0,639 1
    (34) 0 0,00138 0 0 6.047 20,412 0,497 1
    (35) 0 0 0.00321 -1,298 6.054 11,857 0,577 2
    (36) 0,0453 0 0 0 6,109 16,475 0.603 2
    (37) 0 0.01176 0 0 6,114 16,785 0,393 2

    Примечание издателя: MDPI сохраняет нейтралитет в отношении юрисдикционных претензий на опубликованных картах и ​​филиалов организаций.

    Фрезерование специальных канавок. Фрезерование канавок «ласточкин хвост» Фрезерование опоры токарного станка «ласточкин хвост»

    Опора токарного станка предназначена для фиксации на нем режущего инструмента и определения движения подачи во время обработки.

    Нижняя опорная плита 1 (рис. 7), называемая кареткой или продольным суппортом, перемешивается механически или вручную по направляющим станины. В этом случае фреза движется в продольном направлении (это продольная подача). На верхней поверхности каретки расположены поперечные направляющие 12 в виде ласточкина хвоста, расположенные перпендикулярно направляющим рамы. По направляющим 12 перемещается поперечный суппорт 3 суппорта, благодаря которому фреза получает движение, перпендикулярное оси шпинделя.

    Рисунок 7. Суппорт

    На верхней поверхности поперечного суппорта 3 расположена поворотная пластина 4 суппорта, которая после вращения фиксируется гайкой 10.

    На верхней поверхности поворотной платформы расположены направляющие 5 по которой при повороте ручки 13 перемещаются верхняя пластина 11 и верхний суппорт суппорта.

    Держатели инструмента и головки инструмента

    Держатель инструмента или головка инструмента устанавливаются на верхней части опоры для фиксации инструмента.

    Рисунок 8 – Державки

    На станках малого и среднего размера используется одна державка 5 (Рис.8, а). Нижняя часть 1 резцедержателя, имеющая Т-образную форму, закреплена на верхней части суппорта гайкой 4. Для регулировки положения режущей кромки по высоте центров в резцедержателе имеется накладка 2, нижняя сферическая поверхность которой упирается в ту же поверхность блока резцедержателя. Закрепите фрезу в держателе инструмента двумя болтами 3.

    На больших токарных станках используются одиночные державки (рис. 8, б). В этом случае резец устанавливается на поверхность 7 верхней части суппорта и фиксируется ремнем 2, затягивая гайку 4.Для защиты болта 3 от изгиба планка 2 поддерживается винтом 5, опирающимся на башмак 6. При отвинчивании гайки 4 пружина 1 приподнимает планку 2.

    Чаще всего на токарно-винторезных станках средних размеров , используются четырехгранные поворотные фрезерные головки (см. рис. 7).

    Режущая головка 6 установлена ​​на верхней части суппорта 11; в нем одновременно винтами 8 можно закрепить четыре фрезы. Вы можете работать с любыми установленными фрезами. Для этого поверните головку и установите нужный резак в рабочее положение.Перед поворотом головку необходимо отстегнуть, повернув рукоятку 9, соединенную с гайкой, сидящей на винте 7. После каждого поворота головка должна снова зажиматься рукояткой 9.

    Паз типа «ласточкин хвост» Служит в основном направляющими для движущихся элементов станков – это консоли, направляющие стола, направляющие для токарных станков, серьги для фрезерных станков. Основным инструментом для получения такой канавки является концевая фреза, названная по типу канавки «ласточкин хвост». Фрезы «ласточкин хвост» бывают одноугловыми или двухугловыми.Нагрузка на двухугловые фрезы распределяется более равномерно, поэтому они работают плавно и долговечнее.
    изготавливаются с помощью инструмента, угловые размеры – с помощью универсального гониометра (сам резец), шаблоны с базовой поверхности детали.

    При фрезеровании канавки необходимо устранить следующие проблемы, которые могут возникнуть:
    – глубина канавки и углы наклона сторон не одинаковы по всей длине – причина в неточном совмещении детали в горизонтальной плоскости.
    – угол наклона сторон не соответствует указанному значению – неверный расчет угла фрезы, износ фрезы из-за несоответствия режима обработки и материала инструмента.
    – разная ширина паза по всей длине – смещение стола станка в консолях направляющих.
    – шероховатость поверхности – работа неправильно заточенным инструментом, несоответствие подачи.
    – отбойный молоток фрезы – из-за большой нагрузки при обработке этой канавки острие фрезы ломается о сопрягаемые режущие кромки – необходимо сначала скруглить, сделать с малым радиусом.

    Фрезерование Т-образных пазов

    Т-образные пазы используются в основном в машиностроении для крепления деталей. Они широко используются в столах станков различного назначения ( шлифовальные, сверлильные, фрезерные, строгальные и др. ). Они служат для размещения в них головок крепежных болтов, а также для выравнивания приспособлений на столе станка. . Т-образные пазы характеризуются общей глубиной, толщиной между пазом и рабочей поверхностью стола, а также шириной узкой верхней и широкой нижней части.Пазы этого типа регламентируются стандартом. Каждый размер соответствует строго определенным другим размерам, так как под них, в промышленных масштабах, изготавливаются специальные болты, крепежные детали, оборудование.
    Измерение и контроль размеров Т-образная канавка изготавливается с помощью штангенциркуля, штангенциркуля.

    При фрезеровании Т-образных пазов могут быть следующие виды обрезков:
    – высота паза по всей длине детали неодинакова.
    – заготовка не проверяется при установке в горизонтальной плоскости;
    – ширина внутренней части проточки в конце меньше размера в начале заготовки – несвоевременное удаление стружки, в результате чего повышается износ инструмента;
    – ширина узкой части превышает указанный размер – неправильная заточка инструмента, биение режущей части фрезы, недостаточная жесткость (люфт) стола станка.


    ТАКП. ПТ-34п. 15.02.08. Лист
    Измм. Лист № docum Подпись дата
    ТЕМА 15: Виды работы с УДГ.Методы обработки.

    При обработке зубьев, пазов, канавок, нарезания винтовых канавок и других операциях на фрезерных станках часто используются делительные головки . Головки делительные
    как приспособления используются на консольных универсальных фрезерных и универсальных станках
    . Различают: простые делительные головки и универсальные делительные головки
    .

    Головки простые делительные предназначены для прямого разделения круга вращения заготовки.
    Универсальные делительные головки служат для установки заготовки под необходимым углом относительно стола станка, ее вращения вокруг своей оси
    под определенными углами, сообщения заготовке о непрерывном вращении при фрезеровании винтовых канавок.

    Чаще всего через универсальные делительные головки реализуются два универсальных метода.
    деления простые и дифференциальные .
    1) В Simple Division рассчитывайте на неподвижном делительном диске. Вращением детали управляет ручка, соединенная через червячную передачу со шпинделем головки.
    2) С дифференциальным делением используется , если невозможно подобрать на конечности круг с необходимым количеством отверстий для простого деления.Когда ручка вращается через зубчатую и червячную шестерни, шпиндель получает вращение, а от него через сменные шестерни коническая и зубчатая пары получают вращение и конечность.
    1)

    2)

    Бюджетное профессиональное образовательное учреждение Омской области

    «Омский авиационный колледж им. Н.Е. Жуковского

    Неужели нет на работе знакомых фрезеров, которые все делали на токарном станке? Впрочем, знакомо, иногда и сам, чтобы никого не обременять, делаю то же самое.Ну что сказать, молодец! Под лежачий камень не течет!

    Они сказали спасибо:

    Суппорт

    Универсальная опора токарного станка предназначена для перемещения закрепленного в держателе резца вдоль оси шпинделя, поперек оси шпинделя и под углом к ​​оси шпинделя.

    Опора станка имеет поперечную конструкцию и состоит из трех основных движущихся частей – каретки опоры, поперечных суппортов опоры и ползуна фрезы.В технической литературе эти узлы называются по-разному, например, опорную каретку можно назвать нижними рельсами, продольными рельсами, продольными рельсами. В нашем описании мы будем придерживаться терминологии из мануала к станку 1к62.

    Опора состоит из следующих основных частей (рис.13):

    1. Каретка продольного перемещения суппорта по направляющим (продольный суппорт, нижний суппорт)
    2. Станина станка
    3. Поперечные суппорты (поперечная каретка)
    4. Режущий суппорт (верхний суппорт, поворотный суппорт)
    5. Винт каретки с поперечной подачей
    6. Накидная гайка
    7. Ручка каретки поперечной подачи
    8. Шестерня механической подачи поперечной каретки
    9. Поворотная пластина
    10. Четырехпозиционный держатель инструмента

    В круговых направляющих поперечной каретки 3 установлена ​​поворотная пластина 9, в направляющих которых перемещаются режущие рельсы 4 с четырехпозиционной резцедержателем 10.Такая конструкция позволяет устанавливать и привинчивать поворотную пластину с режущими рельсами под любым углом к ​​оси шпинделя. При повороте ручки 11 против часовой стрелки инструментальная оправка 10 поднимается пружиной 12 – одно из ее нижних отверстий выходит из защелки. После фиксации держателя инструмента в новом положении его зажимают поворотом ручки 11 в обратном направлении.

    Механизм фартука расположен в корпусе, привинченном к опорной каретке (рис. 14). Червячное колесо 3 вращается от ходового вала через ряд шестерен.Вращение от вала I передается шестернями валов II и III. На этих валах установлены муфты 2, 11, 4 и 10 с торцевыми зубьями, которые позволяют перемещать суппорт в одном из четырех направлений. Продольное перемещение суппорта осуществляется зубчатым колесом 1, а поперечное – винтом (на рис. 14 не показан), вращающимся от шестерни 5. Рукоятка 8 служит для управления маточной гайкой 7 ходовой части. ходовой винт 6. Шпиндель и ведущий вал заблокированы валом с кулачками 9, поэтому одновременное включение подачи суппорта с них невозможно.

    Фотография поперечных суппортов и суппорта

    Каретка суппорта

    Опорная каретка (нижняя салазка, продольная салазка) перемещается по направляющим станины по оси шпинделя. Каретка приводится в движение как вручную, так и механически с помощью механизма подачи. Движение каретки передается с помощью фартука , жестко закрепленного на каретке. Каретка может быть зажата на станине с помощью прижимной планки и винта для тяжелых работ по обрезке.

    Фартук содержит механизмы и шестерни, предназначенные для преобразования вращательного движения ролика и шпинделя в линейно-поступательное движение опорной каретки, продольных и поперечных суппортов.Фартук жестко закреплен на каретке опоры.

    В верхней части каретки перпендикулярно оси шпинделя расположены направляющие в виде ласточкина хвоста для установки поперечных суппортов суппорта.

    Основные параметры перемещения суппорта для станка 1к62:

    • Наибольшее продольное перемещение суппорта из руки в руку. 640 мм, 930 мм, 1330 мм для RMC 750, 1000, 1500
    • Наибольшее продольное перемещение суппорта по ходовому валу.. 640 мм, 930 мм, 1330 мм для RMC 750, 1000, 1500
    • Наибольшее продольное перемещение суппорта по ходовому винту. 640 мм, 930 мм, 1330 мм для RMC 750, 1000, 1500
    • Перемещение каретки на одно деление конечности. 1 мм

    Поперечный суппорт

    Поперечный суппорт суппорта установлен на каретке суппорта и перемещается по направляющим суппорта в виде ласточкина хвоста под углом 90 ° к оси шпинделя.Поперечный суппорт также приводится в движение механизмом подачи вручную и механически. Поперечный суппорт перемещается в направляющих нижнего суппорта с помощью шпинделя и беззазорной гайки. При ручной подаче винт вращается за ручку 7, а при механической – за шестерню 8.

    После определенного периода эксплуатации станка при появлении зазора на боковых поверхностях ласточкин хвоста точность станка снижается. Чтобы уменьшить этот зазор до нормального значения, необходимо подтянуть имеющуюся для этих целей клиновую планку.

    Для исключения люфта шпинделя поперечного суппорта при износе гайки, закрывающей шпиндель, последний выполнен из двух половин, между которыми установлен клин. Вытягивая клин винтом вверх, можно вдавить обе половинки гаек и выбрать зазор.

    На поперечный суппорт можно установить задний резцедержатель, который используется для проточки канавок и других работ, выполняемых с поперечной подачей.

    В верхней части поперечных суппортов расположены круговые направляющие для установки и фиксации поворотного стола с суппортом резца.

    • Наибольшее перемещение ползуна .. 250 мм
    • Перемещение ползуна на одно деление лимба .. 0,05 мм

    Режущий край режущего края

    Режущие рельсы (верхние рельсы) установлены на поворотной части поперечной каретки и перемещаются по направляющим поворотной части, установленным в круговой направляющей поперечных рельсов. Это позволяет устанавливать держатель инструмента вместе с держателем инструмента под любым углом к ​​оси станка при точении конических поверхностей.

    Режущие рельсы перемещаются по направляющим поворотной части, установленной в круговой направляющей поперечных рельсов. Это позволяет устанавливать верхние салазки вместе с резцедержателем с ослабленными гайками под углом к ​​оси шпинделя станка от -65 ° до + 90 ° при точении конических поверхностей. При повороте зажимной рукоятки против часовой стрелки режущая головка расширяется, а защелка отводится, а затем она поворачивается в нужное положение. При обратном вращении рукоятки режущая головка фиксируется в новом заблокированном положении.Головка имеет четыре фиксированных положения, но также может фиксироваться в любом промежуточном положении.

    На верхней поверхности поворотной части расположены направляющие в виде ласточкина хвоста, по которым при повороте ручки скользят опоры резца (верхняя).

    Ножевые рельсы

    несут четырехгранную режущую головку для крепления резцов и имеют независимое ручное продольное перемещение по направляющим поворотной части суппорта.

    Точное движение ползуна определяется с помощью циферблата.

    Основные параметры перемещения ползуна для станка 1к62:

    • Наибольший угол поворота суппорта инструмента .. от -65 ° до + 90 °
    • Цена одного деления шкалы вращения .. 1 °
    • Наибольшее перемещение режущего слайда. 140 мм
    • Перемещение режущего слайда на одно деление конечности .. 0,05 мм
    • Наибольшее сечение держателя инструмента .. 25 x 25 мм
    • Количество резцов в головке резца.. 4

    Восстановление и ремонт опорных направляющих

    При ремонте направляющих суппорта необходимо восстановить направляющие каретки, поперечный суппорт, поворотный суппорт и верхний суппорт.

    Восстановление направляющих каретки суппорта – самый сложный процесс и требует гораздо больше времени, чем ремонт других деталей суппорта

    Каретка суппорта винторезного станка модели 1К62. Рис 51.

    При ремонте каретки необходимо восстановить:

    1. параллельность поверхностей 1, 2, 3 и 4 направляющих (рис.51) и их параллельность оси 5 винта поперечной подачи
    2. параллельность поверхностей 1 и 3 плоскости 6 для крепления фартука в поперечном (по направлениям а – а, а 1 – а 1) и продольном направлениях (по направлениям б – б, б 1 – б 1)
    3. Перпендикулярность поперечных направляющих по направлению внутрь к продольным направляющим 7 и 8 (в направлении 1 – в 1, стыковка со станиной
    4. Перпендикулярность поверхности 6 каретки для крепления фартука к плоскости крепления коробки подачи на станине
    5. Совмещение отверстий в фартуке для ходового винта, ходового вала и вала переключения с их осями в коробке подачи

    При ремонте каретки необходимо поддерживать нормальное зацепление шестерен фартука с рельсом и с механизмом поперечной подачи.Практические приемы пересчета и исправления этих шестерен неприемлемы, так как нарушаются соответствующие размерные цепи машин.

    Ремонт не следует начинать с сопряжения поверхностей каретки с станиной, так как в этом случае положение каретки, полученное в результате неравномерного износа этих направляющих, фиксируется. К тому же восстановление всех остальных поверхностей связано с неоправданно высокой сложностью ремонтных работ.

    Следовательно, ремонт рельсов каретки следует начинать с поверхностей 1, 2, 3 и 4 (рис.51), сопрягаясь с суппортом поперечного суппорта.

    Восстановление направляющих каретки установкой компенсационных накладок

    Схема замеров отклонений размеров опорной каретки. Рис. 52.

    Восстановление рельсов каретки установкой компенсационных накладок выполняется в следующем порядке.

    1. Каретка ставится на направляющие станины и задает уровень на поверхности для поперечных салазок. Между сопрягаемыми поверхностями каретки и станины размещаются тонкие клинья с небольшим наклоном (не менее 1 °) и положение каретки регулируется до тех пор, пока пузырек уровня не окажется в нулевом положении.Затем карандашом отметьте границы выступающих частей клиньев и, сняв их, определите перекос каретки в отмеченных местах. Это значение учитывается при строгании продольных направляющих каретки.
    2. Тележка с устройством (см. Рис. 35) устанавливается на столе станка. В отверстие под винт помещается управляющий ролик. На верхней и боковой образующих выступающей части ролика проверяется параллельность установки каретки столу с точностью до 0.02 мм на длине 300 мм и фиксируется. Проверка осуществляется с помощью индикатора, установленного на машине. Отклонение определяется движением стола.
    3. Плоскости 1 и 3 шлифуются последовательно с конусообразной чашкой, зернистостью 36-46, твердостью CM1-SM2, со скоростью резания 36-40 м / с и подачей 6-8 м / мин. Эти поверхности должны находиться в одной плоскости с точностью до 0,02 мм.
      Затем последовательно шлифуют поверхности 2 и 4.
      Чистота поверхности должна соответствовать V 7; нелинейность, взаимная непараллельность, а также непараллельность оси винта допускаются не более 0.02 мм по длине направляющих. Проверка непараллельности осуществляется прибором (см. Рис. 12).

    4. Поместите каретку на строгальный стол плоскостями 1 и 3 на четыре мерные пластины (на рисунке не показаны). В отверстие под винт помещается управляющий ролик.
      Совместите установку каретки параллельно поперечному перемещению суппорта с точностью 0,02 мм на длине 300 мм. Проверка осуществляется индикатором (закрепленным в держателе инструмента) по верхней и боковой образующей выступающей части управляющего ролика.На поверхности 1 и 2 (рис. 52) уложить контрольный ролик 4 и измерить расстояние a (от поверхности стола до верхней образующей контрольного ролика) с помощью стойки и индикатора. Измерения производятся на обоих концах ролика. Также определяется размер b (от поверхности стола до поверхности 3).
    5. Последовательно строгают плоскости 1, 2 и 3. При строгании поверхностей 1 и 2 необходимо удалить минимальный слой металла до устранения перекоса.

      Если износ этих поверхностей менее 1 мм, необходимо отрезать больший слой металла, чтобы толщина установленных колодок была не менее 3 мм.За счет этого передняя часть каретки в месте крепления фартука будет немного выше задней. Допускается допуск 0,05 мм на длине 300 мм. Это увеличит срок службы станка без ремонта, так как при выходе из строя суппорта он сначала выровняется, а уже потом перекосится.

      Затем на эти поверхности укладывают управляющий ролик 4, снова определяют расстояние указанным выше методом и определяют разницу с ранее измеренным размером.
      При строгании поверхности удаляется металлический слой, равный произведенному измерению перекоса (см. Шаг 1 данного технологического процесса), добавляется разница двух измерений расстояния а и 0,1 мм. Например, при перекосе 1,2 мм и разнице измерений a – 0,35 мм с поверхности 3 вырезается слой металла, равный 1,2 + 0,35 + 0,1 = 1,65 мм.
      Затем измеряют расстояние b, от которого ранее установленный размер вычитается (см. шаг 4). Разница между двумя указанными измерениями будет соответствовать размеру снятого металлического слоя.
      Проверить профиль строганных направляющих по контрольному шаблону, который соответствует профилю направляющих станины.

    6. Каретка устанавливается на отремонтированную направляющую станину, а к каретке прикрепляется штанга противодавления. На каретке закреплен фартук (рис. 53). На станину устанавливают корпус кормушки. В отверстиях (под ходовой вал) коробки подачи и фартука размещаются управляющие ролики с выступающей частью длиной 200-300 мм. Центровка управляющих роликов и горизонтальность поперечных направляющих каретки определяется прокладкой мерных клиньев под направляющими каретками (точность регулировки 0.1 мм) и толщину установленных пластин (планок).

      7. Схема замера совмещения отверстий в фартуке подающей коробки. Рис. 53.

      Проверка центровки осуществляется перемычкой и индикатором, проверка горизонтальности – уровнем.

    7. Выбрать текстолит марки ПТ необходимой толщины с учетом припуска 0,2-0,3 мм на соскабливание. Нарежьте полоски по размеру направляющих каретки (рис.54)

      8. Размеры компенсационных пластин для восстановления направляющих кареток в зависимости от износа направляющих рельсов приведены в таблице.4

      При установке чугунных футеровок их предварительно строгают, а затем полируют до нужной толщины.

      Подробную информацию о накладках рельсов см. На стр. 5-8.

      Схема установки накладок на направляющие каретки. Рис. 54.


    8. Строганные (без царапин) поверхности каретки тщательно обезжиривают ацетоном или авиационным бензином с помощью тампонов из легкой ткани. Также обезжиривают поверхности колодок (эти поверхности предварительно зачищаются наждачной бумагой или пескоструйной обработкой).Обезжиренные поверхности сушат 15-20 минут.
    9. Приготовьте эпоксидный клей из расчета 0,2 г на 1 см² поверхности. На каждую из склеиваемых поверхностей с помощью шпателя из дерева или металла наносится тонкий слой клея (их необходимо обезжирить). Покрытые клеем поверхности наносятся на сопрягаемые поверхности каретки и слегка растираются для удаления пузырьков воздуха. На направляющие станины укладывается лист бумаги (что предотвращает попадание на них клея), и на него без надавливания монтируется каретка.В этом случае необходимо следить за тем, чтобы колодки не сдвигались со своих мест. После затвердевания клея, которое держится при температуре 18-20 ° C в течение 24 часов, каретку следует снять с направляющих станины и удалить лист бумаги.

      10. Плотность приклеивания определяется легким постукиванием. Звук в этом случае должен быть однотонным по всем направлениям.

    10. На накладках проделываются канавки под футеровку, после чего поверхность каретки будет царапаться по направляющим станины.При этом необходимо проверить перпендикулярность продольных направляющих к поперечным направляющим каретки с помощью инструмента (см. Рис. 17). Отклонение (вогнутость) допускается не более 0,02 мм на длине 200 мм. Перпендикулярность плоскости каретки для крепления фартука к плоскости крепления коробки подачи на станине проверяется с помощью уровня (рис. 55, поз. 3). Отклонение не более 0,05 мм на длине 300 мм.

    Реставрация направляющих каретки акрилопластом (ТС стикрил)

    Восстановление точности направляющих каретки с акрилопластом в ходе данного технологического процесса, реализуемое в специализированной ремонтно-механической мастерской ЛОМО, осуществляется с минимальными физическими трудозатратами при значительном снижении трудоемкости работ.

    В первую очередь ремонтируют поверхности сопряжения с направляющими станины. С этих поверхностей вырезается металлический слой толщиной около 3 мм. При этом точность установки на столе строгального станка составляет 0,3 мм по длине поверхности, а чистота поверхности должна соответствовать VI. Затем на приспособление устанавливается каретка. В этом случае плоскость 6 принимается за основу (см. Рис. 35) для крепления фартука и оси отверстия под винт поперечной подачи.

    После выравнивания и фиксации каретки с поверхностей поперечных направляющих снимается минимальный слой металла, добиваясь параллельности поверхностей 1 и 3 направляющих (см. Рис.51) к поверхности 6 в поперечном направлении не более 0,03 мм, взаимная непараллельность поверхностей 2 и 4 – не более 0,02 мм по длине поверхностей. Ремонт этих поверхностей завершается декоративной обрезкой с подгонкой сопрягаемых поверхностей поперечного суппорта и клина.

    Дальнейшее восстановление точности положения каретки осуществляется стикрилом и производится в следующей последовательности:

    1. Просверлите четыре отверстия, нарежьте резьбу и установите четыре винта 4 и 6 (рис.55) с гайками. Эти же два винта устанавливаются на вертикальную заднюю поверхность (на рисунке не видна) каретки 5. При этом в середине направляющих просверливаются два отверстия диаметром 6-8 мм;
    2. Предварительно строганная поверхность каретки, сопрягающаяся с направляющими рамы, тщательно обезжиривается тампонами из легкой ткани, смоченной ацетоном. Обезжиривание считается завершенным после того, как будет очищен последний тампон. Затем поверхности просушивают 15-20 минут;
    3. Тонкий равномерный изоляционный слой натирают на отремонтированные направляющие с помощью куска хозяйственного мыла, предохраняющего поверхности от прилипания стикрилом;
    4. Каретка накладывается на направляющие станины, прикрепляется задняя прижимная пластина, монтируется фартук, устанавливается шпиндель и вал шпинделя, соединяя их с коробкой подачи, и устанавливается поддерживающая их скоба;
    5. Оси ходового винта и приводного вала в фартуке центрируются своими осями в коробке подачи и проверяются специальным приспособлением 7.Центрирование осуществляется винтами 4 и 6, а также винтами, расположенными на задней вертикальной поверхности каретки.

    При этом при центровке устанавливается: перпендикулярность поперечных направляющих кареток к направляющим рельсам станины по прибору 1 и индикатору 2; параллельность плоскости каретки для крепления фартука к направляющим станины – уровень 8; перпендикулярность плоскости лафета под фартук к плоскости кормушки на станине – уровень 5.

    После проверки всех положений и фиксации регулировочных винтов гайками снимают шпиндель и шпиндель, а также фартук. Затем поверхность каретки 1 (рис. 56) и станина уплотняются пластилином со стороны фартука и прижимной пластины; четыре воронки 2 сделаны из пластилина по краям каретки, а две воронки 3 – вокруг просверленных отверстий в середине направляющих.

    Раствор стикрила заливается в среднюю воронку одной из направляющих до тех пор, пока уровень жидкого стикрила в крайних воронках не достигнет уровня средней воронки; второй гид тоже заполнен.

    Каретку на станине выдерживают 2–3 часа при температуре 18–20 ° С, затем винты выкручивают и отверстия под ними закручивают пробками или стыкрилом. После этого каретка снимается с направляющих станины, очищается от пластины, удаляются пластиковые промывки, вырезаются канавки для смазки направляющих (эти поверхности не скребут). На этом ремонт рельсов каретки завершен, и можно приступить к сборке суппорта.

    При выполнении ремонта таким способом трудоемкость операций снижается в 7-10 раз по сравнению со соскабливанием и в 4-5 раз по сравнению с рассмотренным комбинированным способом и составляет всего 3 норм-ч.Это обеспечивает качественный ремонт.

    Ремонт крестовин

    При ремонте ползуна достигается прямолинейность 1, 2, 3 и 4 (рис. 57) и взаимная параллельность поверхностей 1 и 2. Ползун очень удобно ремонтировать шлифовкой. В этом случае ремонт проводится следующим образом.

    1. Поверхности 2, 3 и 4 очищены от вмятин и царапин. Поверхность 2 проверяется на пластине на наличие краски, а поверхности 3 и 4 проверяются по краске с помощью поворотного клина (угловой линейки)
    2. Установить салазки с поверхностями 2 на магнитный стол плоскошлифовального станка и отшлифовать «до чистоты» поверхность 1.(Нагрев детали при шлифовании не допускается). Чистота поверхности V 7, неровность допускается до 0,02 мм.
    3. Установить суппорт с полированной поверхностью на магнитный стол и отшлифовать поверхность 2, сохраняя параллельность плоскости 1. Допускается непараллельность до 0,02 мм. Измерение проводится микрометром в трех-четырех точках с каждой стороны. Обработка поверхности V7.
    4. Установите салазки плоскостью 1 на магнитный стол. Выровняйте поверхность 4 параллельно столу по индикатору.Допускается отклонение от параллельности не более 0,02 мм по всей длине детали. Установите шлифовальную головку станка под углом 45 ° и отшлифуйте поверхность 4 торцом кружка чашки. Обработка поверхности V7.
    5. Выровняйте поверхность 3 параллельно машине и отшлифуйте, как указано в пункте 4.
    6. Установить салазки с поверхностями 2, 3 и 4 на отремонтированные направляющие каретки и проверить стыковку поверхностей на предмет покраски. Отпечатки чернил должны быть равномерно распределены по всем поверхностям и покрывать не менее 70% их площади.Щуп толщиной 0,03 мм не должен проходить между сопрягаемыми поверхностями каретки и ползуна. Если зонд проходит или даже «кусается», необходимо очистить поверхности 2, 3 и 4, проверяя наличие краски вдоль направляющих каретки.

    Ремонт вертлюга

    Ремонт поворотного суппорта начинается с поверхности 1 (рис. 58, а), которую будут соскабливать, проверяя наличие краски на полированной сопрягаемой поверхности поперечного суппорта. Количество отпечатков краски должно быть не менее 8-10 на площади 25 Х 25 мм.

    Затем проведите ремонт поверхностей шлифовкой в ​​следующем порядке.

    1. Установите поворотный суппорт со скребковой поверхностью на специальный инструмент 6 и выровняйте поверхность 3 или 4 параллельно столу. Отклонение не более 0,02 мм по длине направляющих.
    2. Последовательно шлифуют поверхности 2, 5, 5, 4. Шлифование производится торцом конического абразивного круга, зернистость 36-46, твердость CM1-CM2. Чистота поверхности не должна быть ниже V7.Нагрев детали при шлифовании не допускается.

    Направляющие поверхности 2 и 5 должны быть параллельны плоскости 1. Допускается непараллельность не более 0,02 мм по всей длине. Измерения производятся микрометром в трех-четырех точках с каждой стороны детали.

    Непараллельность поверхности 3 поверхности 4 допускается не более 0,02 мм по всей длине.

    Измерение проводится обычным способом: микрометром и двумя контрольными роликами.

    Угол 55 °, образованный направляющими 2, 3 и 4, 5, проверяют по шаблону обычным способом.

    Ремонт верхнего суппорта

    Суппорт Рис. 58.

    При износе поверхности 1 (рис. 58, б) ее следует обработать на токарном станке и установить тонкостенную втулку на эпоксидный клей. Далее ремонт продолжается в следующем порядке.

    1. Поцарапайте поверхность 2, проверьте наличие краски на сопряженной полированной плоскости режущей головки.Количество отпечатков должно быть не менее 10 на площади 25 Х 25 мм
    2. Установить верхний салазок с потертой плоскостью на приспособление 6 (аналогично показанному на рис. 58, а) и выровнять поверхность 5 параллельно столу (рис. 58, б). Допускается отклонение не более 0,02 мм по длине направляющих.
    3. Шлифовать поверхности 3 и 6. Непараллельность этих поверхностей поверхности 2 допускается не более 0,02 мм.
    4. Шлифованная поверхность 5
    5. Выровняйте поверхность 4 параллельно столу с точностью до 0.02 мм по всей длине поверхности
    6. Шлифовальная поверхность 4
    7. Поверхности 3, 5 и 6 проверяются на точность сопряжения с направляющими поворотного суппорта на краске обычным способом, при необходимости – скребком.

    Установка шпинделя и шпинделя

    Данная операция исключена, если ремонт каретки производится по табл. 5.

    Комбинация осей ходового винта и приводного вала, коробки подачи и фартука выполняется в соответствии со следующим типовым процессом.

    1. Установить корпус коробки подачи и закрепить на станине винтами и штифтами
    2. Установите каретку посередине станины и закрепите заднюю прижимную пластину каретки винтами
    3. Установите фартук и прикрепите его к каретке винтами (фартук может быть собран не полностью)
    4. Контрольные отверстия устанавливаются в отверстия подающей коробки и фартука для ходового винта или ходового вала. Концы оправки должны выступать на 100-200 мм и иметь одинаковый диаметр выступающей части с отклонением не более 0.01 мм (люфт оправок в отверстиях недопустим).
    5. Придвиньте каретку с фартуком к коробке подачи, пока концы оправок не соприкоснутся, и измерьте их смещение (по зазору) с помощью линейки и щупа.
    6. Восстановите совмещение отверстий для ходового винта и ходового вала в коробке подачи и фартуке, установив новые футеровки, очистив направляющие или футеровки каретки, переустановив коробку подачи.

    Допустимое отклонение от совмещения отверстий коробки подачи и фартука: в вертикальной плоскости – не более 0.15 мм (ось отверстия фартука может быть только выше отверстий коробки подачи), в горизонтальной плоскости – не более 0,07 мм.

    Коробку необходимо переустановить по высоте при ремонте направляющих каретки без компенсирующих прокладок. В этом случае фрезеруются отверстия в подающем ящике для винтов, крепящих его к станине. При перемещении коробки в горизонтальном направлении необходимо фрезеровать отверстия в каретке для шурупов, фиксирующих фартук: последний тоже нужно смещать, а затем заново заколачивать.

    Чертежи опоры винторезного станка 1к62

    Чертеж опоры токарного станка

    Чертеж опоры токарного станка

    Чертеж опоры токарного станка

    Чертеж опоры токарного станка

    Пекелис Г. Д., Гелберг Б. Т. Л., «Машиностроение». 1970 год

    На металлургических заводах для изготовления цилиндрических (конических) деталей применяется токарный станок. Моделей этого серийного устройства много, и все они имеют практически одинаковую компоновку схожих узлов и деталей.Одно из них – поддержка машины.

    Для лучшего понимания функций, которые выполняет суппорт токарного станка, можно рассмотреть его работу на примере распространенной модели 16к20. Ознакомившись с этой информацией, возможно, у некоторых домашних умельцев возникнет идея создать токарный станок для работы по металлу своими руками.

    1 Что такое поддержка машины?

    Это довольно сложный сайт, несмотря на кажущуюся простоту. От того, насколько правильно она изготовлена, установлена, отрегулирована – зависит качество будущей детали, и количество времени, которое было затрачено на ее изготовление.

    1.1 Принцип действия

    Опора, расположенная на станке 16к20, может перемещаться в следующих направлениях:

    • поперечный – перпендикулярно оси вращающейся заготовки для заглубления в нее;
    • продольный – режущий инструмент перемещается по поверхности заготовки для удаления лишнего слоя материала или нарезания резьбы;
    • наклонный – для расширения доступа к поверхности заготовки под нужным углом.

    1.2 Конструкция суппорта

    Опора для станка 16к20 расположена на нижних салазках, которые перемещаются по рельсам, установленным на станине, и таким образом происходит продольное перемещение. Движение определяется вращением винта, который преобразует вращательную силу в поступательное движение.

    На нижнем суппорте суппорт также перемещается поперечно, но по отдельным направляющим (поперечным суппортам), расположенным перпендикулярно оси вращения детали.

    К поперечному суппорту при помощи специальной гайки прикреплена поворотная пластина, на которой установлены направляющие для перемещения верхней суппорта. Перемещение верхней ползуны можно настроить с помощью поворотного винта.

    Вращение верхнего суппорта в горизонтальной плоскости происходит одновременно с пластиной. Таким образом, режущий инструмент устанавливается под заданным углом к ​​вращающейся части.

    Станок оборудован режущей головкой (резцедержателем), которая крепится на верхних суппортах с помощью специальных болтов и отдельной рукоятки. Движение суппорта происходит на шпинделе, который расположен под валом шпинделя.Эта подача осуществляется вручную.

    1.3 Регулировка суппорта

    В процессе работы на станке 16к20 наблюдается естественный износ, расшатывание, расшатывание креплений суппортов. Это естественный процесс, и его последствия должны постоянно контролироваться путем регулярных корректировок и корректировок.

    На опоре станка 16k20 производятся следующие регулировки:

    • люфт
    • люфт;
    • сальники.

    1.4 Регулировка зазора

    При поперечном и продольном перемещении опоры станка 16к20 по суппорту из-за постоянного трения происходит износ винта и их рабочей поверхности.

    Наличие такого свободного пространства приводит к неравномерному перемещению суппорта, заеданию и колебаниям при боковых нагрузках. Излишний зазор снимается при помощи клиньев, которыми каретка прижимается к направляющим.

    1.5 Регулировка люфта

    Люфт появляется в косозубой передаче. Вы можете избавиться от него, не разбирая , используя крепежный винт, который находится на этом приспособлении для перемещения суппорта.

    1.6 Регулировка сальников

    При длительной работе по металлу на станке 16к20 происходит износ и засорение сальников, находящихся на концах выступа каретки. Визуально это определяется при появлении грязных полос при продольном перемещении суппорта.

    Чтобы устранить это явление, не разбирая агрегат, необходимо промыть войлочную прокладку и пропитать ее машинным маслом.Если изношенные сальники совершенно не подходят, замените их новыми.

    1,7 Ремонт суппорта

    Это устройство токарного станка изнашивается со временем при постоянных значительных нагрузках при работе с металлом.

    Наличие значительного износа легко определяется по состоянию поверхности направляющих рельсов. На них могут появиться небольшие полости, которые будут препятствовать свободному перемещению штангенциркуля в заданном направлении.

    При своевременном регулярном уходе такой ремонт может и не понадобиться, но при обнаружении такого рода дефекта следует отремонтировать , а при сильном износе – замену.

    Суппорт 16К20 часто требует ремонта каретки, заключающегося в восстановлении нижних направляющих, взаимодействующих с направляющими станины. Особого внимания требует поддержание стабильного перпендикулярного расположения каретки.

    При ремонте суппорта необходимо проверить в обеих плоскостях строительным уровнем.

    2

    Токарное устройство, с помощью которого выполняются работы по металлу, может быть очень простым. Собрать самодельный станок своими руками можно практически из подручных средств, которые берут из пришедших в негодность механизмов.

    Начать следует с сварного из швеллера металлического каркаса, который будет станиной. На нем с левого края закреплена передняя неподвижная бабка, а справа установлена ​​опора. Самодельный станок, сделанный своими руками, предусматривает наличие готового шпинделя с патроном или планшайбой.

    Шпиндель получает крутящий момент от электродвигателя через клиноременную передачу.

    Когда станок работает по металлу, невозможно держать инструмент своими руками (в отличие от работы с деревом), поэтому потребуется опора, которая будет перемещаться в продольном направлении.На нем устанавливается резцедержатель с возможностью чередования поперек направления движения самого суппорта.

    Устанавливает перемещение суппорта и держателя инструмента на заданную величину. винтом маховика , на котором есть кольцо с метрическими делениями. Маховик приводится в действие вручную.

    2.2 Материалы и сборка

    Для сборки поворотного устройства своими руками вам потребуются: гидроцилиндр

    • ;
    • вал амортизатора;
    • уголок, швеллер, металлическая балка; Электродвигатель
    • ;
    • два шкива;
    • ремень.

    Станок токарный своими руками собирается так:

    1. Каркасная конструкция собирается из двух швеллеров и двух металлических балок. При работе в дальнейшем с деталями длиннее 50 мм следует использовать материалы толщиной не менее 3 мм для уголка и 30 мм для стержней.
    2. Продольные валы закреплены на двух каналах с направляющими с лепестками, каждый из которых имеет болтовое соединение или сварен сваркой.
    3. Для изготовления передней бабки используется гидроцилиндр, толщина стенок которого должна быть не менее 6 мм.В него запрессованы два подшипника 203.

    • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *