CC BY
15Решетневские чтения
УДК 62-567:621. 313. 33
Р. Н. Хамитов, Г. С. Аверьянов Омский государственный технический университет, Россия, Омск
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЕ ДЕМПФИРОВАНИЕ НА ПЕРИОДЕ КОЛЕБАНИЙ В СИСТЕМАХ ВИБРОЗАЩИТЫ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ОБЪЕКТОВ
Предложено виброзащитное устройство с электромеханическим демпфером для крупногабаритных объектов с пониженной вибрацией при динамических нагрузках. Виброзащитное устройство на базе электродвигателя рассматривается как электротехнический комплекс. Сформулированы задачи по дальнейшему развитию данного направления виброзащиты.
Виброзащитные устройства (ВЗУ) крупногабаритных объектов содержат амортизаторы различных видов и демпферы (как правило, гидравлические) [1]. Амортизатор обычно является пневмоамортизатором (ПА) с воздушным демпфированием. Для устранения виброударопроводимости в динамических режимах работы ВЗУ вместо гидродемпфера предлагается применять электромеханический демпфер на базе асинхронной машины (АМ). В этом случае ВЗУ является комбинированным и содержит ПА, обеспечивающий статическую нагрузку (несущую способность) ВЗУ, и демпфер на базе АМ, работающий только в динамическом режиме. В такой конструкции ВЗУ представляет собой электротехнический комплекс, предназначенный для преобразования механической энергии колебаний амортизируемого объекта в тепловую энергию, рассеиваемую в окружающую среду, или в электрическую энергию, отдаваемую с помощью обратимых преобразователей в сеть (источник питания) АМ.
В качестве примера рассмотрим совмещенную запатентованную конструкцию ВЗУ (см. рисунок), состав которой входят неуправляемый пневматический упругий элемент и управляемый демпфер, состоящий из АМ, барабана с тросом и блока управления. Блок управления обеспечивает работу АМ в режиме отбоя ПА. В качестве АМ используется трехфазный асинхронный электродвигатель (АД), работающий на ходе отбоя ПА в режиме торможения противовключением и создающий компенсационную электромагнитную силу [2].
Пневматический упругий элемент обеспечивает статическую нагрузку (несущую способность) ВЗУ при отсутствии внешних воздействий (Рст = Мg).
Моделирование пневмоэлектромеханической системы в динамике построено на базе совместного исследования процессов в пневматической, механической и электрической подсистемах, образующих электротехнический комплекс ВЗУ, на основе расчетной схемы и с учетом известных допущений. Если рассматриваемая одностепенная система выведена из положения равновесия, то она совершает свободные колебания. При этом на нее действуют сила инерции М ■ I", сила тяжести Mg, сила давления воздуха в объемах ПА (упругая сила), сила трения в резино-кордной оболочке (РКО) Якомпенсаторная сила электромагнитного демпфера А^э.
В качестве модели электрической подсистемы рассматривалась модель трехфазной обобщенной асин-
хронной машины [3]. Моделирование процессов в ВЗУ проводилось с помощью программы МАТЬАБ с расширением 81шиИпк [4].
Конструкция виброзащитного устройства: 1 - подвижная часть (обойма); 2 - неподвижная часть;
3 - РКО; 4 - пневматический упругий элемент; 5 - АМ;
6 - барабан с тросом; 7 - трос; 8 - устройство натяга троса;
9 - блок управления
Использование АД в ударовиброзащите может быть рекомендовано для более детального исследования и внедрения в системах амортизации крупногабаритных объектов. Достоинствами АД являются их широкая номенклатура по типам, мощности, конструктивным исполнениям и т. д. [5; 6], что отвечает разнообразным условиям эксплуатации систем амортизации крупногабаритных объектов, и возможность регулирования их характеристик за счет частотного управления.
Библиографические ссылки
1. Гидропневматическая подвеска и ее упруго-демпфирующие характеристики / Б. Н. Фитилев, В. А. Комочков, В. М. Труханов, И. В. Соболевский // Справочник : инж. журн. 2007. № 11. С. 62-64.
2. Коловский М. З. Автоматическое управление виброзащитными системами. М. : Наука, 1976.
3. Копылов И. П. Математическое моделирование электрических машин. М. : Высш. шк., 1987.
4. Герман-Галкин С. Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем. СПб. : Корона-Принт, 2001.
5. Электротехнический справочник : в 4 т. Т. 2. Электротехнические изделия и устройства / гл. ред. И. Н. Орлов ; Моск. энерг. ин-т. М., 2003.
6. Электродвигатели : каталог / Владим. электромотор. з-д. Владимир, 1997.
г
Механизмы специальных систем
R. N. Khamitov, G. S. Averjanov Omsk State Technical University, Russia, Omsk
ELECTROMECHANICAL DAMPING ON THE PERIOD OF FLUCTUATIONS IN VIBRATION PROTECTION SYSTEMS OF LARGE-SIZED OBJECTS
The vibration protection device with an electromechanical damper for large-sized objects with the lowered vibration at dynamic loadings is offered. The vibration protection device on the basis of the electric motor is considered as an electrotechnical complex. The problems of development of the given vibration protection direction are formulated.
© Хамитов Р. Н., Аверьянов Г. С., 2010
УДК 658.58:621.9.06:523.01
А. В. Штанько, К. Ю. Филиппов, В. В. Янковский, А. А. Воробьев, И. Н. Спицын Сибирский государственный технологический университет, Россия, Красноярск
ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ШКИВОВ ЛЕНТОЧНО-ПИЛЬНЫХ СТАНКОВ
ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Рассмотрена технология повышения качества шкивов ленточно-пильных станков. Изложены особенности процесса восстановления формы поверхности шкивов ленточно-пильных станков путем точения. Предложена методика динамической балансировки шкивов в собственных опорах станка.
Ленточно-пильные станки (ЛПС) - это комплекс механизмов и устройств для осуществления процесса пиления и раскроя заготовок из различных материалов. Специфика конструкции и условия работы лен-точно-пильных станков при скоростях резания порядка 40 м/с приводят к неравномерному износу обода шкива, возникающему вследствие протекания различных физико-механических и химических процессов. При этом нарушается траектория движения пилы, динамическая балансировка механизма главного движения, устойчивость полотна пилы, увеличивается износ опор, усиливаются усталостные явления в полотне пилы, уменьшается точность обработки изделий.
По наблюдениям авторов и данным деревообрабатывающих цехов, где в качестве головного оборудования используются ЛПС, фактический неравномерный износ обода шкива составляет от 0,8 до 1,4 мм, вследствие чего появляется осевая разбалансировка, которая отрицательно сказывается как на качестве получаемых деталей, так и на долговечности конструктивных элементах станка. При этом радиальное биение шкивов увеличивается в 1,5.. .2 раза.
На предприятиях, эксплуатирующих ЛПС, как правило, отсутствуют специальные станки для динамической балансировки шкивов, особенно больших диаметров, поэтому динамическую балансировку выполняют непосредственно на базовой конструкции ленточно-пильного станка.
Первой операцией технологии восстановления линейных размеров обода шкива является операция правки и формирования ремонтного профиля обода шкива.
Установлено, что в процессе работы вследствие контакта обода шкива с ленточной пилой происходит износ обода шкива. Поэтому перед динамической балансировкой необходимо произвести формирование профиля шкива. А поскольку шкивы ЛПС выполняются выпуклой формы, то для его формообразования используется копир в соответствии с профилем шкива. Для правки профиля шкива разработано специальное приспособление. Правка осуществляется точением, для которого используется резец, оснащенный эльборовой пластинкой. При правке шкивов с различными диметрами рекомендуемые режимы точения для резца обеспечиваются частотным преобразователем.
Второй операцией восстановления линейных размеров обода шкива является динамическая балансировка. Технологический дисбаланс, возникающий в процессе эксплуатации и ремонта, не должен превышать допустимых значений остаточного удельного дисбаланса по классу точности балансировки G 6,3 по ГОСТ ИСО 1940-1-2007 [2]. Известно, что вибрация создает дополнительную нагрузку на детали и механизмы станков, увеличивает износ контактных пар, разрушает подшипники в опорах и фундаменты. Считается, что снижение виброперемещения на 1 мкм обеспечивает уменьшение расходов по ремонту до 20 %.
Для устранения технологического дисбаланса авторами разработана методика динамической балансировки шкивов в собственных опорах.
Балансировка для станочных механизмов выполняется двумя методами: обработкой цапф и корректировкой вращающихся масс. Для выполнения операции балансировки шкивов в собственных опорах, уст-
