Исследование калибратора на базе линейного электродинамического привода Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

<Тешетневс^ие чтения. 2016

http://technomag.bmstu.ru/doc/753146.html (accessed 12.09.2016).

2. Leont'ev M. K., Davydov A. L., Degtyarev S. A. [The dynamics of rotor systems supported by magnetic bearings] // Gazoturbinnye tehnologii. 2011. № 3. P. 16-22 (in Russ.)

3. Abduragimov A. S., Vereshchagin V. P., Rogo-za A. V. [Identification of rotor dynamic parameters in the magnetic suspension system] // Voprosy elektromekhaniki. 2014. Vol. 143. P. 7-10. (in Russ.)

4. Sarychev A. P., Rukovitsyn I. G. [Mathematical model of rotor for the analysis of the magnetic bearing control] // Voprosy elektromekhaniki. 2008. Vol. 107. P. 11-15. (in Russ.)

5. Zhuravlev Yu. N. Aktivnye magnitnyepodshipniki: Teoriya, raschet, primenenie. [Active magnetic bearings: Theory, design, application]. St. Petersburg : Politekhnika, 2003. 206 p.

© Поляков M. В., 2016

УДК 621.313.13.1

ИССЛЕДОВАНИЕ КАЛИБРАТОРА НА БАЗЕ ЛИНЕЙНОГО ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОГО ПРИВОДА*

А. А. Фадеев, Т. Т. Ереско, А. Е. Малышкин

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: fadeev.77@mail.ru

Рассмотрен вариант использования линейного электродинамического привода для калибрования датчиков вибрации и удара. Показаны схема и расчет характеристик калибратора на базе электродинамического привода, проведены исследования по калибровке датчика методом удара.

Ключевые слова: датчик удара, вибрации, электродинамический привод, калибратор.

THE STUDY OF THE CALIBRATOR ON THE BASIS OF THE LINEAR ELECTRODYNAMIC ACTUATOR

А. А. Fadeev, T. T. Eresko, A. E. Malichkin

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: fadeev.77@mail.ru

The article presents a variant of the linear electrodynamic actuator for calibration of vibration and shock. It shows a diagram and calculates the characteristics of the calibrator on the basis of the electrodynamic actuator. The conducted research focuses on the sensor calibration method of impact.

Keywords: shock sensor, vibration, electrodynamic actuator, calibrator.

Перспективным направлением применения линейных электродинамических приводов, помимо обработки материалов [1; 2], является использование его в качестве калибратора.

Для получения достоверных результатов по параметрам удара (вибрации) работающего (испытываемого) оборудования необходима настройка (калибровка) датчиков. Согласно ГОСТ [3] одним из методов калибровки датчика (преобразователя) является метод удара.

Основной целью калибровки является определение (в направлении, соответствующем назначению преобразователя) коэффициента преобразования в рабочем диапазоне частот и амплитуд.

Сотрудниками СибГАУ была усовершенствована конструкция ударного стенда (рис. 1) на базе линей-

ного электродинамического двигателя с типоразмером 60 мм (обозначение 2Л60Ц со встроенным блоком питания и управления [4].

Стенд работает следующим образом: при подаче обратного напряжения с блока питания 2 на линейный электродвигатель 1 (реверсный режим) происходит вылет якоря с инструментом (бойком) 3 из зазора индуктора и удар по наковальне 4, находящейся в состоянии покоя, с укреплённым на ней калибруемым датчиком 6 (например, вибропреобразователь ДН-3-М). Направление оси чувствительности преобразователя должно точно совпадать с направлением силы удара. В процессе удара записывают временной выходной сигнал иг (?) преобразователя 6 с помощью регистрирующих устройств 7 (осциллограф).

'Результаты получены в рамках выполнения гос. заданий: № 9.447.2014/к и 211/2014 (The results obtained in the framework of the state order № 9.447.2014 / k и 211/2014).

Механика специальных систем

Рис. 1. Стенд калибровки датчиков

Название

№ и/и Величина первого пика напряжения датчика, В Длительность иервого имиуль-са, мкс Приращение скорости, Av м/с Коэффициент иреобразо-вания датчика, мВ*с2*м-1 (эксиериментальный) Коэффициент иреобра-зования датчика, мВ*с2*м-1 (ио сиравочнику)

1 150 265 7,824

2 165 280 1,98 8,514 10

3 162 260 7.212

Для удобства регулировки удара и плавной настройки стенда, а также точного определения коэффициента преобразования Sr датчика имеет смысл связать его с параметрами работы линейного электродвигателя.

В пакете Matead при ранее рассчитанных конструктивных и скоростных параметрах работы линейного двигателя с использованием математической модели [5] были получены следующие результаты:

коэффициент преобразования:

ч

5Г=суд \пг т, (1)

1

где Суд = 0,289 - постоянная ударного стенда.

Были проведены эксперименты по калибровке датчика. Было проведено несколько экспериментов при фиксированных технологических параметрах.

Решетневс^ие чтения. 2016

Характерные осциллограммы удара представлены на рис. 2, а.

Особый интерес представляет наличие обратного двойного пика в начале осциллограммы. Предположительно это влияние упругой деформации наковальни, которую регистрирует (деформацию) пьезоэле-мент датчика.

Были проведены дополнительные опыты по изоляции датчика путём установки упругой прокладки. Осциллограммы ударов с использованием прокладок приведены на рис. 2, б.

Анализируя график рис. 2, б, делаем вывод, что использование упругой прокладки позволяет избежать влияния упругих колебаний на пьезоэлемент датчика.

Расчёт коэффициента преобразования вёлся по методике [1]. В таблице приведены расчётные значения коэффициентов преобразования первых пиков осциллограмм с использованием прокладки на резиновой основе.

Сравнение расчётных и справочных данных показало отличие коэффициента преобразования экспериментального и справочного в лучшем случае (эксперимент № 2) 15 %. Это расхождение можно объяснить влиянием следующих факторов: метрологических (точность установки датчика) и точности установки наковальни, точности преобразования датчика; математических (точность расчёта технологических параметров двигателя).

Несмотря на недостатки, при соответствующей модернизации и настройке стенда возможно использование его как стенда для калибровки датчиков.

Библиографические ссылки

1. Фадеев А. А., Шестаков И. Я., Артюкова О. Е. Конструирование исследовательской установки для электрообработки на базе электродинамического привода // Вестник СибГАУ. 2010. Вып. 4(30). С. 133-137.

2. Фадеев А. А., Анисимова К. Г. Перспективы использования линейных электродинамических машин для обработки материалов : сб. науч. трудов

SWorld. Вып. 2. Т. 4. Одесса : Куприенко, 2013. С. 3-8.

3. ГОСТ ISO 16063-1-2013. Вибрация. Методы калибровки датчиков вибрации и удара. Часть 1. Основные положения. М., 2013.

4. Шестаков И. Я., Стрюк А. И., Фадеев А. А. Линейные электродинамические двигатели. Конструирование. Практическое использование : монография / Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2011. 148 с.

5. Фадеев А. А., Шестаков И. Я., Ереско Т. Т. Математическая модель работы ударного устройства на основе линейного электродинамического привода // Решетневские чтения : материалы XVIII Междунар. науч. конф., посвящ. 90-летию со дня рождения генер. конструктора ракет.-космич. систем акад. М. Ф. Ре-шетнева (11-14 нояб. 2014, г. Красноярск) : в 3 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2014. Ч. 1. С. 315-316.

References

1. Fadeev А. А., Chestakov I. Y., Artyukova O. E. [Construction of research facilities for electrobraid on the basis of electrodynamic actuator] // Vestnik SibGAU. 2010. № 4. P. 133-137. (In Russ.)

2. Fadeev А. А., Anisimova K. G. [Prospects for the use of the linear electrodynamic machines for material processing] // Collection of scientific papers SWorld. 2013. Iss. 2, Vol. 4. P. 3-8. (In Russ.)

3. ISO 16063-1:1998. Methods for the calibration of vibration and shock transducers. Part 1. Basic concepts.

4. Chestakov I. Y., Struk A. I., Fadeev А. А. Lineynye electrodinamicheskie dvigately. Konstruiro-vanie. Practicheskoe ispolzovanie (Linear electrodynamic motors. Design. Practical use). SibGAU. 2011. 148 p

5. Fadeev А. А., Chestakov I. Y., Eresko T. T. [A mathematical model of the percussion device on the basis of the linear electrodynamic actuator] // Materialy XVIII Mezhdunar. nauch. konf. "Reshetnevskie chteniya" [Materials XVIII Intern. Scientific. Conf "Reshetnev reading"]. Krasnoyarsk, 2014. P. 315-316. (In Russ.)

© Фадеев А. А., Ереско Т. Т., Малышкин А. Е., 2016

УДК 674.815

ЭФФЕКТИВНОСТЬ МЕТОДА ТЕРМОСИЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ ДРЕВЕСНО-СТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ

П. В. Цаплин, С. П. Ереско

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: tsaplin10@mail.ru

Рассматривается эффективность применения метода термосилового воздействия при обработке поверхности древесно-стружечных плит по отношению к шлифовальным лентам. Приводится технико-экономическое обоснование этого метода.

Ключевые слова: качество поверхности, метод термосилового воздействия, шероховатость обрабатываемой поверхности, экономическая эффективность.