CC BY
19
2013. - 232 с.
4. Дербишев, А. В. Управление технологическими процессами в машиностроении и приборостроении / А. В. Дербишев. Издательство стандартов, 1977. - 164 с.
Kravchenko Elena Gennadyevna, associate professor (e-mail: ek74@list.ru)
Komsomolsk-on-Amur State Technical University, Komsomolsk-on-Amur, Russia Zabarina Taisiya Uryevna, student (e-mail: salamandra_dvt@mail.ru)
Komsomolsk-on-Amur State Technical University, Komsomolsk-on-Amur, Russia Stepanov Andrey Andreevich, student (e-mail: dvjand@mail.ru)
Komsomolsk-on-Amur State Technical University, Komsomolsk-on-Amur, Russia
QUALITY ASSESSMENT TECHNIQUE TECHNOLOGICAL PROCESSES
Abstract. In article the technique of an assessment of quality of technological processes on set of various properties of technological process (technical, economic, ergonomic and others) based on use of the dimensionless generalized indicator is considered.
Keywords: technological process, indicators of quality of technological processes, scale of the importance of Harrington.
УДК:531.1:681:5
ИССЛЕДОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ И ОЦЕНКА
ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ДВИЖЕНИЯ КОЛЕСНЫХ МАШИН НА НАКЛОННОЙ ПОВЕРХНОСТИ
Кубаев Сайдазим Ташбаевич, к.т.н., доцент (e-mail: s_kubaev@inbox.uz)
Самаркандский филиал Ташкентского университета информационных технологий, Узбекистан, г.Самарканд
В статье решается задача формирования модели по оценке устойчивости колесной машины на наклонной поверхности. Определены равновесия при различных состояниях колесных машин и предельное положение, возникающее в моменте, когда вертикальная плоскость, проходящая через центр масс, пройдет и через ось опрокидывания. Составлены характеристические уравнения на основе математической модели процесса испытаний, на базе которой можно определить устойчивость колесной машины.
Ключевые слова: колесная машина, испытательный стенд, наклонная поверхность, математическая модель, равновесия, устойчивость, система нагружения, модель, система, алгоритм.
В настоящее время проведены многочисленные исследования и разработаны руководства к расчету отдельных типов машин (автомобиля, колесного трактора и др.), но общие закономерности их движения, условия ус-
тойчивости и оптимальное соотношение конструктивных параметров до сих пор остаются актуальными темами, которые требуют дальнейшего изучения.
Задача об устойчивости движения колесных транспортных систем, ввиду ее важности, приобрела самостоятельное значение. Задача теоретического и экспериментального изучения устойчивости движения и управляемости колесных транспортных машин приобретает все большее значение.
При движении по неровностям трассы корпус трактора начинает колебаться. Одновременно происходит смещение центра тяжести машины от продольной оси симметрии. При этом, в зависимости от величины кинетической энергии колеблющеся колесной машины могут быть следующие случаи [5,6]:
1. Если кинетическая энергия колебания колесной машины такова, что не будет отрыва правого ведущего колеса, то происходит устойчивые упругие колебания всей машины. Это нормальная, безопасная работа трактора.
2. Если кинетическая энергия колебания колесной машины такова, что происходит отрыв правого ведущего колеса от почвы, но недостаточный для того, чтобы опрокинуть машину, то происходит явление подпрыгивания с последующими упругими колебаниями машины.
3. Если кинетическая энергия колебания колесной машины такова, что происходит отрыв правого ведущего колеса с последующим переходом центра тяжести машины через верхнюю точку, тогда происходит опрокидывание машины, т.е. аварийный случай.
А для обеспечения устойчивой работы системы стабилизации при соответствующем их качестве необходимо знать характер взаимодействия отдельных звеньев системы.
Определение равновесия при различных состояниях - один из важнейших факторов процессов стендовых испытаний колесных машин. При этом равновесие зависит от положений машины на стенде и действующих сил. Зная положения и силы, можно определить, как будет двигаться колесная машина на стенде в процессе испытания.
В [1] были разработаны математические модели и алгоритм оптимального управления испытаниями колесных машин в горизонтальном положении. На основе этих моделей и алгоритмов рассмотрим предельные случаи потери поперечной устойчивости колесных машин на стенде. Поперечную устойчивость можно определить статическим углом наклона, при котором машина стоит, не опрокидываясь и не сползая [2,3]. Началу опрокидывания предшествует перераспределение по бортам опорных реакций машины. Предельное положение возникает в тот момент, когда вертикальная плоскость, проходящая через центр масс, пройдет и через ось опрокидывания.
На основе уравнений Лагранжа второго рода составляем математическую модель процесса в виде [4]:
Ла фа = Ма - Ъ1( Фа - Фг ) - Рй - Р, )
Л Фг = Ъ1( Фа - Фг ) + П( Фа - Рг) - Мп
Лсфс = М 6 - /ъГЛ
— х1 = Ь2х + П2(- х1 ) - ¡ъ¥х
— У- = К-'•)+* (А - - р >
А А
— О г = е[Ъг (— -- о) + п (— -- Ог ) - р ]
]{ф{ = е[Ъ,(Бр - о) + пё(БР - ог ) - Р,] т~.о~.. = 6,р:б - 62^ , - е,6о.. - р..
ао ао 1 г/6 2 00 об г , J (1)
Впоследствии, составленная математическая модель, при выполнении соответствующих операций позволяет придти к характеристическому уравнению, на базе которого можно определить устойчивость колесной машины.
На начальном этапе найдем из последнего уравнения системы (1) т.е. из
уравнения гидроцилиндра неизвестные р 1, р 2 - давления в полостях гидроцилиндра. Для этого надо решить систему уравнений давлений в полостях гидроцилиндра
Ф1 = Б ж
Ф 2
V Б
1 - р
пор
ао V /
ЖУ ао
Ж
ж
V
ао
Жу Л
р . * ао - п
0т ж 2
(2)
Для интегрирования надо найти п д1, п д 2 - расходы жидкости. через основной золотник. Уравнение расхода жидкости через основной золотник имеет вид:
т
бд1 = МдЯ ' Жд ' кд . о,
• !1 • и • II •
д гд д
1
— \Рг - Р аа\ • ^ (Рг - Раа2 ) р
Од2 = МдЛ ' Жд • кд • О
• /1 • и ♦ / ] •
д гд д
— • V\Раа2 - Ряё\ • (Раа2 - Рпё ) Р
СЕ
Для упрощения обозначим через
2
Е у = ц л • d • к
(1 г^ с с .
• I я • и
с 1(
- •д/р - Рж\ • - Раа2 )
Р
Е(2 = Ц(Л • (с • к(
2
Р
- •л/\РШ2 - Рпё\ • ^§П(Раа2 - Рпё)
независящие от временны 1 величины, тогда (3) будет имеет вид
Qсl = ЕУ • дс бр2 = Е(2 • Од
(4)
х.
В уравнении (4) только 3 (перемещение плунжера золотника) зависит от времени. Его можно найти из уравнения движения золотника
т
d х з
3
+ к
тР 3
dx з dt
+ СПР 3 х3 = Е3 АР,
(5)
Из этого уравнения находим °с
х3 = УС (Е3 АРу - т
/ Спр 3
х 3 ^ dx 3 ч 3 ктР 3 —-)
3 dt2
тР3
dt
и подставим в (4)
0(1 = Еу • кС (^ АРу - т
/ ПР 3
d 2
0с2 = Е(2 • 1/ (Fз АРу - " х
/ пр 3
х 3 у dx 3,
ктР 3 с)
3 dt2
- к (х 3
3 ^2 тР 3
(6)
(7)
Полученные результаты подставим в уравнение (2), в предположении,
что АРу Ру1 Ру2 перепад давления рабочей жидкости на торцах плунжера основного золотника рано нулю
(р у = В& ' - (2 1 л
(Р ;
V
в
Ес1 • УС (
( х 3
т
ад \ /
пр 3
+ к,
3 (Х 2 тр 3 (Х
(х 3 ) - F (у ад
) иор ' (Х
У
V
к ад V
F„
(у
( х 3 1 (х 3 .
с2 ^т 3 + ктР 3 )
+ Е с 2 • УС 0
(8)
Интегрируя уравнения (8) получим выражения рl, р 2 давления в полостях гидроцилиндра
В Г
л + С — е
к,
Р2 + С3
В
ао V
г
• Хр 3 (т
Шх
ж
+ к 3 х3) — Р • у
тр 3 3/ пор у.
+ С,
е
У,
Шх з
Р0т ' Уао + Ес2 ' /С (т3 1 "тр3л3.
/ пр 3 Ш
+ ктр 3 х3)
+ С
у
(9)
Из (9), предпологая непрерывность работы давления в полостях гидроцилиндра, получим равность нулю костант - Сь С2, С3, С4 . Подставляя
уравнение (9) в уравнение гидроцилиндра получим
• ' - р Ве
тао°ао — Рид у
Е с\ ■ 1С (,
Шх.
' пр 3
Ж
■ + к 3 х 3) — Р • у
тр 3 3/ пор ./
С1 /с (т 3 ^ ' "" тр 3^3) * пор У ао
Р0
В,
уао
Шх.
Р0т ' Уао + Е с 2 ' /С (т 3 и 1 тр 3^3, / Спр 3 Ш
' + ктр 3 Х 3 )
(10)
Подставляя формулу (10) в (1) получим следующее
удфд — М д — Ь 1(фд — фп ) — с 1(рд — фя ) Упфп — Ь 1(фд — фп ) + с 1(Фд — Фп ) — М с
усфс — М р — /ьГсРк
т м Х м — Ь 2 Х + С 2 ( К п — Х м ) — /ьРх
В В
т у — е [ Ь (— а — у) + с (— а — у ) — Р ]
л ✓ л Ь л V 2 ✓ / л 2 м л
ВВ
т пУ п — е [Ь п (у а — У) + сп (у а — Ум ) — Рп]
Уф н — е [ Ь л (В р — у) + Сл (В р — ум ) — Р л ]
В („ л / , Шх
ту — Р
гц ■у гц п
Ез 1 ■ 1С (
т
пр 3
Ж
+ к тр 3 х 3 ) Р пор ■ у гц
В
Р ж
у г
Р ■ У + Е 2 ■ (
шт ✓ гц з 2 / г> V
Шх
т
пр 3
Ж
+ к тр 3 х 3 ) I — Ктр Уп — Р л
с учетом
К — Хг — Гк;81П *, — — ГЫ (1 — С08 *),
х — гк* 2ф с (1 — С°8 ) — х i , у — гк* 2ф с — у
(11)
2 лУ^ „ .. , „ 2 лУ^
Ма — Уфа , МР — Ч усф , Рх — тёхё эт -С-, Рё — тёуё + р0ё соэ
I
рк — тг уг , * —
2лУ,
¡1 2а—2р — ум ,2а—2р— о
(12)
гц
3
I
р = тгуг + ро г ^ ^-, Ус = фс , = 12 /сГк фс.
I
Р Р I-2-2-Г I-2-2-
Ро, = Ц., Рог = Ц", Ь, = л/ -ё (а0-а ) + Ъ,а , Ьг =■>/ — (ао-а ) + Ъг
Р
а
подставляя формулу (12) в (11) и добавляем уравнение (5) получим следующее
где,
Ъ1( Фа - Рфг ) + П1( Ра - Рг ) = 0 Л фп - Ъ1 (Рфа - Рф! ) - П1 (Ра - Рг ) + Л'пфс = 0
Лсф с - Ь 3«ф I + /ъГ—1 уг = 0
а1 Хг - Ъ 2 Гк*2 /сРфс (1 - СО8 ^ ) + Ъ 2 X г = 0 а 2У ё - Т1 гк*2Рфс 8Ш ^ + Тх у г - Т2 Ог = 0
а3уп - Т3гк*2Рфс вт VI + Т3 - Т4 о, = 0
Л Фг + а 4 уё - Т5 гк12 Фс вт М + Т5 уг - Т6 о1 = 0
т ао Оао + Т8 Х 3 + Т7 у о + Т9Х 3 = 0 — 3 х3 + к —Р 3 х3 + с«Р 3 х3 = 0
у • 2 V
а1 = —г + —г /Ъ Э1П
а 2 = — + —
2 , ,
Ь,
т 2 ' 3 Ьё - СОв
а 3 = т + тг
п г
Ь,
т 2 XVсг ' 4
Ь, - СОБ -—
г I
а . = т,
(13)
Ья
Т 2 V
Ья - СОБ -—
ксЪеА кспеА ксЪпА КсП„А Т, = --к Ъ , Т2 = —^^--к п , Т3 = --к Ъ , Т4 =
1 л с , ? 2Л с , ' 3 л с п ^ 4
4
Т5 =
4
еЪ,А
- еЪ,, Тб =
4
еп,А
4
- к пп ,
п
- еп
Т = (Р 2 - Р 2 )) Т = Ба т3 (Р р + Р р ) Т = Б« ктР 3 (Р Г + Р Г ) 17~\г0о Гиб )V ' 8~ ^ УпоР^д!^ Г 0т ^ д 2) > ^ 9 _ Т/Г ^ \Гпо^Д?Г Г 0т ^ д 2/
Б к..
V-с 3 4 поР^
ао пр 3
^ с ^ поР"
ао пр 3
где Лд, Лп, Лс Лн - моменты инерции вращающихся масс системы нагруже-ния и момент инерции машины; тм, тл, тп, тгц - масса машины, масса левого и правого колес, приведенная масса к гидроцилиндру стенда;
р д, Фп, Рс, фд, ф«, фс - угловые скорости и ускорение двигателя, приводного механизма и ведущего колеса имитаторов неровностей системы нагружения;
х, •х, .У - скорости и ускорение горизонтального и вертикального колебаний машины;/с - коэффициент буксования; е - расстояние контакта шины
с дорогой на склоне,
е Гк е1; е1=Ъш/6 - смещение; Ъ,, с - коэффициенты вязкого сопротивления и жесткости упругой муфты и шины колеса машины; Нп, Нш - высота неровностей имитатора нагружения и статическая
I
44
деформация шины; ¡1, ¡2 - передаточные отношения вращающихся механизмов системы; /с - коэффициент буксования (изменяется в пределах от 0 до 1); гк - радиус колеса машины; гс - радиус ведущего колеса стенда; Бх , Бу , Рл, Рп - сила, действующая на движение системы нагружения;
- толкающая сила; 1п - расстояние между препятствиями имитаторов неровностей; Нс- высота центра масс колесной машины; О - сила тяжести ко-
V тао -
лесных машин; м - скорость движения машины; а°. масса звена при-
у
крепленного к гидроцилиндру и поршня гидроцилиндра, аа перемеще-
к6 -
ние поршня гидроцилиндра; 0 коэффициент трения гидродвигателя;
Р - р -
пор площадь поршня гидроцилиндра; шт площадь штоковой по-
В - V
верхности; ж упругость рабочей жидкости; г ц. объём жидкости
Вж
V
под торцом поршня гидродвигателя; гц. коэффициент сжимаемости рабочей жидкости, коэффициент расхода окна золотника; Ж 3 диа-
х 3
метр плунжера основного золотника; 3 перемещение плунжера золот-
к — р -ника; пз коэффициент перекрытия гильзы золотника; ^н давление
насоса; р гд' давление в полостях гидродвигателя, т 3 масса золотника; ктр 3 коэффициент, учитывающий вязкое трение в зазоре между
плунжером основного золотника и гильзой; с«р3 жесткость пружины основного золотника; ^р у = р у1 - р у2 - перепад давления рабочей жидко-
Р -
сти на торцах плунжера основного золотника; 3 площадь торца плунжера золотника.
В системе (1) 1-ое, 2-ое и 3-е уравнения относятся к системам нагружения. 4-ое и 5-ое уравнения - описывают горизонтальное и вертикальное колебание машины. 6-ое ,7-ое и 8-ое уравнения - это вертикальное колебание соответственно левого и правого колес на поперечном склоне с углом — Р, воспроизводимые гидроцилиндрами 2, системы нагружения, когда реакция Яи =0.
Список литературы
1. Азимов Б.М. Моделирование состояния и оптимальное управление машиноиспытательным комплексом. // Узб. журнал "Проблемы информатики и энергетики" -Ташкент, 2004. №5 с.39-46.
2. Азимов Б.М, Кубаев С.Т. Моделирование и управление испытательными системами хлопкоуборочных машин при различных состояниях их равновесия. // Узб.журнал "Проблемы информатики и энергетики" -Ташкент, 2009. № 3. с.3-10.
3. Кубаев С.Т.Исследование курсовой устойчивости движения хлопко-уборочных машин. // Узб.журнал "Проблемы информатики и энергетики" -Ташкент, 2009. № 2. с.78-82.
4. Азимов Б.М., Кубаев С.Т., Якубжанова Д.К. Системное моделирование и алгоритм управления испытательными системами хлопкоуборочных машин при различных состояниях их равновесия //Узбекский журнал «Проблемы информатики и энергетики». Ташкент, 2011. №2. С.15-25.
5. Р.Дорф, Р.Бишоп. Современные системы управления. М: Юнимедиастайл 2002, 822с.
6. Коновалов В.Ф. Динамическая устойчивость тракторов. М: Машиностроение. 1981. - 143с.
UDC: 531.1:681:5
Kubaev Saidazim Tashbaevich, PhD, Associate Professor
(e-mail: s_kubaev@inbox.uz)
Samarkand branch of the Tashkent University of Information Technologies
Uzbekistan, Samarkand
STUDY OF MATHEMATICAL MODELS AND EVALUATION OF DYNAMIC STABILITY WHEELED CARS ON THE INCLINED PLANE SURFACE
Abstract: In the article dares a problem of shaping models on the evaluation of stability of wheeled cars on tilted surfaces. Determineted balances under different conditions of wheeled cars and limiting position appearing at a moment, when vertical plane, getting through the mass centre, will pass and through the axis of turnover. Formed indicative equation on the base mathematical models ofprocess of test, on the base which possible define stability of wheeled car.
Keywords: wheeled car, test-bed, tilted surface, mathematical model, balances, stability, system loadings, model, system, algorithm.
УДК 614.842
ГИБРИДНОЕ УСТРОЙСТВО АЭРОЗОЛЬНО-ПОРОШКОВОГО
ПОЖАРОТУШЕНИЯ
Кузнец Елена Анатольевна, к.т.н, доцент Самарский государственный технический университет,
г.Самара, Россия (e-mail: elenakuznets@mail.ru)
Представлены результаты исследований по разработке гибридного устройства аэрозольно-порошкового пожаротушения (ГУАПП).
Ключевые слова: аэрозоль, огнетушащий состав, гибридное устройство, пожаротушение.
Порошковые огнетушители и генераторы огнетушащего аэрозоля (ГОА) являются наиболее распространенными средствами пожаротушения. Это объясняется их универсальностью и высокой огнетушащей способностью. ГОА эффективны для тушения пожаров в замкнутых помещениях, а огнетушащие порошковые составы (ОПС) - при локальном покрытии
