CC BY
6
duction processes is also addressed, and this paper also considers ways to reduce human exposure to vibrations and damping. The main consequences of the impact of intense sound loads not only on the hearing organs, but also on other human organs and health in general are given.
Key words: equipment, presses, labor protection, noise pollution, vibrations.
Shishkina Anastasia Andreevna, assistant, shishkina5ap@yyandex. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 62-82
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-12-226-230
ПРОГРАММА ДЛЯ РАСЧЕТА ГИДРОЦИЛИНДРА ГИДРОПРИВОДА
Г.Г. Бурый
В статье описывается актуальность применения гидропривода. Процесс верного и быстрого подбора гидроцилиндра одна из важнейших процедур расчета гидропривода. Приведены исходные данные для ввода в программу по расчету гидроцилиндра. Программа написана на языке Microsoft Visual Basic. Далее в определенные ячейки программы вводятся обозначения рассчитываемых параметров. Затем дается расшифровка рассчитываемых параметров. Далее приведен текст программы после которого приведено описание расчета гидроцилиндра гидропривода.
Ключевые слова: гидроцилиндр, гидропривод, расчет, программа, техника.
Строительство, добыча полезных ископаемых, жилищно-коммунальное хозяйство и многие другие сферы невозможно представить без специальных машин. Специальные машины в этом случае выполняют функцию подъема и перемещения грузов. К таким машинам относятся экскаваторы, бульдозеры, автогрейдеры, автокраны и т.д. Изначально привод таких машин представлял собой лебедку, включающую в себя электродвигатель, редуктор, полиспасты и звено передающее усилие - канат. Однако у канатной передачи силы есть ряд недостатков, которые были устранены более совершенным гидравлическим приводом. Гидроцилиндры гидроприводов могут работать как на втягивание, так и на выдавливание. Если у гидроцилиндра рабочая полость штоковая, в этом случае он работает на втягивание и наоборот, если у гидроцилиндра рабочая полость поршневая он работает на выталкивание. Более компактный гидроцилиндр совершает движения, как в прямом, так и противоположном направлении. Подбор элементов гидропривода дорожной и строительной техники очень трудоёмкий процесс. При подборе необходимо учитывать множество параметров. Неверно подобранный агрегат гидропривода может привести к невозможности создания требуемой силы привода или приведет к удорожанию и росту металлоемкости машины. В данной работе приведена программа для быстрого подбора гидроцилиндра гидропривода с учетом различных факторов. Применение данной программы особенно актуально в организациях занимающихся сборкой дорожных и строительных машин. Также подобная программа может быть использована организациями, которые занимаются ремонтом вышедших из строя узлов гидропривода. Программа написана на языке программирования Microsoft Visual Basic. [1] Перед рассмотрением программы рассмотрим исходные данные, которые вносятся в программу и их обозначения в коде программы: номинальное давление гидропривода, Па - pn; требуемая скорость движения штока, мм/с - Vsh; усилие на штоке гидроцилиндра, Н - Fsh; действительная подача насоса, мм3/с - Qnd; потери давления в напорной гидролинии, Па - ppnap; потери давления в сливной гидролинии, Па - ppsl; принцип работы гидроцилиндра обозначается соответствующим числом. В случае если гидроцилиндр работает на вытягивание штока, тогда рабочей полостью гидроцилиндра является поршневая полость, в ячейку вводится цифра 1. Если гидроцилиндр работает на втягивание, тогда рабочей полостью гидроцилиндра является штоковая полость, в ячейку вводится цифра 2.
Рассмотрим обозначения рассчитываемых параметров в программном коде. Первичное значение диаметра поршня, мм - D1; вторичное значение диаметра поршня, мм - D2; среднее расчетное значение диаметра поршня, мм - D; действительное значение диаметра штока, мм - Dsh; действительное значение диаметра поршня, мм - Dp; действительное значение усилия на штоке гидроцилиндра, Н - F; эффективная площадь поршня, мм2 - Sef; действительное значение скорости движения штока, мм/с - Vd; отклонение расчетного значения скорости движения штока от требуемого, % - VV; отклонение расчетного значения силы на штоке от требуемого, % - FF.
Option Explicit
Private Sub Лист1_СИск0
UserForm1.Show
End Sub
Sub CommandButton1_Click()
Dim pn As Long
Dim Vsh As Long
Dim Fsh As Long
Dim Qnd As Long
Dim ppnap As Long
Dim ppsl As Long
Dim rp As Long
Dim D1 As Long
Dim D2 As Long
Dim D As Long
pn = Val(UserForml.TextBoxl)
Vsh = Val(UserForm1.TextBox2)
Fsh = Val(UserForm1.TextBox3)
Qnd = Val(UserForm1.TextBox4)
ppnap = Val(UserForm1.TextBox5)
ppsl = Val(UserForm1.TextBox6)
rp = Val(UserForm1.TextBox7)
Cells(1, 1) = rp
If Range("A1") = 1 Then
D1 = (((1.27 * Fsh) / ((0.75 * pn) - (0.75 * ppnap) - ppsl)) л 0.5) * 1000 D2 = ((1.27 * Qnd / Vsh) л 0.5) D = (D1 + D2) / 2 End If
If Range("A1") = 2 Then
D1 = (((1.27 * Fsh) / (pn - ppnap - (0.75 * ppsl))) л 0.5) * 1000 D2 = ((1.7 * Qnd / Vsh) л 0.5) D = (D1 + D2) / 2 End If
Cells(2, 1) = D If Range("A2") < 45 Then
MsgBox ("введите диаметр штока 18 и диаметр поршня 40") End If
Аналогично по среднему значению диаметра поршня подбираются действительные значения диаметра штока и диаметра поршня. Код программы заканчивается фразой «End Sub». При работе с программой изначально требуется ввести исходные данные в поля формы как показано на рис. 1. Исходные данные требуется вводить в единицах измерения указанных на форме рядом с соответствующим параметром. Далее нужно нажать кнопку «Расчет параметров гидроцилиндра» после чего программа выдаст сообщение о значениях диаметра штока и диаметра поршня как показано на рис. 2. Полученные значения диаметра штока и диаметра поршня гидроцилиндра нужно ввести в соответствующие поля формы, после чего нажать кнопку «Вывод». Программный код данной кнопки рассмотрим далее. Sub CommandButton2_Click() Dim pn As Long Dim Vsh As Long Dim Fsh As Long Dim Qnd As Long Dim ppnap As Long Dim ppsl As Long Dim rp As Long Dim Dsh As Long Dim Dp As Long Dim F As Long Dim Sef As Long Dim Vd As Long Dim VV As Long Dim FF As Long pn = Val(UserForm1.TextBox1) Vsh = Val(UserForm1.TextBox2) Fsh = Val(UserForm1.TextBox3) Qnd = Val(UserForm1.TextBox4) ppnap = Val(UserForm1.TextBox5) ppsl = Val(UserForm1.TextBox6) rp = Val(UserForm1.TextBox7) Dsh = Val(UserForm1.TextBox8) Dp = Val(UserForm1.TextBox9) Cells(3, 1) = Dsh
Cells(4, 1) = Dp If Range("A1") = 1 Then
F = (0.000000785 * (pn - ppnap) * Dp * Dp) - (0.000000785 * ppsl * ((Dp * Dp) - (Dsh * Dsh))) Sef = 0.785 * Dp * Dp Vd = Qnd / Sef End If
If Range("A1") = 2 Then
F = (0.000000785 * (pn - ppnap) * ((Dp * Dp) - (Dsh * Dsh))) - (0.000000785 * ppsl * (Dp * Dp)) Sef = 0.785 * ((Dp * Dp) - (Dsh * Dsh)) Vd = Qnd / Sef End If
VV = ((Vsh - Vd) / Vsh) * 100 FF = ((Fsh - F) / Fsh) * 100
If VV < -10 And VV > 10 And FF < -10 And FF > 10 Then
MsgBox "требуется уточнение рабочего давления и рекомендуемого расхода жидкости" End If
Cells(5, 1) = F Cells(6, 1) = Sef Cells(7, 1) = Vd End Sub
Таким образом, после нажатия кнопки «Вывод» в соответствующих полях формы появляются искомые параметры гидроцилиндра как показано на рис. 3.
Нониматъмое давление, Па 1 16000000
Скорость движет« иггокэ, им/с 1 10
Заданное усилие иа шток;« niflpou>tn»i£pâ, н 1 30000
Действительная подача насоса, ннЗ/с 1 230000
Потерн давления в напорной гидропмш, Па 1 80000
Потери даете»*« в егмвной гцдролинии. Па 1 20000
Работа гидроицлиндра: 1 ■ на вытягивание штока; 2 - на втяпвамие штока 1 "
Расчет параметров пщроииындра || вывод
fliiawTp --хл № Диаметр порция, Действтгьгьн« уаини на игтасе ■ "яз'1*'.':;H ^(Ьфеетнвная ruwujMb поршня, деГ-овитепинм коростъдансмия штока,
Рис. 1. Введение исходных данных в форму
HnumibKC давлен«?. Па Скорость движет» игш, ми.1: Задатое усилие па итме пщрошлияра, N Денств*ттегьная подана насоса, mj/: Потарн даялетя а напсрнс« гндролмкги, Па Пэтвр»С
Работа
ипчжа;
Microsoft Excel
ееедитг диаметр шток« 5£ диаметр лор шли Т25
штгжэ, 4M Диаметр порция, m Дейстнттельное votrtw НА игтоке гндридстндра, H Эффективная площадь поршня, нн2 Денгтнттепьнвя скорость двпжсття штока, ин/с
j
Рис. 2. Сообщение о действительных значениях диаметра поршня и диаметра штока
228
Номинальное паяпен«, Па Скорость дщг^ек'.р шток», мм': Зедд»кж yam« - i штоке i H
"пч ■ ■>.)! под ача налхаг тЗ/с
Потери дмлешгя а nenopmri гадроиун«. Па
Потери ¿млемнп в ■сыеюя« гкаипмч Па
Рй&УТа r^ÛOXMTTWULÎMi I -навьгТ£П1МИИ£ штока; 2 - на етяплание штока
Расчет ларанетрвд пщрсщлиндра
Л ианетр шпжа, нн Дианетр поршня, m Действительное [: ^iv мл штоке П4дрйи*и№лрэ, H ^¿>фе-:т .тзчая площадь гссынп, mZ
скорость дщмеи« идоед нн£
Рис. 3. Вывод искомых данных в форму
Рассмотрим подробнее суть расчета гидроцилиндра программным кодом. В зависимости от вида рабочей полости по различным формулам проводится расчет диаметра поршня. Также диаметр поршня изначально рассчитывается с учетом обеспечения требуемой силы на штоке, а затем с учетом обеспечения требуемой скорости движения штока. Далее определяют среднее значение диаметра поршня. Затем определяют диаметр штока, который равен 30-70% от диаметра поршня. В зависимости от рассчитанного диаметра поршня в программе определяются действительные значения диаметра штока и диаметра поршня гидроцилиндра. С учетом найденных действительных значений диаметров поршня и штока, а также исходя из вида рабочей полости, определяют силу на штоке. Далее находят эффективную площадь поршня в зависимости от вида рабочей полости. По эффективной площади поршня определяют действительную скорость движения штока. Далее проводится сравнение заданных и рассчитанных значений скорости движения штока и силы на штоке. Отклонение данных значений не должно превышать 10%. В случае если отклонение выходит за данный предел определяется рабочее давление и уточняется рекомендуемый расход жидкости. Параметры в программе рассчитаны на основе зависимостей из источников [2,3,4,5,6,7,8,9,10].
Список литературы
1. Гарнаев А.Ю. Самоучитель VBA. СПб.: БХВ-Петербург, 2004. 560 с.
2. Алексеева Т.В. Гидропривод и гидроавтоматика землеройно-транспортных машин. М.: Машиностроение, 1966. 148 с.
3. Беленков Ю.А., Лепешкин А.В., Михайлин А.А. Гидравлика и гидропневмопривод: учебник. М.: Бастет, 2013. 406 с.
4. Галдин Н.С., Семенова И.А. Гидравлические схемы мобильных машин: учебное пособие. Омск: СибАДИ, 2013. 203 с.
5. Галдин Н.С. Основы гидравлики и гидропривода: учебное пособие. Омск: СибАДИ, 2010.
145 с.
6. Галдин Н.С. Гидравлические машины, объемный гидропривод: учебное пособие. 2-е изд., стер. Омск: СибАДИ, 2014. 272 с.
7. Галдин Н.С., Семенова И.А. Теория и проектирование гидропривода: учебное пособие. Омск: СибАДИ, 2016. 149 с.
8. Галдин Н.С. Элементы объемных гидроприводов мобильных машин. Справочные материалы: учебное пособие. 2-е изд., стер. Омск: СибАДИ, 2008. 128 с.
9. Галдин Н.С., Семенова И.А. Гидравлические элементы мобильных машин: учебное пособие. Омск: СибАДИ, 2016. 231 с.
10. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: учебник / Т.М. Башта [и др.]. 2-е изд., перераб. М.: Альянс, 2013. 423 с.
Бурый Григорий Геннадьевич, канд. техн. наук, доцент, buryy1989@bk.ru, Россия, Омск, Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет
THE PROGRAM FOR CALCULATING THE HYDRAULIC CYLINDER OF THE HYDRAULIC DRIVE
G.G. Buriy 229
The article describes the relevance of the hydraulic drive application. The process of reliable and fast selection of the hydraulic cylinder is one of the most important procedures for calculating the hydraulic drive. The initial data for entering into the program for the calculation of hydrocylin-dra are given. The program is written in Microsoft Visual Basic. Further, the designations of the calculated parameters are entered into certain cells of the program. Then the encryption of the calculated parameters is given. The following is the text of the program, after which the description of the calculation of the hydraulic cylinder of the hydraulic drive is given.
Key words: hydraulic cylinder, hydraulic drive, calculation, program, technique.
Buriy Grigoriy Gennadjevich, candidate of technical sciences, docent, buryy1989@bk.ru, Russia, Omsk, Siberian State Automobile and Road University
УДК 535.4;681.787
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-12-230-235
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННОГО СИГНАЛА НА ВЫХОДЕ ИНТЕРФЕРОМЕТРА ДЛЯ ОЦЕНКИ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ
Е.Е. Майоров, В.П. Пушкина, А.В. Арефьев, Ю.М. Бородянский, А.В. Дагаев, Р.Б. Гулиев
В работе проведено математическое моделирование интерференционного сигнала на выходе интерферометра для оценки погрешности измерений. Работа перспективна и актуальна, так как представляет интерес оценка погрешности измерений фазоизмерительной системы, где основным блоком является интерферометр. В статье исследован формируемый интерференционный сигнал в результате интерференции присутствующих на выходе интерферометра лучей. Оценено влияние перекрестной интерферометрии на различные режимы обработки регистрирующих сред и погрешность измерений. В работе расчеты показывают, что для разных апертурных углов фотоприемника и погрешности интерферометра до 2 мкм фазовая ошибка не превышала 0,015рад (0,002 доли интерференционной полосы).
Ключевые слова: погрешность измерений, интерферометр, фазоизмерительная система, фаза сигнала, апертурный угол, метод Александрова и Бонч-Бруевича.
Оптико-электронные приборы и системы применяются не только в науке и технике, но и в повседневной жизни человека [1, 21. Одной из бурно развивающей областей является интерферометрия. Это бесконтактные методы, которые реализуются в различных конструкциях различных фазоизмери-тельных системах и комплексах. На сегодняшний день ведущие гиганты в оптическом приборостроении Carl Zeiss, Renishaw, ЛОМО выпускают оптико-электронные, оптико-механические приборы и системы, позволяющие вести измерения с высокой точностью [3, 41.
В повседневные практики интерферометры применяют для измерения формы поверхности объектов с точностью до нанометра [5, 6]. Основными достоинствами бесконтактных методов являются высокая производительность, хороший уровень виброзащиты и пригодны для решения динамических задач. Применение этих методов и средств дают высокую информативность и достоверность о поверхности исследуемого объекта с малой устойчивостью. Поэтому применяя интерферометрию можно измерять объекты разного класса. [7, 8].
Анализ литературных данных показал, что наиболее высокоточными и информативными приборы и системы голографической техники [9, 10]. Эти приборы и системы применяются для качественного и количественного анализа расшифровки исследуемых объектов на различных голограммах [11-15].
В середине 20-го века голографическая интерферометрия бурно развивалась, а ученые разных стран успешно получили методику записи изображений на фоторегистрирующих средах. Цифровизация позволила голографической интерферометрии продвинуться дальше, решая вопросы качественной и количественной обработке полученных экспериментальных данных. Хотя до сих пор существуют проблемы в разработке голографической техники и созданию универсальных методов оптической обработки изображений на фоторегистрирующих средах. [16-20].
Поэтому представляет интерес оценка погрешности измерений фазоизмерительной системы, где основным блоком является интерферометр.
Цель работы состояла в математическом моделирование интерференционного сигнала на выходе интерферометра для оценки погрешности измерений.
Постановка задачи. Исследовать формируемый сигнал в результате интерференции присутствующих на выходе интерферометра лучей. Оценить влияние перекрестной интерферометрии на различные режимы обработки регистрирующих сред.
Анализ интерференционного сигнала. Итак, фаза интерференционных полос ф в направлении, характеризуемом апертурным углом а = ас изменилась от значения ф = ф01 до ф = Ф02 = Ф01 + Дф, где фм и ф02 - некие фазы, приписываемые лучам. Тогда фаза выходного сигнала измениться от Ф = Ф1 до ф = Ф2 = Ф1 + Дф.
