CC BY
37
MA THEMA TICAL MODEL OF PROCESSES OF THE HEA T RELEASE AT FORMATION OF PRODUCTS OF THE DIFFICULT FORM FROM POLYMERIC
COMPOSITE MA TERIALS
A.D. Rogozin
Procedure of the is formal-kinetic analysis of a heat release in a process of hardening of products from polymeric composite materials on the basis of the inoculated binding is observed
Key words: a polymeric composite material (ПКМ), a heat release, a process, hardening process.
Rogozin Alexey Dmitrievich, postgraduate, ms. ivtsarambler.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.9.06.229
РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО КОМПЛЕКСА
ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВИБРАЦИОННОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ЗАГРУЗОЧНОГО
УСТРОЙСТВА
Х.Х. Фам, К.С. Усенко, Е.С. Бочарова
Разработан экспериментальный комплекс для проведения исследования параметров вибрационного автоматического загрузочного устройства и приведены примеры результатов исследования (амплитуды колебаний, собственной частоты, фазовых углов между вертикальными и горизонтальными колебаниями).
Ключевые слова: вибрационное загрузочное устройство, индуктивный датчик, генератор, аналого-цифровой преобразователь.
Одним из наиболее существенных факторов при настройке режима работы вибрационного автоматического загрузочного устройства (ВАЗУ) является определение его основных параметров: амплитуды колебаний, собственной частоты, фазового угла между вертикальными и горизонтальными колебаниями. На рис. 1 представлен экспериментальный комплекс, в котором использовано ВАЗУ, представляющее собой трехмассную динамическую модель в горизонтальном направлении и двухмассную динамическую модель в вертикальном направлении [1-3].
В состав экспериментального комплекса входят: индуктивные датчики, генератор (тип Г3-111), компьютерное питание Power Supply, АЦП La2USB-14, плата усиления детектирования и фильтрации и компьютер, на
188
котором установлено программное обеспечение АБС1аЬ для АЦП Ьа2118В-14. Параметры вибрации измеряются индуктивными датчиками 3, которые располагаются отдельно (рис. 1).
Экспериментальный комплекс разработан в лаборатории кафедры «Механика пластического формоизменения» Тульского государственного университета.
На рис. 2 представлена схема усиления, детектирования и фильтрации индуктивного датчика.
123 456789
Рис. 1. Общий вид экспериментального комплекса: 1 - лабораторные автотрансформаторы; 2 - индикатор; 3 - индуктивные датчики; 4 - ВАЗУ; 5 - прибор ЛА- 2113В-14; 6 - плата усиления, детектирования и фильтрации; 7 - блок питания; 8 - генератор; 9 - ЭВМ
Рис. 2. Схема усиления детектирования и фильтрации индуктивного датчика
189
Рассмотрим работу одного из каналов индуктивного датчика. Схема состоит из пяти главных компонентов:
- якоря А1 в виде стальной пластины;
- индуктивных катушек в сборе Ь1-Ь2;
- усилителя сигнала от катушки в сборе БЛ1 (ТЬ082СР);
- синхронного детектора, собранного на БЛ2(ЬМ311), БЛ4, 8Ш1,2 (КР590КН4);
- фильтра нижних частот второго порядка, настроенного на частоту 200 Гц, собранного на БЛ5, БЛ6 (ТЬ082СР).
На рис. 3 представлена установка датчика и якоря для вертикальных и горизонтальных колебаний. При работе ВАЗУ якорь (А1 на рис. 2 или 2 на рис. 3) совершает колебательные движения между парами катушек (Ь1-Ь2 на рис. 2 или 3 на рис. 3).
Рис. 3. Установка датчика и якоря: 1 - бункер ВАЗУ; 2 - якорь; 3 - индуктивные датчики;
4 - держатель
Измеренное перемещение якоря на входе датчика приводит к изменению параметров магнитных и электрических цепей, которые вызывают изменение выходного значения - напряжения (сигнал). Сигнал поступает из катушек к усилителю БЛ1, который, кроме функции усиления, также выполняет функцию согласования выходного сопротивления моста и входного сопротивления последующих каскадов. После этого сигнал перемещения сердечника приходит к синхронному детектору, задачей которого состоит в выпрямлении переменного напряжения, идущего с усилителя. Сигнал от синхронного детектора подается на фильтр нижних частот, который без изменений передает сигналы нижних частот (сигнал перемещения предмета обработки), а на высоких частотах (синусоидный сигнал от генератора) обеспечиваются затухание сигналов и запаздывание их по фазе относительно входных сигналов.
Для преобразования аналогового сигнала в цифровой сигнал применялся прибор аналого-цифрового преобразования (АЦП) ЛА-2 USB -14 (5 на рис. 1), предназначенный для преобразования непрерывных (аналоговых) входных сигналов в цифровую форму, которая удобна для дальнейшей обработки сигнала при помощи ЭВМ.
Для того чтобы определить амплитуду колебания, надо построить зависимость отклонения якоря 2 от левого края катушки датчика 3 и напряжения входа на экране ЭВМ (см. рис. 3). На рис. 4 представлена установка для определения этой зависимости. Для тарировки данных экспериментальных исследований использовался многооборотный индикатор (тип МИГ с минимальным значением 0,01 мм, пределом измерения 10 мм). Перемещаем якорь до конца левого края катушки индуктивного датчика (тогда расстояние от левого датчика до якоря h = 0 мм), при этом стрелка индикатора на нуле, и устанавливаем напряжение входа ЭВМ тоже на 0 В. Изменение расстояния h соответствует изменению напряжения входа ЭВМ (табл. 1).
Рис. 4. Установка для определения зависимости отклонения якоря и напряжения: 1 - индикатор; 2 - индуктивные датчики; 3 - держатель; 4 - якорь
Таблица 1
Изменение расстояния h в соответствии с изменением
напряжения
h (мм) 0,23 0,27 0,33 0,35 0,39 0,53 0,54 0,57 0,67
U (В) 1,3 1,4 1,8 1,9 2,1 2,9 3,1 3,2 3,8
Используя метод наименьших значений, запишем уравнение зависимости напряжения от отклонения Ь для датчика горизонтальных колебаний (первый датчик)
/?!= 5,6945 .С/!-0,0595.
Аналогично определяем зависимость напряжения от отклонения Ь для датчика вертикальных колебаний (второй датчик)
/?2 = 0,3562.С/2 +0,0859.
Ниже изложена последовательность экспериментального определения параметров колебаний бункера ВАЗУ. Сигнал из датчика усиливается и поступает на вход платы ЛА-ШВ-М, где он преобразуется в цифровую форму. Затем производится анализ записанного сигнала с определением значений амплитуды В и периода колебаний Т.
На рис. 5 представлены сигналы с датчиков и способ обработки сигналов. Из рис. 5, а, б видно, что форма сигналов повторяет синусоиду. Это показывает, что индуктивные датчики работают правильно, однако в них присутствуют небольшие помехи.
Т
в
Рис. 5. Обработка сигналов колебаний: а - сигнал с датчика горизонтальных колебаний; б - сигнал с датчика вертикальных колебаний; в - способ анализа сигнала
Для определения амплитудных значений колебаний необходимо установить при помощи «мышки» или стрелок управления курсором на максимальное и минимальное значение сигнала и считать значения в пересечении строки (рис. 5, в). В данном примере они составляют 1,82 и 1,23 В.
Разность напряжений Ц=1,82...1,23=0,59 В. Используя представленную зависимость для первого датчика, определяем удвоенное значение амплитуды
2ВГ = Н1 = 5,6945.и1 - 0,0595 = 5,6945.0,59 - 0,0595 » 3,3мм.
Отсюда получаем амплитуду горизонтальных колебаний
ВГ = 3,3/2 = 1,65 мм.
Аналогично определяем амплитуду вертикального колебания. В данном примере значения напряжения составляют -0,7 и -1,2 В. Разность напряжений £/=1,2-0,7=0,5 В. Используя представленную зависимость для второго датчика, определяем удвоенное значение амплитуды
2ВВ = к2 = 2,6352.и2 - 0,1312 = 2,6352.0.5 - 0,1312 »1,1864 мм.
Отсюда получаем амплитуду вертикальных колебаний ВГ = 1,1864/2 = 0,5932 мм.
Выводы
1. Создан экспериментальный комплекс, используемый для определения параметров горизонтальных и вертикальных колебаний ВАЗУ и фазового угла между ними.
2. Экспериментальный комплекс можно использовать при настройке ВАЗУ и исследования их параметров.
Список литературы
1. Патент РФ №146446. МПК8 В230 7/00. Вибрационное бункерное загрузочное устройство / В.В. Прейс, К.С. Усенко, Х.Х. Фам. Опубл. 10.10.2014. Бюл. № 28.
2. Автоматическая загрузка технологических машин: справочник / И.С. Бляхеров, В.В. Прейс, Н.А. Усенко [и др.]; под ред. И.А. Клусова. М.: Машиностроение, 1990. 400 с.
3. Системы автоматической загрузки штучных предметов обработки в технологические машин - автоматы: учебное пособие / Н.А. Усенко, В.В. Прейс, Е.В. Давыдова, Е.С. Бочарова; под науч. ред. В.В. Прейса. Тула: Изд-во ТулГУ, 2013. 310 с.
Фам Хыу Хиеп, асп., рЬатЬииЫер85гт@,2таИсот, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Усенко Константин Сергеевич, асп., usenko19366011161^.т, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Бочарова Елена Сергеевна, асп., elenaboch14@gmail. com, Россия, Тула, Тульский государственный университет
DEVELOPMENT AN EXPERIMENTAL COMPLEX FOR STUDYING THE PARAMETERS OF VIBRATIONAL DEVICES WITH AUTOMATIC LOADING
H.H. Pham, K.S. Usenko, E.S Bocharova
An experimental system for the study of parameters of automatically vibrational devices with separate excitation of vibrations is developed and examples of studying parameters (amplitude of vibrations, natural frequencies, phase angles between vertical and horizontal vibrations) are introduced.
Key words: vibrating feeders, an inductive sensor, a generator, an analog to digital converter.
Pham Huu Hiep, postgraduate, phamhuuhiep85rus@gmail. com, Russia, Tula, Tula State University,
Usenko Konstantin Sergeevich, postgraduate, [email protected], Russia, Tula, Tula State University,
Bocharova Elena Sergeevich, postgraduate, [email protected], Russia, Tula, Tula State University
