Технология построения виброзащитных систем. Мехатронные подходы Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

обрабатываемую поверхность одновременно оказывается основное механическое и дополнительное химическое воздействие, в результате чего возникает процесс резания. Основную роль здесь выполняют абразивные зерна; фактически происходит процесс, чем-то напоминающий обработку связанным абразивным зерном - шлифование.

Был проведен обзор существующих методов размерной абразивной доводочно-притирочной обработки: обработки жестким притиром с непрерывно подаваемой абразивно-доводочной смесью; обработки жестким притиром с намазанной абразивно-доводочной смесью; обработки жестким притиром, шаржированным абразивно-доводочной смесью.

На основании проведенного информационного обзора можно сделать предположение, что при правильном подборе режимов приработки, схемы и абразивно-доводочной (абразивно-полировальной смеси) можно решить описанную выше проблему по обеспечению требуемой (в соответствии с ГОСТ 9178-81) точности прямозубых зубчатых цилиндрических мелкомодульных передач, формообразуемых накатыванием, по методике, основанной на теории огибающих.

Библиографический список

1. Вавилов, Д. В. Моделирование накатных мелкомодульных передач с заданными показателями качества / Д. В. Вавилов // Вестник СибГАУ. 2008. Вып. 4 (21). 2008. С. 83-86.

D. B. Eliseev, A. A. Iptyshev, M. M. Kolegova Siberian Federal University, Russia, Krasnoyarsk

SUPPLYING THE REQUIRED ACCURACY OF SPUR SERRATED HELICAL MOVING MEMBERS FORMED BY ROLLING

Supplying the required accuracy (according to GOST 9178-81) of spur serrated helical moving members, formed by rolling, is considered by method built upon envelope theory. Comparative analysis of rubbing contacts existing schemes and terms characteristics of abradant lapping treatment process is conducted.

© Елисеев Д. Б., Иптышев А. А., Колегова М. М., 2009

УДК 62.52

С. В. Елисеев

Иркутский государственный университет путей сообщения, Россия, Иркутск

Ю. Н. Резник

Читинский государственный университет, Россия, Чита

ТЕХНОЛОГИЯ ПОСТРОЕНИЯ ВИБРОЗАЩИТНЫХ СИСТЕМ. МЕХАТРОННЫЕ ПОДХОДЫ

Рассматриваются теоретические основы построения структурных аналогов виброзащитных систем. Вводится понятие расширенного набора типовых элементов виброзащитных систем. Предлагается технология формирования дополнительных связей, формирующих управляющие силы.

Структурные подходы развиваются в течение многих лет и отражают тенденцию преобразования современных виброзащитных систем, использующих энергию внешних источников для уменьшения действия вибрации на защищаемые объекты [1-3]. Такие системы по существу являются специализированными системами автоматического управления (САУ). Построение цепей для реализации управляющих сил может быть сведено к введению обратных связей, физический смысл которых соответствует понятию обобщен-

ной пружины [4]. Миниатюризация вычислительных средств, достижения в области электро-, гидро- и пневмоавтоматики создают условия для развития мехатронных представлений о структуре и возможностях виброзащитных систем. Практическое продвижение в создании виброзащитных систем идет по пути усложнения дополнительных обратных связей. Для обработки информации, расчета управляющих сил, слежения за изменениями динамического состояния уже используются нейросетевые структуры.

Механизмы специальных систем

Однако возможности механической части виброзащитных систем все же играют большую роль, что стимулирует развитие мехатронных подходов, в которых делаются попытки рационального сочетания законов динамического взаимодействия и электроники [5]. На рисунке показана обобщенная схема активной ВЗС, ее структурный аналог. Показаны возможные виды управления, которые могут быть реализованы. Механическая часть АВЗС представляет собой базовую модель, состоящую из объекта защиты, имеющего передаточную функцию 1/тр2, а также элементы ВЗС в виде пружины и демпфера.

Особенность авторской позиции заключается в том, что предлагается расширение типового набора элементарных звеньев за счет введения звеньев двойного дифференцирования, одинарного и двойного интегрирования.

Особенностью формируемого класса элементов является то обстоятельство, что все звенья имеют на входе смещение, а на выходе - усилие, т. е. все элементы расширенного набора элементов относятся к пружинам. Рассматриваются возможности построения структур второго уровня на

основе правил соединения дуальных звеньев в цепи дополнительной связи.

Такой подход позволяет использовать специфические особенности механической части ВЗС для организации динамических взаимодействий и взаимной компенсации усилий, как это проявляется в режимах динамического гашения.

Библиографический список

1. Елисеев, С. В. Структурная теория виброзащитных систем / С. В. Елисеев. Новосибирск : Наука, 1978.

2. Коловский, М. З. Автоматическое управление виброзащитными системами / М. З. Колов-ский. М. : Наука, 1976.

3. Генкин, М. Д. Упруго-инерционные виброизолирующие системы. Предельные возможности. Оптимальные структуры / М. Д. Генкин, В. М. Рябой. М. : Наука, 1988.

4. Елисеев, С. В. Мехатронные подходы в задачах вибрационной защиты машин и оборудования / С. В. Елисеев, Р. Ю. Упырь // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. Иркутск, 2008. Вып. 4 (20). С. 8-16.

Г П»-

т„ Ч 1 -'

ЗДпйвая моделт,

-а

Передаю ч нал функция доп олчнтелы) о В свлрн ОЭС;

^ ' ' Ь+ЬР+. +Ь,.Р"

д

Э.псмег ггл римс чисньл ВЗС:

Л - к - 1 -^ирупк^ско

Ъ

И' = Ар = - ДН ффсрисцирукнцрс ЗНСНО ИСрйОГС

К

2 К

С=>

-

£ ^ I |

; 3

р

Ц ; = Ар1 =

- ДИффсрСП1ШРУЮЩСС лмио вгерого

ПО-рДД!^

„ Л о,

= — = —=— и н гегр ирую щее -згэсгго первого по[1Я1к;| Р Ь,р

Л о,

-—-Ц. - нитегрндкщее звено второго р~ Кр-

гюряд к

11ерелдточ1яир фу нкнил СЛУ:

Г; ■ + Р + - - + КР"

Э;юиантдри 1ыс имя 1ь и С А У:

к, р. -. "/>±1- —'—. г Тр± 1

71 V +1, I

II и

Общие правила I [рссУЗра 'шшшнл! САУ

Схема, поясняющая взаимосвязь между правилами преобразования в дополнительной цепи обратной связи и в структурной схеме САУ

S. V. Eliseev

Irkutsk State University of Railway Engineering, Russia, Irkutsk Yu. N. Reznik Chita State University, Russia, Chita

TECHNOLOGY OF VIBROPROTECTION SYSTEM CONSTRUCTION. MECHATRONICS APPROACHES

Theoretical bases of constructing structural analogues of vibroprotection systems are considered. The concept of the expanded set of typical elements of vibroprotection systems is introduced. The technology of formation of the additional ties forming operating forces is proposed.

© Елисеев С. В., Резник Ю. Н., 2009

УДК 531.3, 536.66

В. Э. Еремьянц, А. А. Асанова Кыргызско-Российский славянский университет, Кыргызская Республика, Бишкек

КОЛЕБАНИЯ ПЛАСТИНЫ, ЗАЩЕМЛЕННОЙ ПО ДВУМ ПРОТИВОПОЛОЖНЫМ КРАЯМ,

ПРИ ЦЕНТРАЛЬНОМ ПОПЕРЕЧНОМ УДАРЕ

Изложены результаты теоретических и экспериментальных исследований колебаний пластины при поперечном ударе, которые необходимы для обоснования рациональных параметров виброударных машин для очистки поверхностей.

В последние годы появились виброударные машины для очистки поверхностей от различного рода отложений. Они успешно апробированы при очистке внутренних поверхностей труб золошла-копроводов от шлака, для предотвращения налипания влажных частиц угля на внутренние поверхности приемных бункеров и т. д.

Воздействие такой машины на обрабатываемый объект происходит при ударе бойком по торцу инструмента, имеющего форму стержня и опирающегося другим торцом на обрабатываемую поверхность пластины или пологой оболочки. При ударе в инструменте генерируется продольная волна деформации, которая, распространяясь в сторону обрабатываемой поверхности и воздействуя на нее, приводит к возбуждению на поверхности изгибных волн деформаций. Под действием этих волн происходит отделение отложений от обрабатываемой поверхности.

До настоящего времени параметры этих машин выбирались конструкторами интуитивно, и они еще далеки от оптимальных. Для решения задачи оптимизации параметров машины необходимо знать взаимосвязь динамических напряжений, возникающих в инструменте и пластине при ударе, и эффективности передачи энергии удара в пластину с геометрическими и физическими параметрами элементов ударной системы. Эти взаимосвязи могут быть выявлены на основе мо-

делирования ударных процессов, протекающих в той или иной ударной системе.

В предшествующих работах [1] были разработаны модели ударной системы «боек-инструмент-пластина» и достаточно подробно изучены волновые процессы, протекающие в инструменте. В то же время волновые процессы в пластине практически не изучались. В связи с этим была поставлена задача изучения колебания пластины, защемленной по двум противоположным сторонам, при центральном поперечном ударе.

При решении задачи уравнение движения пластины записывалось в виде

где V2 - бигармонический оператор Лапласа; £ — поперечные перемещения (прогиб) пластины; t - время; т0 - масса квадратного метра пластины, т0 = р5; 5 — толщина пластины; В — цилиндрическая жесткость пластины, В = Е53/12(1 - ц2); Е, р, ц - соответственно модуль упругости, плотность и коэффициент Пуассона для материала пластины.

Вынужденные колебания пластины описывались их разложением по собственным формам и частотам. В этом случае при ударе по центру пластины формула для определения прогиба пластины имеет вид