![]() КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Управляющие элементы интерфейса и область ввода исходныхданных; 2 – область задания и отображения найденных коэффициентов автопилота; 3 – область отображения графической информации данных переходного процесса; 4.1,4.2 – области Построения ЛАФЧХ контура управления Таким образом, применение данного ПО позволяет сократить время проектирования САУ и подобрать значения коэффициентов автопилота.
Список литературы 1. Распопов В.Я., Товкач С.Е. Авионика малоразмерных беспилотных летательных аппаратов // Мир авионики, 2009 г, №3. – С. 39 - 47. 2. Расчетный и лабораторный практикум по микросистемной авионике: учебное пособие для вузов/под ред. проф., д-ра техн. наук В.Я. Распопова. Тула: Изд-во ТулГУ, 2011. 211 с.
A. V. Ladonkin, M. N. Mashnin THE SYSTEM FOR AVTOMATED DEFINITION AND CORRECTION The system on the basis requirement of transient process for automatic design Key words: the autopilot, the unmanned aircraft system, the autopilot’s coefficients, the airspeed, software.
Получено 09.11.11
УДК 621.9.06 В.А. Крюков, д-р техн. наук, проф., (4872)-33-23-80, krukov@tula.net, Е.Н. Фролович, д-р техн. наук, советник генерального директора
СИНХРОНИЗАЦИЯ ДВИЖЕНИЯ РАБОЧИХ МАШИН
Рассмотрена возможность синхронизации движения рабочих машин автоматических роторных линий с помощью цепного конвейера. Определены силы натяжения в ветвях конвейера. Проанализировано влияние параметров линии и цепного транспортного конвейера на величины сил натяжения в его ветвях. Ключевые слова: автоматические роторные линии, передачи цепные, динамика, синтез, синхронизация.
Устранение существенного недостатка применяемых в настоящее время схем электромеханического привода автоматических роторных линий, заключающегося в существовании жесткой кинематической связи рабочих роторов, на основе цепного дифференциального конвейера с несколькими степенями свободы и индивидуальных приводов рабочих машин, синхронное движение которых осуществляется с помощью системы автоматического управления, является наиболее универсальным [1]. Однако в некоторых случаях (в линиях малой протяженности, при использовании рабочих машин с малыми нагрузками) может оказаться экономически нецелесообразным. Более простым решением в этом случае является использование цепного дифференциального конвейера с синхронизацией движения рабочих машин за счет сил натяжения в ветвях этого конвейера. На рис. 1 приведен простейший вариант предлагаемого решения для линии, состоящей из двух рабочих машин. Цепной дифференциальный конвейер 4 охватывает рабочие машины 3, 12, две вспомогательные звездочки с неподвижными осями вращения 6, 11 и две звездочки с подвижными осями вращения 7, 10, подпружиненные пружинами 5, 9 относительно станины 8. Привод линии имеет два электродвигателя 1, 14 и два дифференциальных редуктора (ДР) 2, 13 с двумя степенями свободы каждый. Первый вход каждого редуктора соединен с соответствующим двигателем, выходы редукторов связаны с рабочими машинами. Вторые входы редукторов связаны между собой уравнительной реактивной связью 15, предназначенной для выравнивания нагрузок на выходах редукторов. Рассматриваемая механическая система будет иметь две степени свободы, что позволяет рабочим машинам двигаться независимо друг от друга и обеспечивает развязку движения рабочих машин при аварийной остановке одного из роторов. При нормальном функционировании линии появляющееся рассогласование рабочих машин приводит к перераспределению сил натяжения в цепи, что, в свою очередь, вызывает изменение угловых скоростей роторов и устранение этого рассогласования. Таким образом, обеспечивается необходимое согласование рабочего и транспортного движений. Увеличение нагрузок на цепной конвейер может привести к его преждевременному выходу из строя. Поэтому при проектировании привода необходимо иметь возможность рассчитывать силы натяжения ветвей цепи в различных режимах движения. Ниже рассматривается решение этой задачи в основном - рабочем (установившемся) режиме движения линии. Для получения зависимости между моментами на входе и выходе дифференциальных редукторов рассмотрим статику привода линии (рис. 2). Примем, что в приводе используются одинаковые редукторы. Тогда кинематика дифференциальных редукторов будет описываться системой уравнений где
Рис. 1. Структурная схема привода с синхронизацией движения
Рис. 2. Расчетная схема системы дифференциальных редукторов
Обозначая моменты, развиваемые двигателями Расчетная схема цепного дифференциального конвейера приведена на рис. 3. Неподвижные звездочки не оказывают влияния на распределение сил в ветвях конвейера и введены для получения его необходимой конфигурации. Для выявления влияния только особенностей рассматриваемой схемы на перераспределение сил в ветвях конвейера в первом приближении будем считать цепь абсолютно гибкой упругой нитью, звездочки заменим круглыми шкивами и примем, что форма ветвей гибкого звена на участках между шкивами прямолинейна [2]. Введем обозначения: Поступательное перемещение осей подвижных звездочек определим координатами где Для определения деформаций упругих звеньев и сил упругости в них (при отсутствии внешних нагрузок) воспользуемся условием [3]
где Преобразуя (1), будем иметь где
Рис. 3. Расчетная схема цепного дифференциального конвейера
Отсюда видно, что силы натяжения во всех ветвях гибкой связи одинаковы. Обозначая эти силы Для определения перемещений элементов системы и величин сил упругости при нагружении рабочих машин моментами
где В рассматриваемой системе обобщенные силы будут действовать только по координатам В режиме установившегося движения
что является необходимым условием нахождения цепного конвейера в равновесии. При выполнении условия (3), система уравнений (2) будет линейно зависимой, т.е. формально может иметь бесконечное множество решений. Для получения одного решения задаем значение одной из координат, например, Решая систему (2) относительно обобщенных координат и представляя силы натяжения в ветвях гибкой связи в виде получим зависимости для определения сил натяжения в ветвях конвейера Для анализа влияния моментов, приложенных к роторам, на перераспределение сил в системе представим силы натяжения цепи следующим образом где Переходя к безразмерным величинам, получим
Здесь Графики зависимостей 1. При работе линии под нагрузкой силы натяжения в ветвях цепного конвейера зависят от жесткости цепи и пружин. 2. Для любых коэффициентов упругости пружин 3. Если коэффициенты упругости пружин имеют одинаковый порядок 4. При увеличении параметра 5. При одинаковых пружинах
Рис. 4. Влияние упругих характеристик привода на распределение сил
6. Если жесткость пружин мала по сравнению с жесткостью цепи
Список литературы
1. Крюков В.А., Прейс В.В. Системы приводов рабочих движений автоматических роторных и роторно-конвейерных линий / Вестник машиностроения. 2003. № 1. С. 36-41. 2. Куровский Ф.М. Теория плоских механизмов с гибкими связями. М.: Машгиз, 1963. 204 с. 3. Добронравов В.В. Основы аналитической механики. М.: Высшая школа, 1976. 264 с.
V.A. Krukov, E.N. Frolovich SYNCHRONIZATION OF MOVEMENT OF WORKING MACHINES BY MEANS OF THE CHAIN CONVEYOR Possibility of synchronization of movement of working machines of automated rotor-type transfer lines by means of the chain conveyor is considered. Forces of a tension in the conveyor flights are defined. Influence of parameters of a line and the chain conveyor on tension forces in its flights is analyzed. Key words: automated rotor-type transfer line, chain transmission, dynamics, synthesis, synchronization. Получено 20.12.11
УДК 621.9.06 В.А. Крюков, д-р техн. наук, проф., (4872)-33-23-80, krukov@tula.net,
ОПТИМИЗАЦИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Рассмотрены особенности кинематики цепных транспортных конвейеров автоматических роторных линий при малых межосевых расстояниях. Получены уточненные зависимости, позволяющие уменьшить коэффициент неравномерности движения и оптимизировать динамические процессы в линии. Ключевые слова: автоматические роторные линии, передачи цепные, динамика, синтез.
Переход от автоматических роторных к автоматическим роторно-конвейерным линиям (АРКЛ), способным обеспечить достижение более высокого уровня автоматизации и производительности, привел к появлению в линиях цепного транспортного конвейера. Характерной особенностью цепных передач, к которым относится и указанный конвейер, является непостоянство передаточного отношения, причиной чего служит хордальное расположение звеньев цепи на зубьях звездочки и рассогласование начала входа первого звена ветви цепи в зацепление с ведущей звездочкой и выхода последнего звена ветви из зацепления с ведомой звездочкой [1]. При использовании в качестве системы синхронизации движения роторов зубчатых передач эта особенность приводит к дополнительным нагрузкам на цепной конвейер и его быстрому выходу из строя. Если синхронизация движения осуществляется только с помощью цепного конвейера, то неравномерность движения будет накапливаться при переходе от ротора к ротору и, в конце концов, может достигнуть недопустимых значений. Переменное передаточное отношение также приводит к появлению дополнительных динамических нагрузок на элементы цепного конвейера, что снижает долговечность и надежность линии и отрицательно сказывается на качестве ее работы. Поэтому особую важность имеет определение неравномерности движения ведомых звеньев цепной передачи и разработка методов ее уменьшения. Используемые в настоящее время методики исследования кинематики и проектирования цепных передач [2, 3, 4] ориентированы на цепные передачи общего машиностроения. Характерными особенностями таких передач являются большие межосевые расстояния [2] В цепных конвейерах АРКЛ, отличающихся малыми межосевыми расстояниями и малым числом звеньев в ветвях цепи (как правило, не более 4 – 5 звеньев), такой подход может привести не только к количественным погрешностям, но и качественно неверным результатам. Еще одной особенностью цепного конвейера АРКЛ является наличие многозвенных цепных контуров и расположение смежных звездочек снаружи цепного контура. Схему, соответствующую расположению звездочек внутри цепного контура (рис. 1, а), назовем сборкой 1, а схему, соответствующую расположению смежных звездочек снаружи цепного контура – сборкой 2 (рис. 1, б).
А б Рис. 1. Расположение звездочек цепного конвейера:
Для получения передаточного отношения участка цепной передачи, состоящей из двух звездочек, ее можно рассматривать (в пределах поворота ведущей звездочки на один угловой шаг) как шарнирный четырехзвенник (рис. 2), в котором ведущая звездочка заменена кривошипом 1 радиусом где Кроме того, обозначим: В общем случае при Для получения функции положения заменяющего шарнирного четырехзвенника и спроецируем его на оси координат
Рис. 2. Определение передаточного отношения цепной передачи
Из рис. 2 видно, что условие зацепления цепи со звездочкой 1 в шарнире
а условие зацепления цепи со звездочкой 2 в шарнире
Выражая из треугольников
Система уравнений и неравенств (1), (4), дополненная уравнением, связывающим неизвестное число звеньев в ветви цепи с ее длиной
позволяет определить функцию положения шарнирного четырехзвенника, а, следовательно, и цепной передачи. Указанная система является нелинейной и, кроме того, содержит целочисленную переменную Угол поворота звездочки 1 в системе уравнений (1) изменяется в пределах
Аналогично, пересопряжение цепи на звездочке 2, будет определяться углом
Решая системы уравнений и неравенств (1), (3), (5), (6) и (1), (2), (5), (7), можно определить значения углов Дифференцируя уравнения (1) по времени и выполняя необходимые преобразования, найдем передаточные отношения (первые передаточные функции) рассматриваемой системы а затем угловые скорости звездочки 2 и ветви цепи Коэффициент неравномерности угловой скорости звездочки 2 или где Анализ кинематики цепного контура с двумя звездочками на основе полученных аналитических зависимостей выполнялся численными методами с помощью пакета программ MathСad. Результаты этого анализа представлены на рис. 3-5. График на рис. 3 иллюстрирует типичную зависимость передаточного отношения
Рис. 3. Зависимость передаточного отношения цепной передачи
Рис. 4. Зависимость коэффициента неравномерности движения от
Согласно выполненным ранее исследованиям [2] наименьшее значение коэффициента неравномерности, обеспечивающее оптимальное протекание динамических процессов в передаче, соответствует так называемому синфазному движению звездочек, при котором общая касательная, проведенная к делительным окружностям смежных звездочек
Рис. 5. Зависимость минимально возможного коэффициента
Анализ зависимости коэффициента неравномерности
Список литературы
1. Машиностроение. Энциклопедия / Ред. совет: К.В. Фролов (пред.) и др. М.: Машиностроение. Детали машин. Конструкционная прочность. Трение, износ, смазка. Т. IV-1 / Д.Н. Решетов, А.П. Гусенков, Ю.Н. Дроздов и др.; Под общ. ред. Д.Н. Решетова. 1995. 864 с. 2. Готовцев А.А., Котенок И.П. Проектирование цепных передач. М.: Машиностроение, 1982. 336 с. 3. Воробьев Н.В. Цепные передачи. М.: Машиностроение, 1968. 252 с. 4. Глущенко И.П., Петрик А.А. Цепные передачи. Киев: Техника, 1973. 104 с.
V.A. Krukov Optimization of Dynamic Processes in Chain Transport Conveyors of Automated Rotor-type Transfer Line Features of kinematics of automated rotor-type transfer lines chain transport Key words: automated rotor-type transfer line, chain transmission, dynamics, Получено 20.12.11 г.
УДК 621.86.067.3 Н.А. Усенко, д-р техн. наук, проф., (4872)33-23-50, atuzyn@yandex.ru, (Россия, Тула, ТулГУ), Чан Минь Тхай, асп., (4872) 33-23-50, lanhdientu1981@yahoo.com, (Россия, Тула, ТулГУ), Ле Динь Шон, асп., +79654081040, ledinhson@mail.ru, (Россия, Тула, ТулГУ), Р.И. Клейменов, асп., (4872) 33-23-50, romankleimenov@yandex.ru, (Россия, Тула, ТулГУ)
|