Вибрационные процессы специальных систем

Механизмы специальных систем

- перемещения роликов за счет планетарного движения вокруг оси винта:

Объединение РВП с шаговым двигателем и редуктором с высоким передаточным числом дает возможность контролировать перемещение линейного привода на микронном уровне, обеспечивая высокую точность и жесткость позиционирования.

Устройства второй группы в самом общем случае можно описать следующим образом: два основных звена передачи представляют собой тела вращения с периодическими кулачковыми поверхностями, которые могут быть выполнены в виде волнообразной дорожки качения или зубчатого профиля. В одновременном контакте с кулачковыми поверхностями находится цепочка тел качения (шариков или роликов), размещенных в гнездах третьего звена - сепаратора. По аналогии с волновой передачей одно из двух тел вращения является волновым генератором, периодическая дорожка которого воздействует на тела качения, заставляя их совершать волнообразное перемещение. Второе тело вращения с периодической до-

рожкой или зубчатым профилем выполняет функцию жесткого колеса (рис. 2).

Рис. 2. Волновой редуктор с промежуточными телами качения

Передаточное отношение одной ступени для повышения надежности работы можно задавать в пределах от 4 до 80. КПД такой передачи достигает 0,9, она имеет очень высокую несущую способность, точность, плавность хода и малые массогабаритные характеристики.

Все эти данные свидетельствуют о несомненной перспективности дальнейшего исследования и внедрения таких механизмов в машиностроение, а также о настоятельной необходимости разработки теории передач нового класса.

S. O. Boyko, N. A. Smirnov Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

THE GEARS WITH INTERMEDIATE ROLLING ELEMENTS

In this article the gears with intermediate rolling elements are considered. Their use will provide modern industrial sectors of science and technology with precise manipulation and motion devices.

© Бойко С. О., Смирнов Н. А., 2010

УДК 681.5.073

В. В. Буданов, С. П. Ереско, С. М. Шевцов Сибирский федеральный университет, Россия, Красноярск

ВИБРАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ СПЕЦИАЛЬНЫХ СИСТЕМ

Проведен анализ влияния вибрационных процессов на специальные системы и механизмы, показаны возможные пути уменьшения влияния этих процессов. Представлен вибростенд для определения калибровочных параметров датчиков.

Одним из основных направлений развития современной техники является автоматизация всех видов производства [1]. Нормальное безотказное функционирование автоматизированного производства возможно лишь при условии организации многоуровневой системы управления, построенной на базе электронно-вычислительной техники. При этом должны быть решены задачи устойчивости движения рабочих органов машин, рассмотрены колебательные процессы, возникшие в период их движения, и законы их оптимального движения, разработаны алгоритмы движения этих органов. Решение подобных задач, как правило, возможно только с помощью ЭВМ.

Повышение энергетических, силовых и скоростных характеристик машин автоматического действия, высокие требования к их точности и надежности обусловливают развитие динамического исследования и расчета машин как в стационарных (установившихся), так и в переходных режимах.

Большое значение для техники имеет развитие машин с переменной массой звеньев, к примеру энергетических установок с быстро меняющимися нагрузками на электрогенераторы. При этом произвольно изменяющимися могут быть не только нагрузки, но и способы их автоматического изменения, для улучшения работы всего комплекса или парка энергомашин.

Решетневские чтения

В последнее десятилетие существенно повысились рабочие скорости машин, что привело не только к увеличению динамических нагрузок на звенья механизмов и рабочие органы, но и к существенному увеличению уровня вибраций и порождаемого вибрациями шума.

Как известно, вибрация сопутствует работе всех деталей машин и часто оказывается причиной, сдерживающей дальнейший прогресс в той или иной области техники. Так, например, дальнейшее увеличение быстроходности высокоскоростных роторных машин ограничено вибростойкостью ротора и подшипниковых опор, повышение мощности паровых машин и газовых турбин - вибрацией лопаток последних ступеней, создание высокоточных и надежных систем автоматического управления - вибрациями их отдельных элементов.

Вибрация вызывает большие напряжения в конструкциях, что приводит к их поломкам и разрушениям, главным образом усталостного характера, и, как правило, к серьезным авариям.

Вибрации являются источником вредного шума, который не только отрицательно влияет на физиологию человека, но и приводит к акустической усталости металла. Вибрации искажают основные движения элементов машин, механизмов и систем управления по предписанным кинематическим законам, порождают неустойчивость заданного закона движения и часто приводят к отказу всей системы.

Таким образом, снижение виброактивности машин является одной из актуальных задач, в связи с чем можно утверждать, что машины будущего - это малошумные машины. Виброактивность машин является их важнейшим качеством и уже сейчас заводы-изготовители контролируют этот параметр у все большего числа машин и отбраковывают по нему свою продукцию.

Для калибровки датчиков предлагается использовать вибростенд [2], оснащенный аппаратно-программным комплексом для измерения параметров датчика. Этот комплекс работает в следующих режимах:

- входной контроль новых датчиков на соответствие требуемым параметрам, сохранение параметров каждого датчика;

- контроль работающих датчиков, сравнение начальных и рабочих параметров;

- создание на вибростенде режимов, максимально приближенных к реальным условиям работы;

- проведение на вибростенде испытаний деталей, узлов и агрегатов в условиях, максимально приближенных к реальным условиям работы.

Эффективное значение истинного уровня ускорения стола вибростенда Lист подсчитывается по величине амплитуды смещения x и частоте колебаний вибростола f по формуле

4,ст = 20lg

Разность между Lист и показанием калибруемого тракта Lзам, датчик которого закреплен на вибростоле, представляет поправку ±Д£ на данной частоте f Совокупность таких поправок в контролируемом диапа -зоне частот представляет калибровочную характеристику.

Истинная величина уровня вибрации в полосе частот определяется как алгебраическая сумма замеренного уровня и найденной поправки:

^ст _ Lзам ± Л^

Таким образом, для проверки линейности, отказоустойчивости, поперечной чувствительности, разрешающей способности, влияния гистерезиса предлагается использовать вибростенд, позволяющий изменять скорость, амплитуду и частоту колебаний.

Библиографические ссылки

1. Вибрации в технике : справочник : в 6 т. Т. 6 / под ред. К. В. Фролова. М. : Машиностроение, 1981.

2. Пат. 86737 Российская Федерация МПК в 01 М 7/06. Вибростенд / Шевцов С. М., Ереско С. П. № 2009113775/22 ; заявл. 13.04.2009 ; опубл. 10.09.2009, Бюл. № 25.

V. V. Budanov, S. P, Yeresko, S. M. Shevtsov Siberian Federal University, Russia, Krasnoyarsk

SPECIAL SYSTEM VIBRATION PROCESSES

Vibration process influence on special systems and mechanisms are analyzed, the possible methods to decrease these processes' influence are demonstrated. Machine vibration to determine sensor caliber parameters is presented.

© Буданов В. В., Ереско С. П., Шевцов С. М., 2010