CC BY
16Технология и ме%атронщ& в машиностроении
2. Индаков Н. С., Бинчуров А. С. Особенности ротационного точения многогранными резцами // Вестник машиностроения. 2013. № 10. С. 56-58.
3. Индаков Н. С., Бинчуров А. С. Особенности геометрии многогранных резцов для ротационного точения // Вестник машиностроения. 2013. № 11. С. 38-41.
4. А.с. СССР 1126375; МКИ3 В 23 В 1/00. Способ лезвийной обработки валов с профилем «равноосный контур» / Э. В. Рыжов, Н. С. Индаков, Э. А. Петровский, и др. Опубл. 30.11.1984.
5. Пат. 2463130 РФ, МПК В23В 27/12. Ротационный резец / Н. С. Индаков, Ю. И. Гордеев, А. С. Бинчуров. Опубл. 10.10.2012.
References
1. Indakov N. S., Binchurov A. S. Research by rotational turning indexable cutters // Machine tools (STIN). 2013. № 6. P. 21-24.
2. Indakov N. S., Binchurov A. S. Features turning rotary cutters multifaceted // Vestnik engineering. 2013. № 10. P 56-58.
3. Indakov N., Binchurov A. Features polyhedral geometry of the rotary cutters for turning // Vestnik Engineering. 2013. № 11. P. 38-41.
4. USSR Inventor's Certificate 1126375.
5. Russian patent 2463130.
© Индаков H. С., Бинчуров А. С., Гордеев Ю. И.,
Киселев Д. И., 2016
УДК 62.752; 621.01; 534-16
ФОРМЫ СВЯЗЕЙ МЕЖДУ КООРДИНАТАМИ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯХ ЭЛЕМЕНТОВ МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
Е. В. Каимов1, H. Ж. Кинаш2, А. С. Миронов1
Иркутский государственный университет путей сообщения Российская Федерация, 664074, г. Иркутск, ул. Чернышевского, 15 2Дорожный инженерный технологический центр Московской железной дороги филиала ОАО «РЖД» Российская Федерация, 107996, г. Москва, ул. Краснопрудная, 20 E-mail: [email protected]
Развиваются методологические основы обоснования форм проявления рычажных связей в механических колебательных системах.
Ключевые слова: структурная модель, рычажные связи, передаточные функции межпарциальных связей.
FORMS OF TIES AMONG THE COORDINATES IN THE INTERACTION ELEMENTS OF MECHANICAL OSCILLATORY SYSTEM
E. V. Kaimov1, N. Zh. Kinash2, A. S. Mironov1
!Irkutsk State Transport University 15, Chernyshevskogo Street, Irkutsk, 664074, Russian Federation
2Traffic Engineering Technology Center of Moscow Railway, a branch of JSC "Russian Railways" 20, Krasnoprudnaya Street, Moscow, 107996, Russian Federation E-mail: [email protected]
The authors develop methodological bases of demonstration form rationale of lever ties in mechanical oscillatory systems.
Keywords: structural models, lever ties, transfer functions of inter-partial ties.
Введение. Механические колебательные системы с несколькими степенями свободы с сосредоточенными параметрами широко используются как расчетные схемы в задачах динамики машин и оборудования различного назначения, в том числе и в задачах вибрационной защиты [1; 2]. Наряду с обычными типовыми элементами в виде пружин, демпферов и мас-соинерционных элементов все чаще используются механизмы, входящие в структуры колебательных
контуров и создающие в них специфические динамические эффекты [3], что предопределяется возможностями технических приложений виброзащитной направленности. Задача исследования заключается в разработке научной концепции поиска и создания новых способов и средств управления динамическим состоянием технических объектов при вибрационных воздействиях на основе использования методов структурного математического моделирования.
<Тешетневс^ие чтения. 2016
1
т1 р + к1 + к2
Т^Г
1
т2 р + к2 + к3
т2 р + к2 + кз
к2(т3 р2 + к3)
т2 р + к2 + к3
1
т1 р + к1
Рис. 1. Структурные схемы виброзащитной системы: а - детализированная структурная схема; 6 - структурная схема с исключенной координатой у 2 при Ql Ф 0 ;
в - схема с исключенной координатой у 2 при ( Ql Ф 0 ; Q2 Ф 0 )
У4
V
т.,
и
к 1 2
С
т1 и 2.1
Ун В 11 11'
Рис. 2. Варианты представления парциальных систем и виды связей между парциальными системами: а - вращательная система рычажного типа; 6 - соединение двух вращательных систем; в - соединение вращательной системы рычажного типа и системы поступательного типа с твердым телом (а не материальной точкой); г - соединение вращательной системы рычажного типа с точкой вращения на твердом теле, совершающем поступательное движение
Некоторые общие положения. В рамках обобщенного подхода предлагается и детализируется технология определения межпарциальных связей в системах с двумя и более степенями свободы. Взаимодействия между парциальными системами отображаются связями на структурных схемах, как показано на рис. 1. Подробности построения структурных моделей механических колебательных систем приведены в [3].
Структурные схемы строятся на основе использования преобразований Лапласа: р = - комплексная переменная, значок «~» означает изображение по переменной по Лапласу [1; 2].
1. Передаточное отношение рычажной связи при в1 ф 0 (в2 - 0) определяется выражением
¿об(р) -У2 - 2 \ , . 0)
у1 т2 р + к 2 +к3
Рычажные связи и формы их проявления зависят от особенностей парциальных систем, соотношений жесткостей упругих элементов и значений частот внешнего воздействия, а также от вида внешнего возмущения. Точки «перелома» частотных характеристик определяют знак передаточного отношения (1),
что предопределяет тип рычажных связей, а также формы взаимных движений элементов т1 и т2.
2. Особенности рычажных связей предопределяются свойствами парциальных систем, в частности, парциальная система с угловыми колебаниями реализует «пространственные» соотношения движений, а их параметры зависят от расположения типовых элементов, вида соединения и мест приложения внешних возмущений. Возможны обобщенные представления о формах парциальных систем, если принять, что обобщенная координата может характеризовать и винтовые движения. На рис. 2, а-г приведены возможные виды и взаимодействия парциальных систем в расчетных схемах объектов машиностроения.
Динамические эффекты от введения рычажных связей. Показаны результаты прикладных разработок, связанных с оценкой динамических свойств систем вибрационной защиты оригинальных конструкций [4-7]. Показано, что рычажные связи реализуются через введение в структуру системы дополнительных связей. Такие связи могут быть реализованы путем введения механических цепей в виде групп Ассура, размещения дополнительных точечных масс или специальных устройств для преобразования движения.
к
т
I
3
Технология и мехатрониъа в машиностроении
Заключение. Предложен методологический базис для решения задач динамики технических объектов, в структуре которых имеются рычажные связи и механизмы, что создает возможности поиска и разработки новых способов и средств оценки, контроля и управления динамическим состоянием объектов машиностроения.
Разработан обобщенный подход в задачах динамики и метод построения и оценки свойств математических моделей различных механических колебательных систем, отражающих специфику работы механических систем с учетом геометрических особенностей расположения элементов и многообразных форм их взаимодействия с учетом рычажных связей.
Библиографические ссылки
1. Елисеев С. В., Артюнин А. И. Прикладная теория колебаний в задачах динамики линейных механических систем. Новосибирск : Наука, 2016. 459 с.
2. Белокобыльский С. В., Елисеев С. В., Ситов И. С. Динамика механических систем. Рычажные и инерционно-упругие связи. СПб. : Политехника, 2013. 319 с.
3. О связях между координатами движения в механических колебательных системах с рычажными устройствами / С. В. Белокобыльский, С. В. Елисеев,
B. Б. Кашуба и др. // Системы. Методы. Технологии. 2015. № 2 (26). С. 7-13.
4. Хоменко А. П., Елисеев С. В., Каимов Е. В. Виртуальный рычажный механизм: динамическое гашение колебаний как форма проявления рычажных связей // Известия Транссиба. 2014. № 4 (20). С. 61-71.
5. Пат. 136112 Российская Федерация, МПК F16F 15/04. Устройство для гашения колебаний / Елисеев
C. В., Артюнин А. И., Хоменко А. П., Каимов Е. В., Елисеев А. В. № 2013135078/11 ; заявл. 25.07.2013 ; опубл. 27.12.2013, Бюл. № 36.
6. Пат. 142137 Российская Федерация, МПК F16F 15/02. Устройство для регулирования упругодиссипа-тивных свойств виброзащитной системы / С. В. Елисеев, А. И. Артюнин, Е. В. Каимов, А. В. Елисеев. № 2014100299/11 ; заявл. 09.01.2014 ; опубл. 20.06.2014, Бюл. 17.
7. Пат. 150331 Российская Федерация, МПК F16F 15/04. Устройство для гашения колебаний / А. П. Хоменко, С. В. Елисеев, А. И. Артюнин, Е. В. Каимов, А. В. Елисеев. № 2014138832/11 ; заявл. 25.09.2014 ; опубл. 10.02.2015, Бюл. № 4.
References
1. Eliseev S. V., Artyunin A. I. Prikladnaya teoriya kolebaniy v zadachakh dinamiki linefny'kh mehanicheskikh sistem. [Applied theory of oscillations in problems of linear dynamics of mechanical systems]. Novosibirsk : Nauka publ., 2016. 459 p.
2. Belokobil'skiy S. V., Eliseev S. V., Sitov I. S. Dinamika mehanicheskikh sistem. Ry'chazhnye" i inertsionno-uprugie sviazi. [Dynamics of mechanical systems. Lever and inertial elastic tien]. Sankt-Petersburg, Politekhnika publ., 2013. 319 p.
3. Belokobil'skiy S. V., Eliseev S. V., Kashuba V. B., Nguyen D. Kh., Tsygan V. V. [On the ties among the coordinates of the movement in the mechanical oscillatory systems with lever mechanisms]. Sistemy. Metody. Tekhnologii. 2015. № 3 (27). P. 7-13.
4. Khomenko A. P., Eliseev S. V., Kaimov E. V. Virtyal'niy richazhniy mekhanizm: dinamicheskoe gashenie kolebaniy kak forma proyavleniya richazhnikh svyazey [Virtual lever mechanism: dynamic vibration damping as a form of lever ties]. Izvestiya Transsiba. 2014. № 4 (20). P. 61-71.
5. Eliseev S. V., Artyunin A. I., Khomenko A. P., Kaimov E. V., Eliseev A. V. Ustroistvo dlya gasheniya kolebaniy [A device for damping vibrations]. Patent RF. № 136112. 2013.
6. Eliseev S. V., Artyunin A. I., Kaimov E. V., Eliseev A. V. Ustroistvo dlya regulirovaniya uprugodissipativnikh svoistv vibrozaschitnoy sistemy [A device for controlling the elastic-dissipative properties of the vibroprotective system]. Patent RF. № 142137. 2014.
7. Khomenko A. P., Eliseev S. V., Artyunin A. I., Kaimov E. V., Eliseev A. V. Ustroistvo dlya gasheniya kolebaniy [A device for damping vibrations]. Patent RF. № 150331. 2015.
© Каимов Е. В., Кинаш H. Ж., Миронов А. С., 2016
УДК 681.313
УПРАВЛЕНИЕ ШАГОВЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ МАНИПУЛЯТОРА В РЕЖИМЕ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ
А. В. Киященко
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Управление в режиме реального времени - задача высокоточного управления движением на основе аппаратных средств NI CompactRIO и программируемых ПЛИС. Описаны основные задачи режима реального времени и схема управления движением.
Ключевые слова: NI CompactRIO, ПЛИС, режим реального времени.
