Развитие теории и практика управления усилиями в электромеханических системах с упругими связями

• Автор: Пятибратов, Георгий Яковлевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 362 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ УСИЛИЯМИ В ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ С УПРУГИМИ СВЯЗЯМИ
1.1. Генезис теории и практики электромеханических
систем с упругими связями
1.2. Особенности управления электроприводами,
имеющими упругие механические передачи
1.3. Проблемы создания силоизмерительных устройств
для систем регулирования усилий в упругих передачах
1.4. Обзор методов синтеза и оптимизации электромеханических
систем с упругими механическими передачами
1.5. Постановка задачи исследования
2. МЕТОДОЛОГИЯ КОМПЛЕКСНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
УСИЛИЯМИ В УПРУГИХ ПЕРЕДАЧАХ МЕХАНИЗМОВ
2.1. Методологические проблемы исследования электроприводов, имеющих протяженные механические передачи
2.2. Математические модели для исследования силовых взаимодействий
в электромеханических системах с упругими связями
2.3. Применение теории направленных графов
для исследования силовых взаимодействий в ЭМС с УС
2.4. Совершенствование графоаналитических частотных
методов исследования автоматических систем
2.5. Основные положения методологии исследования силовых взаимодействий в электромеханических
системах с упругими связями
Выводы
3. ПАССИВНЫЕ СПОСОБЫ ДЕМПФИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ УПРУГИХ КОЛЕБАНИЙ МЕХАНИЗМОВ
3.1. Постановка задачи исследований
3.2. Возможности демпфирования упругих колебаний
усилий в механизмах при изменении их параметров
3.3. Определение условий и предельных демпфирующих
возможностей нерегулируемого электропривода
3.4. Оптимизация демпфирования упругих колебаний усилий электроприводами с подчиненным регулированием координат
3.5. Определение эффективности и области целесообразного применения электроприводов для демпфирования упругих
колебаний механизмов
3.6. Реализация и внедрение технических решений, повышающих демпфирующие возможности основного электропривода стеклоформовочных машин
3.7. Модернизация электроприводов технологических аппаратов переработки пластических материалов при учете упругости механических передач
Выводы
СИСТЕМЫ АКТИВНОГО ДЕМПФИРОВАНИЯ УПРУГИХ КОЛЕБАНИЙ УСИЛИЙ МЕХАНИЗМОВ С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
4.1. Постановка задачи исследований
4.2. Определение необходимых энергетических возможностей электропривода для активного демпфирования колебаний
усилий в механических передачах
4.3. Синтез структуры и параметров системы активного демпфирования упругих колебаний усилий механизмов
4.4. Определение возможностей и области рационального применения электроприводов для активного ограничения динамических нагрузок механизмов
4.5. Исследование систем активного ограничения динамических нагрузок копающих механизмов карьерных экскаваторов
с использованием методов физического моделирования
4.6. Создание измерителей крутящего момента на валах механизмов карьерных экскаваторов, выпускаемых ПО "Уралмаш"
4.7. Экспериментальные исследования и внедрение систем активного ограничения динамических нагрузок
копающих механизмов карьерных экскаваторов
Выводы
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ
УСИЛИЙ В УПРУГИХ МЕХАНИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧАХ
5.1. Постановка задачи исследования
5.2. Многофакторный выбор электроприводов систем компенсации
силы тяжести
5.3. Принципы построения и синтез систем регулирования
усилий в упругих механических передачах
5.4. Исследование и компенсация влияния сил трения
на работу систем регулирования усилий
5.5. Реализация систем компенсации силы тяжести объектов космической техники при создании стендов имитации невесомости
5.6. Создание, экспериментальное исследование и внедрение системы регулирования усилий в передачах механизмов
тренажного комплекса для подготовки космонавтов
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Акт внедрения в промышленную эксплуатацию электропривода вращения силового сельсина
стеклоформовочной машины
Приложение 2. Акт внедрения результатов научно-исследовательской работы по созданию систем активного ограничения динамических нагрузок в механических передачах
механизмов экскаваторов ЭКГ-4,6Б и ЭКГ
Приложение 3. Акт внедрения результатов научно-исследовательской работы по созданию системы вертикального перемещения устройства обезвешивания тренажных
скафандров "Орлан-МТ" тренажера "Выход"
Приложение 4. -Акт внедрения результатов научно-исследовательской работы в учебный процесс Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института)
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ

машин. Например, на механическую часть карьерных экскаваторов, работающих на рудниках объединения "Ураласбест", приходится 62-65 % от всех отказов. Для экскаваторов Коршуновского ГОКа (г. Железногорск-Илимский Иркутской обл.) этот показатель достигает 79,3 %. Простои, связанные с ликвидацией отказов механической части карьерных экскаваторов, составляют 70-80 % от всех простоев в аварийных ремонтах [66]. Ремонт является самым трудоемким вспомогательным процессом на открытых разработках. Количество рабочих, постоянно занятых ремонтами, на карьерах угольной промышленности составляет 25 %, а в железорудной - 18 % [67]. Расходы на ремонты и содержание карьерных экскаваторов могут в 6-10 раз превышать их первоначальную стоимость [66]. Незапланированные простои экскаваторов приводят к значительному экономическому ущербу, что определяет необходимость поиска и реализации наиболее эффективных способов и средств ограничения динамических нагрузок в механических передачах экскаваторов.
В промышленных установках различных производственных комплексов наряду с регулированием скорости и положения рабочего органа технологических машин возникает также необходимость регулирования усилий в передачах исполнительных механизмов. Такие системы используются при создании различных испытательных стендов, позволяющих моделировать нагрузки, возникающие в реальных режимах работы испытуемых элементов и устройств. Это требуется, например, при испытаниях двигателей внутреннего сгорания или протяженных механических трансмиссий [56, 68]. Аналогичные задачи приходится решать в системах управления сбалансированными манипуляторами при необходимости фиксации рабочих органов в точках позиционирования путем уравновешивания статической нагрузки моментом, развиваемым двигателем [50]. Регулирование усилий необходимо осуществлять в устройствах натяжения полотна, ленты, полосы, проволоки, различных агрегатов целлюлозно-бумажной [32], металлургической [48], химической [60] промышленности, при управлении нагрузками горных машин в угольной промышленности [69].
Системы регулирования усилий механизмов используются для компенсации силы тяжести обезвешиваемых объектов при создании СИН, предназначенных для отработки на Земле космической техники [70] и тренажеров для подготовки космонавтов к работе в невесомости [71].