Динамика пневматических элементов и устройств для преобразования движения в системах вибрационной защиты объектов

• Автор: Логунов, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 197 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РАЗРАБОТОК В ОБЛАСТИ ВИБРАЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ И ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
1.1 Защита от вибраций и ударов на подвижных объектах
1.2 Принципы построения активных виброзащитных систем
1.3 Возможности и практика использования пневматических
подвесок в транспортных системах
1.4 Элементная база систем пневматического подвешивания
1.4.1 Обзор конструктивных решений по созданию пневматических виброзащитных систем
1.4.2 Некоторые реализации управляемых виброзащитных систем
1.4.3 Функциональные схемы управляемых пневматических ВЗС
1.5 Структурные методы исследования управляемых
виброзащитных систем
1.6 Постановка задач исследования
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ТИПОВЫХ ЗВЕНЬЕВ
И ИХ СОЕДНИНЕНИЙ В ПНЕВМАТИЧЕСКИХ
ВИБРОЗАЩИТНЫХ СИСТЕМАХ
2.1 Особенности динамических свойств пневматических устройств
2.2 Об учете особенностей интегрирующих элементарных звеньев
2.3 Особенности типового звена чистого запаздывания
2.5 Возможности соединений типовых элементов
2.6. Выводы по 2-ой главе
ГЛАВА 3. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ПОСТРОЕНИЮ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ УПРАВЛЯЕМЫХ ПНЕВМАТИЧЕСКИХ ВИБРОЗАЩИТНЫХ СИСТЕМ

3.1 Основные элементы пневматических виброзащитных систем. Обобщенный подход
3.1.1 Математические модели ВЗС с различными пневматическими исполнительными механизмами
3.1.2 Линеаризация математических моделей ПВЗС
3.2 Структурные схемы управляемых ПВЗС и сравнительный
анализ законов управления
3.3 Особенности динамических свойств управляемых ПВЗС
3.4 Выводы по 3-ей главе
ГЛАВА 4. ДИНАМИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ В ЗАДАЧАХ
ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ ЗАЩИТЫ ЧЕЛОВЕКА-ОПЕРАТОРА ОТ ВИБРАЦИЙ И УДАРОВ
4.1 Характеристика конструктивных элементов системы подвески
4.2 Расчетные схемы и математические модели
пневмомеханических систем защиты оператора
4.3 Оценка динамических свойств пневматических
виброзащитных систем
4.4 Использование в схемах пневматической защиты механизмов
или устройств с преобразованием движения (УПД)
4.5 Учет упругости подушки кресла сиденья машиниста
4.6 Выводы по 4-ой главе
ГЛАВА 5. ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ
5.1 К обоснованию методики проведения эксперимента
5.2 Оценка параметров математических моделей
5.3 Сравнительная оценка экспериментальных данных
5.4 Сравнительный анализ экспериментальных данных
5.5 Выводы по 5-ой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЯ

Введение
Актуальность темы. Обеспечение безопасности и эксплуатационной надежности оборудования и аппаратуры можно отнести к актуальным направлениям теоретических и экспериментальных исследований в области динамики машин. Многочисленные разработки посвящены задачам вибрационной защиты технических объектов, мехатроники и робототехники, а также развитию методов и средств повышения эффективности управляемых динамических систем. В последние годы заметно возрос интерес к мехатронным системам подрессо-ривания транспортных средств, активным системам защиты от вибраций и ударов, приборов и аппаратуры, созданию самонастраивающихся систем обеспечения динамического состояния технических объектов. Существенное развитие в динамике машин получили методы теории автоматического управления, учета возможностей работы машин и агрегатов в сложном динамическом окружении.
В работах отечественных и зарубежных ученых Артоболевского И.И., Фролова К.В., Синева A.B., Блехмана И.И., Генкина М.Д., Гурецкого В.В., Вей-ца В.Л., Елисеева С.В., Говердовского В.Н., Коловского М.З., Колесникова К.С., Ден-Гартога Дж., Бабакова И.М. и др. получили развитие многие технические идеи, нашедшие в настоящее время свои области применения. В современной теории колебаний и её приложениях расширилась элементная база механических колебательных систем и форм соединения элементарных звеньев между собой. В колебательных структурах стали использоваться различные механизмы (рычажные, зубчатые, винтовые и др.), в т. ч. с рабочими телами в виде газа и жидкости, полевые взаимодействия, создаваемые вращением элементов (центробежные силы) и другие эффекты.
В решении задач виброзащиты и виброизоляции технических объектов идеи управления движением связаны с развитием структурной теории вибро-защитных систем (ВЗС). Активные элементы управляемых ВЗС все чаще становятся объектом теоретических исследований и практических разработок. В этом плане пневматические элементы, используемые в структурах ВЗС, вызы-

1.4.3 Функциональные схемы управляемых пневматических ВЗС
Используемые в соответствии с функциональной схемой (рис. 1.6), устройства следящего пневмопривода предназначены для выполнения определенных функций:
- исполнительные механизмы (ИМ) — для непосредственного воздействия на объект защиты;
- распределительные устройства (РУ) - для распределения сжатого воздуха, поступающего от внешнего источника в соответствующие полости ИМ и выпуска его в атмосферу;
- устройства управления (УУ) - для формирования требуемого закона управления, отрабатываемого РУ и ИМ.
В пневматических ИМ, в отличие от механизмов, рассматриваемых в механике твердого тела, осуществляется постоянное взаимодействие механических и пневматических элементов системы. Следовательно, при описании процессов, протекающих в таких устройствах, необходимо учитывать как перемещение, скорость и ускорение границы объема (поршня, мембраны), так и изменение давления, температуры, удельной плотности и расхода воздуха [50, 92, 127].
Исполнительные механизмы возвратно — поступательного действия, используемые в системах, предназначенных для виброзащиты, можно разделить по ряду признаков.
I. По принципу действия можно выделить:
- двустороннего действия;
- одностороннего действия.
В первых, из рассматриваемых ИМ, весь рабочий процесс происходит при одновременном впуске сжатого воздуха в одну из полостей и стравливании его в атмосферу из другой полости. При движении штока в противоположном направлении назначение полостей меняется. В ИМ одностороннего действия