Трибометрическая установка с обратной связью в системе нагружения для исследования переходных процессов в режиме реального времени

• Автор: Ткачев, Алексей Леонидович
• Шифр специальности: 05.11.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 121 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1 Технические устройства для испытания на трение

1.2 Проблемы испытательной техники

1.3 Выводы

ГЛАВА 2. КОМПЬЮТЕРНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ

ТРИБОМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

2.1 Общая конструкция устройства

2.2 Схема нагружения

2.3 Привод и управление амплитудами и частотами перемещения

2.4 Регистрация сигналов и датчики перемещения и нагружения
2.5 Модуль АЦП/ЦАП и цифрового ввода/вывода
2.6 Выводы
ГЛАВА 3. ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ И УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ
ТРИБ О ЛОГИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ НА УСТАНОВКЕ «ТРИБАЛ-2»
3.1 Структурные схемы работы установки
3.2 Преобразование данных с датчиков
3.3 Система управления
3.4 Работа с программным обеспечением
3.5 Калибровка датчика нагружения и проведение эксперимента
3.6 Выводы
ГЛАВА 4. ИДЕНТИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА ТРИБОЛОГИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
4.1 Идентификация динамических систем
4.2 Идентификация динамических систем средствами пакета МАТЬАВ
4.3 Узел трения как объект автоматического управления
4.3.1 Моделирование объекта с одним входом и одним выходом
4.3.2 Моделирование объекта с двумя входами и одним выходом
4.4 Физическое моделирование процессов трения
4.4.1 Линейная модель
4.4.2 Нелинейная модель
4.5 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Начало целенаправленного изучения законов трения приписывают Леонардо да Винчи [6]. В процессе своих исследований он обнаружил, что существует соотношение между нагрузкой и силой трения. Он также определил первые законы сухого трения, суть которых в следующем:
• Сила трения прямо пропорциональна нагрузке.
• Сила трения не зависит от видимой (номинальной) площади контакта.
• Сила трения не зависит от скорости скольжения.
В дальнейшем, фундаментальные основы науки о трении и изнашивании получили развитие в работах многих известных ученых. Ключевые даты приведены в таблице П1 (приложение 1).
Наиболее актуальными инженерно-техническими проблемами в триботехнике на сегодняшний день являются следующие:
1. создание «безызносных» узлов трения машин;
2. совершенствование смазывания деталей сочленений;
3. разработка методов расчета деталей на износ;
4. разработка методов финишной обработки трущихся деталей;
5. необычные условия работы машин и приборов;
6. компьютерная трибология.
7. разработка новой теории трения и безызносности;
8. триботехника, интересы здоровья и защиты окружающей среды.
До последнего времени генеральным направлением по борьбе с изнашиванием в машиностроении было повышение твердости трущихся поверхностей детали. В промышленности разработано большое количество методов повышения твердости деталей (хромирование, азотирование, цементирование и т. д.). Многолетний опыт свидетельствует, что это направление позволило в большей степени повысить надежность трущихся деталей машин. Однако постоянное стремление к уменьшению массы машин и повышению

Упругая система содержит три плоские пружины, две из которых 1 и 2 параллельны друг другу и соединены на концах колодками 3 и 4, а третья 5 -перпендикулярна двум первым, жестко соединена с колодкой 3 и со штырем механотрона 6, причем последнее соединение выполнено с помощью хомутика 7 и винта 8. Корпус механотрона 6 жестко вмонтирован в колодку 4, которая остается неподвижной в процессе измерения. Параллельные пружины 1 и 2 выполнены за одно целое с колодками 3 и 4, что повышает механическую прочность и виброустойчивость упругой системы, а также снижает до минимума погрешности от механического гистерезиса в местах сочленения пружин 1 и 2 с колодками 3 и 4.
Рис. 2.8. Схема установки механотрона в качестве датчика силы
При работе измеряемая сила Р прикладывается к силоизмерительной площадке 9. Подвижная колодка 3 под воздействием силы Р перемещается, вызывая, в свою очередь, перемещение конца штыря механотрона. Упругое соединение штыря механотрона б с подвижной колодкой 3 посредством пружины 5, примененное в конструкции СИЭМ, работает практически без механического гистерезиса. Систематическая погрешность данной упругой