Автоматическое устройство

Большое развитие получили теоретические работы по уравновешиванию, вращающихся тел и методам их балансировки. Если ранее уравновешивание вращающихся тел производилось на специальных балансировочных машинах, то в последние годы стали применять и автоматическое уравновешивание с помощью маятников, шариков и т. д.

В связи с увеличением быстроходности и мощности повышается динамическая нагруженность машин и деталей и возрастает влияние колебательных явлений на их работу. В современном машиностроении круг вопросов, связанных с колебаниями, непрерывно расширяется. В настоящее время едва ли возможно и целесообразно полностью охватить эти вопросы в одной книге. Поэтому авторы ограничились элементарным изложением теории и описанием наиболее широко распространенных явлений в области колебаний и попытались дать способы расчета, связанного с их количественной оценкой. К этим явлениям относятся: вынужденные колебания многомассовых систем применительно к валам двигателей и различных механизмов, демпфирование колебаний, критические скорости, стационарные и нестационарные колебания гибких валов турбомашин, уравновешивание гибких валов и автоматическое уравновешивание, а также колебания фундаментов машин.

5. А. А. Гусаров, В. И. Сусанин, Ю. И. Сусанин. Автоматическое уравновешивание роторов с применением следящих систем.—См. наст, сборник.

АВТОМАТИЧЕСКОЕ УРАВНОВЕШИВАНИЕ РОТОРОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ СЛЕДЯЩИХ СИСТЕМ

С помощью рассмотренных АУУ с применением следящих систем может производиться автоматическое уравновешивание только одной (правой или левой) стороны ротора. Уравновешивание ротора в двух плоскостях может быть осуществлено использованием двух подобных устройств в двух направлениях. Центробежный регулятор требуется один на всю систему, но количество контактов в нем должно быть соответственно увеличено.

Автоматическое уравновешивание роторов с применением следящих

Автоматическое уравновешивание роторов с применением следящих систем.

Показывается, что автоматическое уравновешивание роторов с применением следящих систем может быть выполнено в сочетании двух видов следящих систем^ Первая устанавливает балансировочный груз вместе со второй следящей системой компенсации неуравновешенности в плоскости неуравновешенности, а вторая следящая система компенсирует неуравновешенность в этой плоскости. Приводятся различные варианты схем автоматических уравновешивающих устройств с применением следящих систем, а также показывается возможность использования следящих систем в качестве систем управления другими автоматическими уравновешивающими устройствами.

Для машин с изменяющейся в процессе работы неуравновешенностью и работающих в закритической области необходимо обеспечить автоматическое уравновешивание на низких скоростях для обеспечения перехода через критическую скорость и дополнительную автоматическую балансировку на высоких скоростях для компенсации изменений неуравновешенности в процессе работы. Эти требования могут быть обеспечены только автоматическим уравновешивающим устройством с принудительным перемещением балансировочных масс за счет энергии, подводимой извне. Такая система автоматического управления представлена на схеме 2. Характерной особенностью ее является то, что она «работает от ошибки». При помощи некоторого сравнивающего устройства (СУ) регулируемая координата объекта управления (ОУ) автоматически сравнивается с желаемым значением, поступающим от входного (командного) устройства, вычитанием одной величины из другой. Выявляемый при этом сигнал рассогласования (сигнал ошибки) через усилительный тракт (УТ) управляет работой исполнительного органа (ИО), который воздействует на ОУ таким образом, что его регулируемая координата изменяется в направлении ликвидации указанного рассогласования. Таким образом, рассо-

С помощью изображенного автоматического регулятора может производиться автоматическое уравновешивание только одной (правой или левой) стороны ротора. Полная система автоматического регулирования, с помощью которой можно было бы производить уравновешивание ротора в двух плоскостях, должна быть несколько усложнена путем использования двух подобных устройств в двух направлениях. Центробежный переключатель требуется один на всю систему, но количество контактов в нем должно быть соответственно увеличено.

Показывается, что автоматическое уравновешивание роторов на всех скоростях можно обеспечить только устройством с принудительным перемещением балансировочных масс и автоматическим управлением этими перемещениями с учетом изменения сдвига фаз на разных скоростях. Приведена общая схема систем автоматической балансировки с применением следящих систем, а также схемы систем, устанавливающих балансировочные грузы в плоскости неуравновешенности и компенсирующих последнюю. Показана осциллограмма вибрации опоры ротора при автоматической балансировке, полученная на экспериментальной установке.

А в то о пер а тор — автоматическое устройство с ограничен* ным набором простых движений исполнительного органа, действующее по жесткой программе в общем цикле работы обслуживаемой машины-автомата. Характерная особенность автооператоров — сложность переналадки с одной операции на другую. На рис. 5.5 показана схема автооператора с двумя степенями свободы. Захват Н автооператора, выполненный в виде пневматического присоса, электромагнита, движется по траектории: подъем вертикально вверх, поворот в горизонтальной плоскости, опускание вертикально вниз.

Рис. 100. Автоматическое устройство для нарезания резьбы конструкции В. К. Семинского

Промышленный робот представляет собой автоматическое устройство с программным управлением, быстро переналаживаемое для выполнения различных операций, обычно его рабочим органом является механическая ручка с тремя — шестью степенями свободы, т. е. количеством допускаемых независимых перемещений (продольных, поперечных, вращательных, угловых и т. п.).

Автоматическое устройство, чувствительный элемент которого воздействует на регулирующий орган непосредственно, без дополнительного источника энергии, называют регулятором прямого действия. Питание такого регулятора энергией идет полностью за счет энергии регулируемого объекта, передаваемой через чувствительный элемент.

На схеме рис.5.18 представлено автоматическое устройство контроля остаточной деформации.

На 11 Государственном подшипниковом заводе разработано и внедрено автоматическое устройство для активного контроля колец подшипников из стали ШХ15. Результаты контроля записываются на самописце. Для анализа результатов используется третья гармоника (150гц) сигнала, снимаемого с датчика.

Теперь обратимся к способу улучшения однородности магнитного поля, который оказал решающее влияние на прогресс в области радиоспектроскопии ЯМР. Речь идет о коррекции однородности поля с помощью системы небольших плоских катушек, расположенных на поверхностях полюсных наконечников, называемых шиммами. Впервые шиммы использовал еще Уиметт [ 1 1 ] . Общую теорию шиммов разработали Арнольд [5], Андерсон [7, 9, 73] и Голей i[6]. Дальнейшее развитие эта идея получила в работах [4, 8, 15, 28, 66, 67]. Задача коррекции поля шиммами сводится к задаче о наилучшей аппроксимации неоднородной составляющей поля ДВН с помощью линейной комбинации п корректирующих полей ДВК, создаваемых токами в витках шиммирующих катушек. Набор шиммирующих витков позволяет почти полностью компенсировать линейные и квадратичные градиенты. Разрешение при этом увеличивается на 3 — 4 порядка и в сочетании с конфигурацией полюсных наконечников, удовлетворяющей условию В = const, доведено в современных ЯМР-спектромет-рах до Ю-9. Еще дальше этот метод развил Эрнст [68], который предложил систему автоматической коррекции однородности поля по характеру спектра образца с использованием ЦВМ. В качестве исходной информации для ввода в ЦВМ он предложил считать параметры спектра эталонного образца. Эти данные по специальной программе обрабатываются в ЦВМ, которая определяет, а автоматическое устройство устанавливает заданные корректирующие токи линейного и квадратичного градиентов. Этот метод может оказаться весь-

Автоматическое устройство работает следующим образом. При нагружеяин образца в зависимости от вида испытания изменяются расстояния (вдоль оси или По окружности) между захватами и буртиками, ограничивавшими рабочую часть образца, к которым прикреплена с одной стороны пластина 5 о измерительной шкалой, а с другой - шторка 7 о диафрагмой 8. Поскольку пластина жестко соединена о буртиками образца, а шторка неподвижна, штрих шкалы начинает перемешаться относительно краев диафрагмы. С помощью источника света и оптической системы неподвижная диафрагма и подвижный штрих проецируются о требуемым увеличением на плоскость проекции А-А. Смешение штриха относительно краев диафрагмы измеряется в указанной плоскости о требуемой точностью в любом диапазоне изменения размеров образца, так как при этом одна штрих уходит за край диафрагмы, а.другой, расположенный рядом на шкале, появляется. Контактное устройство II обеспечивает включение фоторегнстрируппего устройства 10 вря требуемых значениях усилия, принимаемого образцом. Для построения диаграмм достаточно измерить смешение штриха при известном усилия. Устройство позволяет осуществлять бесконтактное дистанционное измерение лилейной и угловой деформаций в неограниченном диапазоне и с достаточной точностью (после обработки пленки точность измерения составляет около 0,01 мм), а также производить измерения при высоких (низких) температурах. В этом случае пластину о измерительной шкалой • шторку следует удлинить я вынести за пределы печи (или хриоотата). .

Автоматическая сборка шариковых подшипников осуществлена на Первом ГПЗ в Москве, причем необходимое оборудование для их сборки также встроено в комплексную автоматическую линию. Поступающие на сборку .наружные и внутренние кольца шарикоподшипников автоматически измеряются и при этом устанавливается фактический размер между беговыми дорожками, применительно к которому и подбираются тела качения — шарики. Иначе говоря, здесь осуществлена селективная автоматическая сборка. •С этой целью шарики подразделяются с помощью специального автомата на ряд размерных групп в пределах общего допуска и передаются в соответствующие бункеры, каждый из которых хранит шарики только определенной размерной группы. По установлению фактического размера поступившей на сборку очередной пары колец (наружного и внутреннего) автоматическое устройство дает соответствующую команду, и шарики нужного размера по

время внедряется новое автоматическое устройство — автооператор, который позволяет при изменяющихся режимах нагрузки и напора поддерживать оптимальный режим работы гидроэлектростанций, автоматически включая или выключая по мере надобности те или иные их агрегаты. Широкое применение нашла автоматика и телемеханика на насосных станциях и шлюзах Волго-Донского судоходного канала им. Ленина и на других каналах. На тепловых электростанциях были автоматизированы и теле-автоматизированы многие производственные процессы: автоматизированы цеха топливоподачи (на Кемеровской ГРЭС и на других станциях), осуществлено дистанционное управление механизмами топливоподачи с центрального щита (на Березниковской ТЭЦ-2, ТЭЦ № 9 Мосэнерго и др.); в цехах химической водоподготовки автоматизировано управление кварцевыми фильтрами (Ивановская ТЭЦ № 1), хранение и подача раствора соли на ка-тионитовые фильтры; в котельных цехах автоматизированы процессы горения, питания, регулирования температуры перегретого пара, работы шаровых мельниц. Осуществлено дистанционное управление основными органами регулирования котельного агрегата; в турбинных цехах автоматизированы диаэраторы, редукционно-охладительные установки, сетевые подогреватели и т. д. (рис. 48).

электромагнита возникает магнитодвижущая сила, пропорциональная магнитной индукции в зазоре электромагнита, длине проводника катушки и току в катушке. При протекании по катушке импульса тока магнитодвижущая сила носит импульсный характер, что выражается в мгновенном выталкивании катушки из зазора. Такое кратковременное действие силы на столе стенда эквивалентно ударному воздействию на изделие в реальных условиях эксплуатации. Изменяя амплитуду и длительность импульса тока в подвижной катушке стенда, можно изменять величину и время действия силы. Регулируют импульс тока следующим образом. От выпрямителя заряжают конденсаторную батарею до определенного напряжения. По достижении этого напряжения срабатывает автоматическое устройство, прекращается зарядка конденсаторной батареи и поджигается игнитрон, через который в подвижную катушку начинает разряжаться конденсаторная батарея. По катушке проходит импульс разрядного тока, величина которого определяется напряжением на конденсаторной батареи, а форма и длительность — емкостью и индуктивностью. Таким образом, варьируя напряжение на конденсаторной батарее, емкость и индуктивность в определенных пределах, можно регулировать величину и длительность выталкивающей силы. Ударное ускорение, действующее на испытуемое изделие, зависит от массы катушки с ударной платформой, монтажного приспособления и самого испытуемого изделия. Ударные стенды обеспечивают линейную зависимость ударного ускорения от напряжения на конденсаторной батарее. Основные технические характеристики электродинамических стендов этого типа приведены в табл. 1.