Наукові конференції України, Інновації молоді в машинобудуванні 2020

Розмір шрифту: 
Синтез структур комбінованих багатопозиційних приводів з цифровим унітарним та комбінованим керуванням
В. В. Петренко, М. В. Іващенко, М. А. Новік

Остання редакція: 2020-05-18

Анотація


При розробці багатопозиційних пневматичних, гідравлічних, електричних та комбінованих приводів як з цифровим, так і унітарним або комбінованим керуванням на стадії розробки принципових схем виникає задача оптимізації (вибору) структури приводу виходячи як з заданих вхідних, так і вихідних характеристик. При цьому порівнюють переваги і недоліки пневматичних, гідравлічних, електричних та комбінованих багатопозиційних приводів з цифровим керуванням.

Так, наприклад, пневматичні та гідравлічні цифрові двигуни (приводи) які розглянуті в роботах [1,2,3] характеризуються значним осьовим габаритним розміром виконавчого циліндра. Довжина виконавчого циліндра залежить від кількості розрядів і визначається по залежності

L1 = 3 · Xmax = 3 · X0(2 ), n − 1

де Xmax - максимальна величина переміщення вихідного штока; X0 - дискретність; n – число розрядів. Статичне зусилля таких цифрових двигунів теж залежить від числа розрядів

Pст1 = π( 4 )

D2−d2 · P ж − Rn · n · z

де D і d - відповідно діаметри розрядних поршнів і вихідного штока; Rn - сила тертя розрядного поршня; z - число ущільнень розрядного поршня.

Недоліком таких приводів є і те, що для запобігання виникнення незапрограмованих рухів і забезпечення гальмування необхідно в структуру таких приводів включити направляючі і гальмуючі пристрої.

Перевагою таких приводів є те, що вони забезпечують високу точність позиціонування і повторюваність вихода в задану позицію вихідного штока, швидкість руху вихідного штока можливо регулювати, яка залежить від витрати робочого тіла (повітря, рідини), що підводиться до розрядних камер.

Цифрові двигуни, побудовані на базі об’ємного гідравлічного дозатора і виконавчого циліндра, характеризуються малим осьовим габаритним розміром виконавчого циліндра, значною величиною дискретності і незалежністю статичного зусилля від числа розрядів, тобто

L2 = Xmaxі Pст2 = π( 4 )

D2−d2 · P ж

Недоліком приводів з об’ємними дозаторами є те, що точність позиціонування вихідного штока виконавчого циліндра залежить від витрати рідини із робочих камер дозатора під час роботи [4].

Електричні крокові двигуни (ЕКД) характеризуються незначною потужністю, малою дискретністю ( φ = 1, 8° і менше) і незначною швидкістю. Обертовий рух ротора часто перетворюється в поступальний кінематичною парою: гвинт-гайка при цьому швидкість руху гайки визначається по залежності

V гай = nt2K

де n - оберти вихідного вала ЕКД t2 - крок гвинта К-кількість заходів гвинта.

Знаючи переваги і недоліки основних цифрових двигунів і знаючи вимоги до основних вихідних характеристик проектуємого багатопозиційного приводу синтезується часто комбінований багатопозиційний привод з заданими характеристиками.

В запропонованій роботі синтезовані деякі типи комбінованих приводів, керування якими здійснюється як у цифровому, так і в унітарному кодах. Такі цифрові приводи характеризуються незначними осьовими габаритними розмірами виконавчого циліндра, високою точністю, малою дискретністю, значною величиною переміщення, можливістю забезпечення заданих динамічних характеристик руху вихідної ланки.


Ключові слова


Цифрові приводи, пневматичний привод

Посилання


1. Режими позиціонування пневматичних цифрових приводів | | Вісник НТУУ

“КПІ”, Машиностроение -К.:2006 - №49.c.125-130

2. Новік М.А. Порівняння статичних характеристик багатопозиційних приводів з цифровим керуванням/ М.А Новік, В.Є. Дідовець/ Збірник наукових праць “Технологія і техніка друкарства” -2012.-Том.35, №1.-с.142-149

3. Новік М.А. Аналіз точності позиціонування цифрових приводів. //Вісник НТУУ “КПІ”, серія Машинобудування .-2008.-№54,-с.124-131.