Введение к работе
Актуальность работы. Реформы, проводимые в істояшее время в РФ. приводят к необходимости построения силовых тензометрических автоматических систем контроля и регулирования шевых механизмов и установок'с использованием новых технических 'едств. стремление уменьшить'обшйи вес пишевых машин и установок «водит к максимальному, облегчению деталей. ,однако~"при этом "Формы талей становятся весьма сложными,: насыщенными концентраторами пряжений^ вышеупомянутые Механизмы часто проектируются так. что знообразные по своему характеру операции выполняются в одно и то время и притон' 7 .одной деталью.. которая испытывает многократные рружения. при этом детали,в ряде случаез работают при больших пе-грузках. испытывают значительные деформапии. а теоретическое "оп-деление законов движения деталей и расчет напряжений, возникаю-' .х в них. становится невозможным. В этом случае основными метода-отладки работы механизмов и отработки долговечности деталей'мамы становятся экспериментальные методы исследований, особое вки-ние приходится обрашать на экспериментальные исследования кинетики и динамики пишевых машин, охватывающие определение перене-' ний. скоростей и ускорений, а также занер сил и моментов, дейс-уюших в машине, определение напряжений в деталях. Такие исследо-" яия /протают анализ" работы пишевых малин, позволяют в короткие зки выявить реальную-картину работы машины, установить истинные тайны появления отказов и поломок и найти способы устранения, їх дефектов в пишевых машинах. Можно сказать, что основным спо-іон -исследований является метод тензоизнерений.' достаточно гиб-і и обладающий широкими возможностями. Данная работа направлена этом в том числе ка поиски и создание технических средств-аз-атизапии контроля и управления, которые могут "быть использованы риненяеных в пишевои промышленности неханизнах. 'тензометричес-нето'ды экспериментальных исследований могут быть применены на
"/' ." <- -' .- " - w':' . : ;< : .- ."."-.:
- - . -...
. - ч.
разных этапах ^разработки конструкций машины при ее испытаниях и
эсллуатадии. Например, при технологических испытаниях опытко-про-
нышленного образна ножет быть выявлено соответствие .параметров
технологического пропесса техническому заданию на проектирование.
Тензонетрические машины ногут найти причины отказов'вследствие
чрезнерных напряжений. ; Тензоизмерения могут- быть повторены при
исследовании серийных образцов нашин и машин. _ находящихся в экс-:
плуатапии. Автоматизация также крайне необходима при транспорта-;
ровке продуктов переработки, разнообразных изделий пишевой промыш
ленности. Разработка научно обоснованных режимов и способов . ре
гулирование наиболее энергоемких операций позволяет интенсифиииро-.
вать производственный процесс, значительно повысить качество вы
пускаемой продукции с одновременным снижением затрат на ее произ
водство. Развитие технических средств автоматизации технологичес
ких процессоз неразрывно связано со стремительно прогрєсскруюпєй
электронной элементной базой, в связи с вышесказанным представля
ется актуальным разработка силовых и тензонетрических автоматичес
ких систем контроля и регулирования пишевых неханизноз и установок
с использованием новых технических средств. ;
Исходя.из вышесказанного,п елью работы является снижение затрат .труда, упрощение и повышение надежности механизмов к установок пишевых производств при уменьшении их габаритоз и веса путем разработки и внедрения силовых и тензонетрических автоматических систем.контроля и регулирования пииевых механизмов и -установок с использованием новых технических средств.'
Из пели вытекают следующие основные з а д "а ч и исследования:' - расчет силовых и тензопреобразовательных элементов и их использование е автоматических системах контроля и регулирования пишевых механизмов и установок, з тон числе, с обеспечением взаимозаменяемости тензопреобразователей. .включая синтез партия пепей . с полупроводниковыми тензорезистораии. ..а-также г терноконпенсапию тензопреобразователей и метрологическое обес- .
--.. 5. печение автоматических систен контроля и регулирования пишевых механизмов и установок;
- разработка измерительно-преобразовательных устройстз с исполь
зованием силозых и тензопреобразовательных элементов автомати
ческих систем контроля и регулирования пишевых механизмов и
установок с .решением вопросов: рассмотрения ' динамических
свойств электрических пепей с нелинейными полупроводниковыми'
тензочувствительныни элементами и особенностей переходных про
цессов в цепях с различными видами тензорезисторов; создания
импульсных тензопреобразователей. в том числе, термостабиль
ных, а также частотных теязокетрических реле;
- выявление особенностей при исследовании пишевых механизмов и
установок с помощью тензопреобразователей. з том числе: ис
пользование для этих целей знания свойств упругих элементов,
плоских пружин и тензопреобразователей; разработка разнообраз
ных новых технических средств для различного вида испытаний,
например, заглушек для гидроиспытаний как гидг-имеханической
автоматической системой регулирования, а также необходимых
элементоз автоматических систем регулирования давления или де
формации пишевых процессов - на основе геликоидальных мано
метрических пружин; разработка простого,доступного . надежного
способа преобразования температуры в перемещение,как составной
части тензометрических и силовых автоматических систем контро
ля и регулирования.пишевых механизмов и установок:
- обеспечение высокой степени надежности производства монтажных и такелажных работ пишевых производств путем использования силовых элементов и тензонетр'ии, а также за счет разработки более совершенных: механических автоматических систем регулирования на основе подъемно-тягозой системы с упругими отрицательными ббратныки связяни; приводных барабанов для ленточного ' тягового органа со знакопеременной намоткой и упругими отрипа- тельныни обратными связяни: автоматических систем контроля
грузоподьєнности крана, ловителей противовеса подъемника с уп
ругими отрицательными обратными связями." -. . "-".'';".
; При^решении указанных задач были получены следующие результа
ты, обладающие н а у ч н ой н о в и з"н о й._- - ' "
в диссертациивпедвые*.с целью обеспечения вз'аинозаненяёности. полупроводниковых л-ёнзорезисторов как по'йх величине начального
sx$z
,"iV,.'
н;іїї.пс.Хійочі.-і.;іл/л .-.к. ;;^і; !!iCvH. - ^"Пчя
сопротивления . так и по-наклону деФорнадионной характеристики.
- ""-". : :'.>*;Ч;.'"»^«<":-! K-s".'-'W"-"'ой'-з .. K,'tST,<4'.": г.% "r.-^iv:,'-;;."-.?!;.^»::^-:;'.": осуществлен синтез пеней.с _нини. при котором возможно получение
различных значений проводимости всей депи. а затеи, аппроксимирование линейной зависимостью с 'заданной точностью, т.е. . имея различные наклоны деформационной зависимости . можно синтезировать цепочки с одинаковыми зависимостями проводимости цепей .впервые осушествлен синтез партий цепей с полупроводниковыми тензорезистора-ни. сводящийся к решению двух основных задач: 1. синтез двухполюсника, деформационная характеристика которого аппроксимируется заданной линейной зависимостью; 2, синтез партии двухполюсников' с идентичнынии деформаыионныни характеристиками, на базе партии полупроводниковых ТЄН30РЄЗИСТ0Р0В.
Разработаны теоретические основы построения : -импульсного тензопреобразователя с применением токовых резис-
торов в разрядных цепях; * ."
схемы терностабильного инпульсного тензопреобразователя. ;
оригинальной схемы частотного тензонетрического реле.
заглушки для использования при исследовании пишевых механизмов и установок, защищенной авторским свидетельством на изобрете-
. ние и по существу являющейся механической автоматической системой, регулирования с регулятором пряного действия и гидромеханической .отрицательной обратной связью.
- геликоидальной манометрической пружины. " являвшейся'зленентон
.автоматических систем-регулирования давления* или деформации
пишевых механизмов и установок; '*.' * *" ' .^.-.-^-'.'*
- способа-преобразования тенпературы в перенешение. являющегося/
7.
необходимый при разработке тензонетрических и силовых автоматических систем контроля и регулирования пишевых механизмов и установок;
- устройства, защищенного авторским свидетельством на изобрете
ние, представлявшего собой механическую автоматическую систему
регулирования на основе подьемно-тяговой системы с -упругими
.отрицательными обратными связями;
защищенного авторским свидетельством на изобретение . устройства, представляющего собой механическую автоматическую систему регулирования на основе приводного барабана-"для.ленточного тягового органа с упругими 'отрицательными^бР^т^ыми-_-свя'зяНй; ''-''*.>
устройства. защищенного авторскимсвидетельством'на.*изобретение, представляющего собой ловитель противовеса в виде нехани-ческой автоматической системы регулирования с упругими отрицательными обратными связями. При этом при исследовании рассмотренных в диссертации механических автоматических систем регулирования применимы все методы теории автоматического регулирования для расчета автоматических систем регулирования.
Прикладное значение работы определяется следующими результатами, имеющими практич. ескую ценность, разработаны:
импульсный тензопреобразователь. позволяющий примерно в пять раз расширить частотный диапазон работы схены по сравнению с известными; ' ' - -.. -
схема терностабильного импульсного тензопреобразователя. в которой величина длительности импульса практически не меняется с
изменением температуры среды.
- оригинальная схема частотного тензометрического реле. Целесо
образность разработки предложенных в данной диссертации новых
.технических средств сзязано с тем, что на сегодняшний день по
добные микросхемы отечественной и мировой промышленностью не
выпускаются; Г " '
6.
- заглушка для использования при исследовании пишевых механизмов
и установок в случае проведения гидроиспытания полых изделий
типа труб, отличающаяся от известных повышенной надежностью,
на которую диссертантом получено авторское свидетельство, на
. изобретение. Особый интерес представляет использование данного устройства при'испытаниях избыточным давлением;
геликоидальная манометрическая"пружина, обеспечивающая'повышенную стабильность'характеристик в условиях переменных тен-ператур окружаюшей или измеряемой сред;
способ преобразования температуры в перемещение, имеющий более широкие возможности применения по сравнению с известными;
устройство по авторскому свидетельству на изобретение, обладающее повышенной надежностью путей синхронизации работы полиспастов, а также устойчивостью работы, что обеспечивается упругими отрицательными обратными связями;
защищенного авторским свидетельством на изобретение устройство, обладающее повышенной надежностью и устойчивостью работы, что обеспечивается упругими отрицательными обратными связями. при, этом в данной приводном барабане для ленточного тягового органа обеспечена знакопеременная намотка;
ловитель противовеса подъемника, обладающий повышенной надежностью и уменьшенными габаритными размерами., защищенный авторским свидетельством на изобретение.
внедрение результатов работы : проводилось' на предприятиях, РФ. . занимающихся, в том числе, производствен полуфабрикатов, изделий' пишевой промышленности.заготовкой продуктов сельскохозяйственного производства и т.д.'. начиная с 1976 г. все изобретения диссертанта внедрены в производство, о чей свидетельствуют приведенные в приложении к диссертации акты внедрения. Например, авторское свидетельство н 7*0703 внедрено В 1985 г. .на в/я 660 в г.Куйбышеве (нынешней Санаре) с экономическим эффектом 670 - тыс руб. по пенан 1965 г. Изобретение по авторскому
-. . ...---.--- -- - -- g.
свидетельству К 757451 использовано в конструкции улавлизаюшего
устройства стенда для испытания -падающих обьектоз Сп/я 4713) в
1980 г. с экономический эффектом 620 тыс. руб. в сенах 1960 г.
Изобретение по авторскоку свидетельству Н 15962IS использовано для
испытания труб на герметичность на участке подготовки производства
треста-N 7 г. Носкза. - - " -
Апробация основных результатов исследований проводилась на кафедре Автоматизации, робототехники и САПР и на предприятиях отрасли, где внедрялись изобретения диссертанта. По материалам работы имеется ч авторских свидетельства ка изобретения и И статей. Исследования прозояились на "Азтонатизааии. робототехники и САПР" и.на иелон ряде-предприятий пишевой промышленности. Содержание работы соответствует задачам исследований и отражает решение вопросов автоматизации контроля и регулирования влажности и температуры технологических пропессоз в пишевой ПРОКЫШЛ-ЭККОСТИ с ис-полі ованиен новых технических средств.
Объем работы. Работа состоит из взедения. четырех глаз. оснозкых результатов работы. изложенных на 14-9 страницах, содержит 4 приложения. 43 рисунка. 7 таблиц, список литературы кз 117 наименований.
СОДЕРЖАНИЕ- РАБОТЫ
Во взедении обоснована актуальность диссертационной работы. сформулированы цель и задачи исследования. Кратко изложено то новое, что вносится автором в проблему разработки тензометрических и силовых автоматических систем контроля и регулирования пишевых механизмов и установок.
В первой глазе рассмотрены вопросы, касающиеся расчета сило-зых и.тензопреобразовательных элементов и их использования в азто- ' іатических систенах контроля и-регулирования пишевых механизмов и становок. При этой при применении тензорезистороз учтена необходи-
10. мості, обеспечения их взаимозаменяемости, как по величине его нача-. льного сопротивления, так и по наклону деформационной характеристики, т. е. зависимости величины сопротивления от деформации. Она ножет быть.обеспечена либо технологическим путем, либо - созданием взаимозаменяемых электрических цепочек. В данной диссертации предпринята попытка осуществить такую взаимозаменяемость путем синтеза пепей с полупроводниковыми тензорезисторани ( ПТЗР). Любая схема с ПТЗР ножет быть сведена к схеме двухполюсника, содержащего кроме самого ПТЗР всего три независимых от тензонапряжения (давления) и желательно - от тенпературы резистора. Схемы с ПТЗР можно свести к двум. Рассмотрим два варианта деформационных характеристик ПТЗР: с положительным (ПТЗКС) и отрицательным (ОТЗКС) тензорезис-торным коэффициентом сопротивления. Здесь под ПТЗКС понимаем рост величины сопротивления с ростом тензонапряжения. а под ОТЗКС -падение этой величины. При этом у ПТЗР могут иметь место также два случая: с положительным и отрицательным температурным коэффициентом сопротивления/ Таким образом, задачу синтеза полупроводниковых тензорезисторов необходимо рассмотреть для двух вариантов: і.с положительным ТЗКС. 2. с отрицательным ТЗКС. Рассмотрим первый случай (вариант положительного ТЗКС). Тєнзочувстеитєльность (деформационная чувствительность) по проводимости для .упомянутых схем. для интересующей нас погрешности аппроксимации может быть записана как:
С* - / ad-cB
*? ' Ll(cR-d)*„ (1)
где а. ь. с. d - коэффициенты. Выбирая значения параметров схемы, ножно получать различные значений проводимости всей цепи, а затен аппроксимировать линейной зависимостью с заданной точностью.
Интересующая нас-погрешность аппроксимации определится как:
1 ' ч \ i--(cR(Pan)+d)4_ (2)
Таким образом, имея различные .наклоны зависимости . R( Р ).можно синтезировать'пепочки с одинаковыми завимостяни про-
----- ------ 11.
водимости пепей Y( Р ).
Для отрицательного ТЗКС все выкладки, полученные для предыдущего случая, не изменяются, если коэффициент L взять со знаком минус. Наклон деформационной характеристики будет обратным по отношению к первому случаю.
Представляет интерес также рассмотренный в диссертации синтез партий цепей с ПТЗР, который сводится к решению двух основных задач: 1. синтез двухполюсника, деформационная характеристика которого аппроксимируется заданной линейной зависимостью. 2. синтез партии двухполюсников с идентичными деформационными характеристиками на базе партии птзр.
Рассмотрим Решение первой задачи. т.е. синтез, двухполюсника, деформационная характеристика которого" аппроксимируется' заданной линейной зависимостью.
Особенностью решения данной задачи язляется то. что дєФоркі.-ционные характеристики цепей с ПТЗР не имеют точек перегиба. Поэтому при выборе параметров схемы и типа ПТЗР необходимо исходить из того, чтобы максимальная погрешность аппроксимации на требуемом диапазоне не превышала допустимой. Считаем, что нам задана аппроксимирующая прямая. В качестве Pan удобнее всего выбрать деформацию Ра. Синтез двухполюсника с ПТЗР. деформационная характеристика которого аппроксимируется заданной линейной зависимостью, можно свести к решению системы для ПТЗКС (сжимающая дефорнация) или ОТЗКС("растягивающая де'формапия). Система уравнений для этих двух случаев приведена в диссертации. Для удобства ресения этих' систем задаемся величиной одного из параметров линейной части и решаем систему относительно оставшихся шести неизвестных, в обшем случае решение этих систем получается достаточно громоздким, но это решение позволяет получать дзухполюсники на основе простых цепочек без применения функциональных схем.
Решение второй задачи сигітеза. т.е. синтез партии двухполюсников с идентичными деформационными характеристиками ка базе пар-
12. тии ПТЗР. представляет собой уже ранее рассмотренные задачи относительно того, что, инея птзр с птзкс и отзкс. можно подбором параметров схемы получить одинаковые деформационные характеристики депи. При этом номинальной деформационной характериСкой цепи, к которой должны стремиться все остальные характеристики, следует считать характеристику с ПТЗР, имеющим наибольший^ деформационный коэффициент сопротивления L. линейные параметры a. b. c.'d выбираются, исходя из требований, налагаемых на данную схему.-
Зная параметры птзр и линейных элементов схемы, ножно найти желаемую деформационную характеристику схемы у ( р ). которую можно аппроксимировать с заданной точностью.
Для получения цепочки с желаемой деФорнационной характеристикой при включении любого ПТЗР из партии, необходимо добиться равенства значений характеристик цепочек в начале аппроксинапии ( точка Ра), а также чувствительностей проводимостей по деформации. При этом для простоты расчета считаем, что при выполнении этих условий погрепшость аппроксимации не будет превышать допустимой в диапазоне деформаций, который был найден при аппроксимации желаемой характеристики.
Подбором определенных параметров добиваются идентичности характеристик.' Аналогично решается эта задача, если в качестве основных деформационных характеристик, к которым должны стремиться все характеристики цепей с ПТЗР. используется заданная характеристика. Были рассмотрены вопросы' термоконпенсации тензопреобразовате-лей и приведены Формулы-для расчета. Была опробована тернокомпен-саиия с применением в качестве тэрмокомпенсируюшего элемента тер модиода. что показало хорошую эффективность такой термокомпенса иии. Определены основные характеристики проволочных и полупровое никозых текзорэзистороз применительно к механическим автоматичес ким системам регулирования.
Рассмотрены^тензопреобразователи на основе гедистороэ. и
свойства и особенности применения в автоматических системах коні
1 - ,
13.
роля и регулирования.
Приведены вопросы нетрологического обеспечения силовых и тен-
зометрических автоматических систем контроля и регулирования пище
вых механизмов и установок. -
Во второй главе разработаны измерительно-преобразовательные устройства с использованием силовых и тензопреобразовательных эде-нентоз автоматических систем контроля и регулирования -пищевых механизмов и установок. ;
Рассмотрены динамические свойства некоторых электрических цепей с нелинейными полупроводниковыми тензочувствительными элемен-. тами ( НПТЭ )и особенности переходных процессов в цепях с различными видами тєнзорєзисторов. Изменяя величину мгновенной мощности VI без изменения статической мощности, можно регглирозать. в том числе увеличить, скорость изменения температуры тела нптэ, т. е. таким образом изменять положение рабочей точки НПТЭ. Этого можно достичь, если в качестве нагрузочного резистора применить нелинейные резисторы типа RI или RU. Такими ВАХ обладают пентоды, транзисторы, варисторы. стабилитроны.
Особенности таких цепей с НПТЭ были использованы для построения генератороз низких частот (ГНЧ). з которых применялись КПТЗ и нагрузочные резисторы типа RV (варисторы с характеристиками, близко совпадающими с падающим участком ВАХ НПТЭ).
Использование варисторов, например, вместо линейных резисторов дало возможность уменьшить частоту генерации в 4 раза. Включение нелинейных резисторов типа KI последовательно с нптэ позволяет получить схему релейного действия даже с такими НПТЭ. на которых в силу их малого отрицательного дифференциального сопротивления, релейный эффект с линейными нагрузочными резисторами получить невоз--можно без дополнительного ограничения в такой цепи.
Применение нелинейных аепей RC з релаксационных генераторах, работающих в режиме автоколебаний. позволяет построить преобразователи уровня напряжения питания схемы в частоту следования элект-
14.
рических импульсов постоянной амплитуды, преобразователи значені деформации з последовательность электрических импульсов постояннс амплитуды.
Заметим, что в качестве нптэ могут быть использованы полупрс
водниковые тензорезисторы поли- и монокристаллические, тензотирж
торы, туннельные тензодиоды. тенэосимисторы и т. д. >
Из сказанного выше можно сделать вывод 6 том. что путей пр* ненения нелинейных элементов; типа RI и RV мохно. с одной сторонь расширить функциональные возможности схем. а с другой - унєньпщі динамическую погрешность нптз при измерении деформаций, так кг несмотря на то. " что тензочувствйтельные элементы стараютсг. приме нять всегда в режинах малых перегревов, они (перегревы) всегда той или иной степени имеют место.
Таким образом , в диссертации рассмотрены динамически свойства некоторых электрических цепей с нелинейными ПОЛУПРСЗОДНи ковыми текзочувствительными элементами, которые практически н изучены. Данный вопрос рассмотрен на примере некоторых электричес ких цепей с различными видами тензорезисторов.
Предложена схема импульсного тензопреобразозателя. применени токовых резисторов" в зарядных цепях которого позволяет примерно пять раз расширить частотный диапазон работы схемы по сравнению с случаем использования, в зарядных цепях в качестве коллекторно нагрузки постоянных неуправляемых резисторов при одинаковом перво начальной зарядном токе.
Разработана схема термостабильного импульсного тензопреобра зователя. з котором показано, что при выборе транзистора, темпера турная характеристика коллекторного тока которого близка к темпе рэтурной характеристике тока тензорезистора. величина длительност: импульса практически не меняется с изменением температуры срєіш Экспериментальными исследованиями подтверждено, что при кзменени: температуры среды на 40 К частота генерируемых импульсов неняетс: не более, чем в полтора раза вместо двадцатикратного изменения :
15.
обычной схене. Целесообразность разработки предложенных-в данной
главе устройств сзязана с тем. что на сегодняшний день подобные
микросхемы отечественной и мировой промышленностью не выпускаются.
Предложена оригинальная схема частотного тензонетрического
реле., особенностью которого язляется применение в цепи ' снеаения
резисторов текзочувствительных элементов с релейной'характеристи
кой типа S и использование в работе преобразователя падающего
участка релейного элемента. . " .
В третьей главе диссертации рассмотрены особенности исследо
вания пииевых механизмов и -установок при помощи тензопреобразоза--
телей. . ....
. Рассмотрены вопросы тензойзнёрений деформации упругих элементов простой и сложной Форм механизмов и установок пишевых маиих- и указано на необходимость и особенности учета Форм деталей-при разработке и испытаниях силовых, и тензонетркческих' автоматических систем контроля и регулирования пишевых механизмов -. установок
При рассмотрении тензоизмерении деформации упругих эле-нектоз механизмов и установок пишевых наших учитывали.- детали какой Формы надо тензометрировать. При этом разделяли детали ка: детали простой формы и детали сложной формы.
Рассмотрены наиболее часто встречающиеся в пишевых механизмах и установках некоторые виды плоских пружин, основными параметрами которых являются нонект. максимальный угол поворота точки приложения силы, прогиб и жесткость. Рассмотрено применение плоских пружин как зленента механических автоматических систен.
Разработана для использования при исследовании пишевых механизмов и установок в случае проведения гидроиспыгания полых изделий типа труб, заглушка, ка которую диссертантом получено аз-торское свидетельство ка изобретение 13 J. данное устройство отличается от иззестнкх повышенной надежностью и по-сушєству язляется миниатюрной автоматической .системой регулирования с регулятором пряного . действия , и гидромеханической .отрицательной обратной
16. связью. Особый интерес представляет использование данного устройства при испытаниях избыточным давлением. Эффективность работы устройства заключается в повышении надежности закрепления предлагаемой заглушки на трубе и герметизации последней как за счет первоначального зажима конца патрубка с разрезами выступон - крышки, так и созданием повышенного давления в пространстве нежду корпусом и патрубкон по сравнению с давлением в трубе за счет изоляции ука-занного пространства от полости трубы при перекрытии отверстий выступа крышки кондом патрубка и дальнейшего повышения'давления в этом пространстве путем уменьшения его объема при довинчивании крышки. Описанная заглушка была экспериментально апробирована в гидротранспортных установках.' предназначенных для подачи низкоконсистентных смесей (кормосмесей для Ферм, зерновой смеси, барды, пишевых отходов, молока и др. ). При испытаниях линию трубопровода или ее участок отключают от аппаратов и дря^их трубопроводов заглушками, в качестве которых использовалась описанная заглушка.
Предложена геликоидальная манометрическая пружина, имевшая стабильность характеристик в условиях переменных температур окружающей или измеряемой сред.
Целью предложенного в диссертации устройства является расширение возможностей применения и повышение 'стабильности В УСЛОВИЯХ меняющихся тенпёратур. Поставленная цель в предложенной геликоидальной манометрической пружине., использованной в качестве нанометра, достигается тем, что она дополнительно снабжена сдвоенными пружинными трубопроводами, заполненными хладагентом, образуя строенную пружину, причем входной патрубок давления, входной и выходной патрубки хладагента выполнены с одного конца пружины, а другой конец пружины образован глухим патрубком давления и глухим патрубком хладагента, образованным герметично сообщающимися сдвоенными пружинными трубопроводами.
Разработан способ преобразования температуры в перемещение, являющийся составной частью при разработке .тензометрических и си-
17.
ловых автоматических систен контроля и регулирования пишевых механизмов и установок, с пелью расширения возможностей применения данного способа, соединяют последовательно механические термозависимые элементы в виде пружин. выполненных из материалов с различными модулями упругости, прикладывают к свободным конпан последовательного соединения пружин заданную силу, дєформируют их. жестко закрепляют свободные концы пружин и используют тенпературные изменения модулей упругости материалов пружин и связанное с ними тем-пературное изменение точки соединения пружин относительно неподвижной точки закрепления свободных кониов пружин для преобразования температуры в перенешение. Предлагаемый в диссертации способ преобразования температуры в перемещение'ножет быть использован как составная часть при разработке тенз'ометрических и силовых автоматических систем контроля и регулирования пишевых механизмов и установок. Способ позволяет создавать технологичные устройства. Для их создания не нужно герметичных соединений и объемов, заполненных расширяющимся от температуры газом или жидкостью. Устройства автоматики, выполненные на основе предложенного способа, чувствительны и точны. Использование иной, чем применявшаяся ранее температурная зависимость (модуль упругости от температуры), расширяет возможности создания не только элементов автоматики типа температурного реле или температурного измерителя, но и делает возможным создание обратных преобразователей. работающих на новой основе. Широкие возможности открываются в области создания температурных компенсаторов. В автоматике и приборостроении широко используются устройства с пружинами. Реализация принципов преобразования в таких устройствах позволяет их делать более стабильными и устойчивыми к действию температуры.
3 четвертой главе диссертации рассмотрено использование силовых элементов и тензометрии при производстве монтажных и такелажных работ пишевой промышленности. . . "- "Диссертантон рассмотрены возможности применения при.произ-
18.
водстве монтахных и такелажных работ целого , конплекса различных механизмов и установок пишевых машин. Такие способы и устройства опубликован диссертантом в ряде статей С 11 - 20 ]. К ним относятся: способ подъена столбов и мачт; рычажный подьенник с нанипуля-торами для труб; телескопическая стрела; домкрат с упругой кане-рой: устройство для нанртки каната; вертикально переметавшийся подъемник; устройство для подъена и перенешения грузов; устройство для подъена грузов; устройство для выгрузки крупногабаритного оборудования; способ монтажа корпуса резервуара из рулонированных полотнищ; способ нонтажа начты и стрелы подъемника с использованием шарниров: опорный шарнир для подъема цилиндрических аппаратов в вертикальном положении; монтажный портал для установки тяжеловесных блоков: приспособление для установки предметов, поднимаемых винтовым домкратом; подъемные механизмы; ^гидромеханическое подъемное устройство; устройство для прижима каната к барабану лебедки; устройство для выгрузки крупногабаритных грузов; грузоподьєнноє устройство крана; траверсная тяговая системаґ рычажный гак; крановый крюк; узел крюковой подвески.
При производстве монтажных работ пишевых производств большое
значение ногут иметь подъемно-тяговые системы, с использованием
которых нани была построена механическая автоматическая система
регулирования на основе подъемно-тяговой'систены с упругими отри
цательными обратныни связями . .
Предложенное в диссертации устройство защищено авторский свидетельством [ 14 ] и относится к . грузоподъемным механизмам, а именно, к полиспастнын системам, и его целью является повышение надежности работы путєн синхронизации работы полиспастов,и обеспе-_ чивает подъем в заданном положении.
В процессе подъена груза при этом происходит выравнивание усилия в сбегающих нитях всех полиспастов, это имеет место вследствие- того, что устройство представляет собой НАСР с УООС.
С пелью автоматического контроля за мгновенным состоянием уп--
ругих элементов на них помешаются тензопреобразователи. Данная подъенно-тяговая система была использована при монтаже резервуаров
'и цистерн большой-емкостидля^пишевых^продуктов.г^а^та^е-для^нон-,
тажа колонн браго-ректификапионных установок . и установки их в определённом положении',--например под углон к горизонту. -''-" -"'- :- -- ' Предложено защищенное авторским свидетельством:на изобретение ' устройство С 12 ]. на "основе*"приводного барабана для ленточного тягового органа.с._ упругими'отрицательными обратными связя-____ ми,; 'обладавшее"повышенной:; надежностьюнеустойчивостью Ф'абот-'что . . .* обеспечивается упругими отрицательными обратнъши,связями.'*'Пр'и'э'тон в данном приводном барабане для'ленточного"тягового органа обеспечена знакопеременная намотка. Целью данного.изобретения диссертанта является повышение надежности работы барабана. Для этого ось сквозного-цилиндрического отверстия расположена от внутренней поверхности желоба на расстоянии, равном, по меньшей мере, трем радиусам упомянутого отверстия, а внутренняя поверхность желоба в месте его перехода к сквозному цилиндрическому отверстию, выполнена в виде симметрично расположенных округлений, радиус которых равен радиусу сквозного цилиндрического отверстия. Использование предложенного устройства позволит, увеличить срок службы ленты в два раза, повысив надежность устройства. Работа барабана при полном разматывании с него ленты безопасна, что .важно. при работе, подъемно-транспортного оборудования при производстве монтажных-работ «пишевых производств. Описанное устройство использовалось в конструкциях транспортеров и конвейеров, а также других н'ашин и механизмов, применяемых в пишевой промышленности, напринер, в КОНСТРУКЦИИ механической лопаты ТНЛ-2Н, предназначенной для разгрузки зерна из вагонов.
В диссертации предложена также -система автоматизированного « контроля' грузоподъемности крана І І У. "обладающая повышенной на- . ' - 'дехностью' и обеспечиваюшая- устойчивую "работу^данного^крана.^-"Такое J .грузоподъемное устройство ножет найти широкое'-применение ПРН'НОН-" .:
20. тахе оборудования пишевых производств, при изготовлении и нонтаже 'неталлоконструкпии и нестандартизированного оборудования.' нонтаже холодильного оборудования, сушилок и печей, маслоотжинного агрегата и наслоэкстракпионных установок, диффузионных аппаратов, варочных, "выпарных и теплообненных-аппаратов, оборудования для мойки, изнельчения. сортировки и снешивания. монтаже транспортных устройств и обшеотраслевого оборудования. Такие металлические коне-' .трукпии,как неталлические силосы для хранения муки, поступающие на монтажную площадку в собранном виде, монтируют "с колес" с помощью стреловых грузоподьенных механизмов .
При этом неотъемлемой частью является использование АСК и АСР при установке, вьгаерке, креплении оборудования и конструкций, а также при испытании смонтированного оборудования.
в диссертации предложена блок-схема автоматической систе- ' мы. которая содержит также устройства индикации, контроля и управления.- которое обеспечивает отключение механизмов подъема и включение- захватов или изменение положения опор.
с целью автоматического контроля за мгновенным состоянием упругих элементов на них помешаются тензопреобразователи. например, наклеиваются и включаются в соответствующую измерительно-преобра-зовательную схему с выводом на регистрирующий прі.сор.
Предложено устройство, защищенное авторским свидетельством на изобретение [ 15 ). представляющее собой ловитель противовеса в виде неханической автоматической системы регулирования с упругими отрицательными обратными связями. При этом для расчета таких механических автоматических-систем регулирования применимы все методы теории автоматического регулирования для расчета автоматических систем регулирования.
данный ловитель противовеса был использован при производстве такелажных работ на предприятиях пишезой промышленности. Преимущественно применяться данное устройство . может в подьемно-транс-портнон оборудовании, в'частности для "торможения с использованием
21. рения, а также, например, для удержания противовеса подьенни-Иелью разработки данного ловителя противовеса подьенника было ение надежности и уменьшение габаритных размеров устройства. Это достигается благодаря тому, ' что предложенное устройство ?но возвратной втулкой, установленной в корпусе и охватываю-пунжєр, а шарики выполнены с разными диаметрами и установлены іусе группами, образующими несколько горизонтальных колеи, іто выполнена найденная диссертантом и привенденная в диссер-. зависимость. Описанное устройство было применено в конструк-'азличных подъемников на предприятиях пишевой промышленности, гности, в конструкции пакетосборшика и пакеторазборшика на эиятиях по выпуску пиво-безалкогольной продукции. В несколько їнном виде данный ловитель был апробирован в качестве надеж->станова в конструкции ленточных норий, предназначенных для сальной транспортировки зерна и продуктов его переработки.