Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ: . 5-8
ГЛАВА I. ОБЗОР ЖТЕРАТУРЫ
Структурные основы биологических функций иммуноглобулинов.
-I.I. Структура иммуноглобулинов 9-П
1.2. Механизмы активации эффекторных функций антител 11-12
1.3. Сегментальная гибкость иммуноглобулинов 12-14
1.4. Влияние шарнирного участка на свойства молекул иммуноглобулинов 14-18
1.5. Влияние антигенов на пространственную структуру иммуноглобулинов 18-23
1.6. Система кроличьих анти-полисахаридных igG антител , 23-27
1.7. Антитела как аллостерические белки 27-30
1.8. Конформационные изменения igM антител в результате связывания антигенов 30-33
1.9. Механизмы активации системы комплемента 33-36
I.10.Заключение и общая постановка задачи исследования 37-39
ГЛАВАМ. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
2.1. Материалы и методы исследования 40-51
2.2. Результаты исследований
2.2.1. Температурно-пертурбационная дифференциальная спектрофотометрия свиных анти-ДНФ igG антител 52-57
2.2.2.Сольвентно-пертурбационная дифференциальная спектрофотометрия свиных анти-ДНФ IgG антител 57-59
3. Экспериментальное исследование гидроэлектрического преобразователя расхода рабочих жидкостей для системы автоматического управления 133
3.1. Экспериментальная установка для исследования ГЭПР 133
3.2. Методика проведения экспериментальных исследований ГЭПР 135
3.3. Планирование эксперимента 140
3.4. Исследование статической характеристики ГЭПР 146
3.5. Исследование динамической характеристики ГЭПР 150
3.6. Выводы 154
4. Система автоматического контроля расхода рабочих жидкостей станочных гидроприводов на базе гидроэлектрического преобразователя расхода с магнитожидкостным сенсором 155
4.1. Синтез системы автоматического контроля расхода рабочих жидкостей станочных гидроприводов 155
4.2. Методика инженерного расчета ГЭПР с учетом экспериментальных данных 164
4.3. Вторичный микропроцессорный преобразователь с цифровой индикацией 166
4.4. Выводы 171
Заключение 172
Список литературы 174
Приложения 184
Введение к работе
Автоматизация производственных процессов является необходимым условием повышения производительности труда и улучшения качественных показателей машиностроительного производства. Одними из важнейших параметров, которые подвергаются автоматизированному контролю, являются скорость и расход рабочих жидкостей гидроприводов станков, что приводит к необходимости внедрения и совершенствования систем автоматического контроля, регулирования и управления потоками рабочих жидкостей. Совершенствование станочных гидроприводов способствует повышению надежности, точности и качеству обработки, снижению энергозатрат при производстве продукции.
Вопросам разработки САУ станочных гидроприводов посвящены работы ученых Д. Н. Попова, Т. М. Баллы, В. К. Свешникова и других [8, 85, 90]. Основные требования, которые необходимо учитывать при разработке систем автоматического управления: возможность работы в динамических режимах при частых включениях, остановках или изменении скорости; увеличение надежности действия гидроприводов; исключение утечек, приводящих к повы- г шенному расходу рабочих жидкостей и загрязнению рабочего места; повышение точности регулирования рабочей жидкости, что улучшает качество работы системы.
При разработке систем автоматического регулирования должен быть решен вопрос выбора первичных измерительных устройств. Существующие преобразователи расхода, анализ конструкций которых проведен учеными П.П. Кремлевским, Г. П. Катыс, С. С. Кивилис и другими, не удовлетворяют полностью современным требованиям, предъявляемым к этим устройствам как к элементам систем управления по быстродействию, энергозатратам, простоте конструкции и надежности [59, 60, 67, 68]. Существует необходимость проведения исследований в области измерительной техники с целью исполь зования различных физических явлений и новых материалов в качестве основы вновь создаваемых преобразователей расхода.
Поэтому перспективным и актуальным для автоматизации контроля расхода рабочих жидкостей станочных гидроприводов является разработка гидроэлектрических преобразователей расхода, принцип действия которых основан на взаимодействии гидродинамических сил потока жидкости и явлений магнитного поля.
Среди многообразия преобразователей расхода наиболее распространены расходомеры переменного перепада давления (РППД), принцип действия которых основан на использовании энергетических закономерностей, определяющих зависимость энергии потока и его скорости от физического состояния среды [67]. РППД выполняются в различных конструктивных вариантах, но единым для них является создание гидросопротивления потоку жидкости. Одним из недостатков этих устройств является ограничение по диаметру трубопровода, что не позволяет измерять расходы в трубах малого диаметра ( 50 мм), значительная протяженность прямолинейных участков трубопровода. Отсутствует возможность измерения расхода нестационарных потоков жидкости, существуют жесткие ограничения по установочным дли- А нам трубопроводов. Измерительные устройства, применяемые в этом случае, должны обладать хорошими динамическими характеристиками. В случаях измерения нестационарных потоков не представляется возможным использование традиционных стандартных диафрагм расходомеров переменного перепада давления. Поэтому, учитывая достоинства и массовое распространение РППД, перспективным является их модернизация в конструктивной части - диафрагмы, которая являлась бы динамически управляемым чувствительным элементом. С этой точки зрения интересно использование магнитной жидкости, которая имеет полевое управление [102].
Целью данной диссертационной работы является автоматизация контроля расхода рабочих жидкостей станочных гидроприводов, обеспечиваемая использованием гидроэлектрического преобразователя расхода с магни тожидкостным сенсором в качестве элемента обратной связи системы автоматического управления, приводящая к повышению точности регулирования и снижению энергозатрат.
Работа состоит из четырех глав.
В первой главе выделены основные требования, предъявляемые к преобразователям расхода, проведен сравнительный анализ контактных расходомеров, сформирована задача исследования.
Вторая глава посвящена рассмотрению физических основ реализации гидроэлектрического способа измерения расхода диэлектрических жидкостей, проведено теоретическое исследование статической и динамической характеристик преобразователя расхода с магнитожидкостным сенсором. Теоретические исследования базируются на использовании методов теории автоматического управления, уравнений электрогидродинамики и уравнений, описывающих характер электромагнитного поля, теории упругих оболочек.
В третьей главе проведено экспериментальное исследование статических и динамических характеристик преобразователя расхода с использованием различных рабочих жидкостей при изменении температуры рабочей среды. Экспериментальные исследования проведены на специально разработанной установке и экспериментальном образце ГЭПР с использованием методов и средств электротехнических измерений, видеосъемки, системы контроля и диагностики «Крона-511» для снятия статических и динамических характеристик. Обработка результатов измерений осуществлялась с помощью программного продукта Mathcad и методов математической статистики.
Четвертая глава посвящена разработке и расчету системы автоматизированного контроля расхода рабочих жидкостей станочных гидроприводов, в которой в качестве элемента обратной связи используется гидроэлектрический преобразователь расхода с магнитожидкостным сенсором. Разработано вторичное устройство, в котором ГЭПР является первичным датчиком. Даны рекомендации по использованию преобразователя расхода и инженерная методика его расчета.
Научная новизна работы заключается в следующем:
1. Разработаны метод автоматизированного контроля и система автоматического регулирования расхода рабочих жидкостей станочных гидроприводов с использованием ГЭПР с магнитожидкостным сенсором.
2. Теоретически обосновано использование для автоматизации контроля расхода рабочих жидкостей станочных гидроприводов упругооболочечного магнитожидкостного сенсора.
3. Получены математические модели для деформации упругооболочечного сенсора, статических и динамических характеристик ГЭПР как элемента обратной связи системы автоматизированного контроля расхода рабочих жидкостей станочных гидроприводов.
Работа выполнена в соответствии с грантом № НШ-2064.2003.8 Минпромнауки России, ее научные и практические результаты использованы в плановых госбюджетных научно-исследовательских работах за 1999-2004 гг., выполняемых на кафедре «Управление и информатика в технических системах» Балаковского института техники, технологии и управления (БИТТУ) СГТУ, по направлению «Векторно-энергетический анализ и синтез элементов автоматики и систем управления». Результатом является создание экспериментального образца ГЭПР жидких сред и вторичного микропроцессорного преобразователя.
Разработанная система автоматизированного контроля расхода рабочих жидкостей станочных гидроприводов рекомендована к внедрению на участке токарного производства механического цеха ОАО «Балаковский завод запасных деталей», на Балаковской атомной станции в системе маслоснабжения уплотнений подшипниковых узлов вала турбогенератора, ОАО «Балаковоре-зинотехника».
На защиту выносятся следующие положения:
1. Система автоматизированного контроля расхода рабочих жидкостей станочных гидроприводов на базе гидроэлектрического преобразователя расхода с магнитожидкостным сенсором.
2. Метод аналитического расчета статических, динамических характеристик и математической модели ГЭПР как элемента обратной связи системы автоматизированного контроля.
3. Результаты экспериментальных и теоретических исследований ГЭПР с магнитожидкостным сенсором.
4. Методика инженерного расчета и результаты внедрения гидроэлектрического преобразователя расхода в производственных условиях на токарном полуавтомате с ЧПУ мод. 1725МФЗ.
Теоретические и экспериментальные исследования выполнены на кафедре «Управление и информатика в технических системах» Балаковского института техники, технологии и управления при Саратовском государственном техническом университете.
