Введение к работе
Актуальность темы. Использование электромагнитных синхронных механизмов и . псевдоупругих подвесов, функционирование которих основано на Оесконтактном взаимодействии зубцовых зон посредством магнитного поля, позволяет повысить экономичность и надежность самых различных технологических агрегатов, а также создать устройства с принципиально новыми свойствами.
Наиболее существенными с практической точки зрения особенностями магнитных связей являются отсутствие непосредственного механического контакта взаимодействующих частей и плавное управляемое изменение жесткости в широком диапазоне. Кинематическая структура электромагнитного передаточного механизма может быть безударно изменена непосредственно в процессе его работы без предварительного согласования положения и скорости движущихся частей.
Перспективной областью применения управляемых магнитных связей являются вибромашины, в которих в качестве основного режима используются резонансные колебания рабочего органа. Данный тип машин относится к числу наиболее аффективных, однако поддержание резонансного режима в условиях изменения рабочей нагрузки связано с определенными трудностями. Возможность бесступенчатого регулирования собственной частоты колебательной системы за счет изменения жесткости магнитной связи позволяет поддерживать колебания с амплитудой близкой, к резонансной.
широкое распространение машин, рабочий орган которых совершает возвратно-поступательное движение, делает актуальной разработку и исследование эффективного и надетого привода, построенного на базе вращательного двигателя и электромагнитного бесконтактного механизма, преобразующего непрерывное вращательное движение в возвратно-поступательное.
Целью настоящей работы является теоретическое и экспериментальное- исследование машин, использующих бесконтактное магнитное взаимодействие элементов передаточного механизма или колебательной системы, и разработка предложений по расширению их применения.
Метода исследования. Ь днссоотяцііоішоі! puoort; исіюль-'ег.ини
теоретические и экспериментальные методы исследования, теоретические исследования основаны на математических методах анализа нелинейных колебательных систем: методе усреднения, методе точечных отображений, численном интегрировании. Экспериментальные испытания проводились с целью проверки корректности математической модели и подтверждения теоретических результатов.
Научная новизна. Разработана оригинальная схема подстройки собственной частоты колебательной системы вибростенда под частоту воздействия, использующая электромагнитный подвес с регулируемой жесткостью. Получено уравнение подстройки собственной частоты, найдено его аналитическое решение, определены время и характер подстройки частоты. Предложена автоколебательная схема привода с возвратно- поступательным движением выходного звена, в которой применен управляемый электромагнитный механизм типа "винт-гайка". Определены условия существования и устойчивости стационарных синхронных режимов движения привода. Показана возможность одновременного существования устойчивых синхронных и асинхронных режимов. Получены условия устойчивости синхронного движения "в большом".
Практическая ценность. Разработана схема фазовой автоподстройки собственной частоты электродинамического виброисштательного стенда, позволяющая в широком диапазоне частот обеспечить резонансный режим возбуждения. Тем самым расширен уровень воспроизводимых стендом воздействий и снижено его энергопотребение. Аналогичные схемы, в основе работы которых лежит идея управления жесткостью магнитной псевдоупругой связи, могут быть использованы для стабилизации резонансных режимов других вибрационных машин.
Предложенная в диссертационной работе схема возвратно-поступательного привода с управляемым электромагнитным передаточным механизмом применена в конструкции погружного перекачивающего агрегата для нефтедобывающей промышленности. Использование данного привода вместо более дорогостоящего линейного электродвигателя позволило повысить надежность и экономичность агрегата. Возможной областью приложения результатов работы являются различного рода транспортирующие системы и манипуляторы.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на постоянно действующем научно-техническом семинаре кафедры теории механизмов и машин СПбГТУ, на заседании секции "Теория механизмов и машин" С.Петербургского Дома Ученых.
Публикации. По материалам диссертации опубликованы две статьи, получено авторское свидетельство и положительное ' решение на выдачу патента (оформление патента завершается).
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 51 наименование, и содержит 124 страницы машинописного текста, в том числе 30 рисунков.