Введение к работе
Актуальность проблемы. Размагничивание ферромагнитных изде
йіа'/ФИ/' является неотъемлемой частью тех технологических процес-;ов, в процессе коїорих ФИ подвергается воздействию магнитного Юля. Поскольку количество механизмов, рабочим органом которых [вляется магнитное поле, увеличивается, то проблема размагничива-[ия ФИ становится все более актуальной.
Намагниченное ФИ становится концентратором ферромагнитной :тружки, через которую проявляется отрицательное действие остаточ-гай намагниченности. Попадая в зазоры деталей, работающих на тре-іие, она способствует их быстрому износу и выходу из строя, за-рудняет сборку изделий, приводит к c6od в работа шестерных передач. Поэтому, конечной целью размагничивания является доведение ютаточнсй намагниченности /ОН/ до такого значения, при котором ітрухка, образовывающаяся при обработка, не удерживалась бы на гаверхности ФИ.
Существует множество устройств размагничивания принципом дей-ітвия которых является воздействие электромагнитного поля на раз. -іагнлчиваемое изделие. Большое разнообразие размагничивающих уст-юйств объясняется отсутствием универсального, эффективного раз -іагничивающего устройства. Требуемую универсальность и зффектив-юсть, под которой понимается производительность и качество,могут ібеспечить только автоматические система размагничивания /АСР/, істрая необходимость в АСР возникает при автоматизированном про-[эводстве ФИ, когда АСР входят в состав автоматической линии. В ном случае система управления АСР становится подсистемой управле-[ия автоматической линией, и характеристики ее информационных зле» іектов определятся последней.
Основным препятствием к развитию АСР является отсутствие редств контроля магнитного состояния ФИ. Если учесть, что каадое юшиностроителыюв предприятие нувдазтся в таких АСР, а каждое из отройств функционирует на основе использования информации о маг-:итном состоянии ФИ, то научно-техническая задача создания средств тбора первичной информации о магнитном состоянии перерастает ран-и частной технической задачи и приобретает государственные мае -ітабн.
лэтому рассматриваемые в диссертационной работе вопросы по соз-;акив датчиков для АСР являются актуальными.
Представленные в диссертации результаты получены при доведении работ в рамках Комплексной целеюй программы 198й-8?г.г. раз вития Киевского станкостроительного производственного объединения а также в результате выполнения хоздоговорных работ с рядом предприятий в период с 1984 по 1988г.
Цель и задачи исследований. Целью данной работы является раз< работка ферромодуляционных магнитных датчиков автоматизированных систем управления процессом размагничивания ферромагнитных издели: в уеловиях.производства и создания инженерных методов их расчета і разработки.
Поставленная в работо цель достигается путем решения следующих задач:
опредзляется функциональная связь между силой, действующей на ферромагнитную частину на поверхности ФИ, и измеряемыми параметрам! магнитного по./я на некотором удалении от поверхности ФИ;
производится анализ колебательного режима ферромодуляцион-ного чувствительного элемента, на основе которого разрабатывается методика расчета основных элементов магнитного датчика повышенной помехоустойчивости /магниточувствительного элемента, генераторов возбуждения и устройства обработки выходного ситнала/ для системы контроля и управления процессом размагничивания;
создание комплекса средств для измерения остаточной намагниченности и работы в составе автоматических систем управления процессом размагничивания.
Методы исследования. Решение сформулированных в диссертационной работе задач базируется на использовании теории нелинейных электрических цепей, математического моделирования потенциальных магнитных полей на основе решения нелинейных интегральных уравнений . Использованные методы реализованы в виде мапинных программ алгоритмов.
Достоверность полученных теоретических и прикладных резуль -татов и выводов подтверждена экспериментальными данными, а также данными, полученными в результате г.;сплуаташш магнитных датчиков стстем управления процессом размагничивания на ряде предприятий страны.
Научная новизна состоит в создании математической модели магнитной системы объекта на основании которой путем теоретических и экспериментальных исследований установлена функциочальная
ависимость между силой, действующей на ферромагнитную стружку ^С/ на поверхности ФИ, и составляющими напряженности магнитного оля в точке, но совпадающей с геометрическим центром ФС, что поз-оляет получать информацию о степеня намагниченности ФИ простыми эмеритальными средства, без использования дополнительных функ-яональных преобразователей.
В анализе и создании математической модели форсированного ш-ульсного возбуждения ФЧЭ при колебательной рвжимз его пшсодной :епк с использованием аркталгенсноя аппроксимации кривой памагнп-їшания сердечников ФЧЭ и учета влияния геометрии обмоток и на -рузки на функцию преобразования ФЧЭ, позеоліібших повисить точность іункцли преобразования и получить высокий энергетический уровень ііаодного сигнала ФЧЭ аа счет максимального использования эноргни :мпульса возбуждения.
Основные положения. вкносїімьіє на рчщигу.
-
Математическая модель магнитного статического поля в неод-лродной среде, позволящая установить связь между силой, дейст -іующей на ФС на поверхности ФИ, и составляющими напряженности по-ія рассеяния на некотором расстоянии от поверхности ФИ.
-
Результаты анализа колебательного режима ФЧЭ и методика юсчета и проектирования ФЧЭ с импульсным возбуждением и основних лементов магнитного датчика, измеряющего напряженность поля па :оверхности ФИ.
-
Результаты эксперименталышх псоледоваппй и элемент уст-юйств автоматического контроля процесса размагничивания на основний измерения еоставлящих напряженности магнитного поля рас -:еяния, защищенные авторским свидетельством.
Практическая ценность. Показана перспективность и необходи-юсть осуществления контроля и автоматического управления процесом размагничивания ФИ с помощью систєіш ФЧЭ с форсированным им-гульенш возбуждением.
Методика расчета ФЧЭ, элементов к оптимизация режимов работи (атчика позволяют создавать средства управления, использугвдяв информацию о магнитном состоянии ФИ.
Результаты диссертационной работы внедрены на:
Киевском станкостроительно*.) производственном объединении м. М. Горького;
Киевском опытно-показательном редукторном заводе;
- Первомайском машиностроительном заводе.
Общий экономический эффект от внедрения составил 259 тысяч рублей.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на следующих конференциях:
П Республиканская конференция "Робототехническив системы для промышленных технологических процессов'.' Ворошиловград, 1985г.
Зональный семинар "Методы и средства измерения механических параметров в системах контроля и управления1; Пенза, 198?г.;
1 Всесоюзная конференция по ТОЭ, Ташкент, 1987г.;
Всесоюзный семинар "Измерение перемещений в динамическом режиме? Каунао, 1987г.;
ХХП научно-техническая конференция профессорско-преподава тельского состава ШСИ, Ворошиловград, 1988г.
Публикации. По результатам диссертации опубликовано 7 пе -чатных работ, подучено авторское свидетельство на изобретение.
Объем и.структура диссертации. Работа состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы но 114 наименований, 3 при ложений к-содержит 93 страницы основного текста, 56 рисунков, 11 таблиц.
