Journal articles on the topic 'Вібраційне обладнання'

Основою розвитку машинобудування є підвищення ефективності виробництва, збільшення випуску продукції і підвищення її якості за одночасного зниження трудових витрат, поліпшення організації та управління виробництвом. Це забезпечується вдосконаленням існуючих і впровадженням нових видів устаткування, технологічних процесів і засобів їх механізації та автоматизації. Вдосконалення засобів автоматизації здійснюється як створенням засобів автоматизації існуючого устаткування з метою підвищення його ефективності, так і створенням нових технологічних комплексів, де пов’язані питання підвищення продуктивності, надійності, рівня автоматизації, якості продукції тощо. Найбільш трудомісткими з погляду автоматизації вважаються процеси, які пов’язані з необхідним орієнтуванням виробів під час, наприклад, оброблення, складання, контролю, пакування тощо. Для його реалізації найефективнішим є вібраційне устаткування, завдяки якому здійснюється орієнтування виробів у необхідне положення та переміщення їх на робочу позицію або в технологічне обладнання. Важливого значення, з погляду підвищення ефективності роботи існуючих систем під час спряження деталей, а також позиціонування їх у взаємодії з маніпуляторами набуває застосування у виробничих процесах специфічних вібраційних транспортувальних пристроїв. Їх суттєвою особливістю є те, що переміщення виробу здійснюється не в результаті сумісного руху з робочим органом, а внаслідок вібрації останнього. Ця обставина визначає низку важливих технологічних та експлуатаційних переваг. Використання електромагнітного приводу в таких пристроях дає змогу реалізувати необхідність частого майже миттєвого безінерційного їх урухомлення (увімкнення і вимкнення), а також плавне регулювання швидкості та зміни напрямку руху. Пристрої створені за структурною схемою транспортерів з незалежним багатокомпонентним збуренням коливань та електромагнітним приводом у дво-, три- і багатомасових коливальних системах з комбінованими пружними системами, що робить їх універсальними, уможливлює реалізацію різних режимів вібротранспортування, дистанційного або програмного керування роботою тощо.

В статті розглядаються можливість визначення аварійності технологічного обладнання на ранніх стадіях за рахунок фіксації змін вібрацій при роботі обладнання. Для цього в роботі розглянуто використання консольних п’єзоперетворювачів на базі асиметричних біморфних п’єзоелементів, причому найбільшу увагу приділено визначенню лінійних розмірів та форм таких перетворювачів для побудови ефективних систем фіксації зміни вібраційної картини роботи обладнання. Розроблені макети, проведені експериментальні дослідження, отримано рекомендації по розробці п’єзоперетворювачів для систем раннього визначення аварійних ситуацій.

Збільшення в промисловості частки дрібних підприємств призводить до ускладнення організації підтримання обладнання в робочому стані. Одним з можливих шляхів вирішення цієї проблеми є постійний моніторинг стану обладнання. Достатньо простим і в той же час інформативним є аналіз віброакустичної активності машин. Періодичне створення „вібраційних портретів“ машини дозволяє їх порівнянням визначити тенденції в змінах стану ланок кінематичного ланцюга. Збільшення швидкості наростання інтенсивності вібрацій, що генеруються певними складовими машини, є підставою для перевірки таких деталей і виключення аварійних зупинок (поломок) машин.

The subject of study in the article is a digital platform for vibration diagnostics of industrial equipment. The aim is to increase the informativeness of vibration diagnostics processes of industrial equipment by developing and implementing IoT-oriented solutions based on the concept of intelligent sensors and actuators according to the IEEE standard 1451.0-2007. Tasks: to substantiate the feasibility of using platform-oriented technologies for vibration diagnostics of industrial equipment and choose a cloud service for the implementation of the platform, to develop software and hardware solutions for IoT-platform for vibration diagnostics of industrial equipment; calibrate the vibration diagnostic system and check the accuracy of the measurement. The methods used are microservice approach, multilevel architecture, methods for assessing the condition of equipment by vibration indicators. The following results were obtained. The Microsoft Azure IoT platform, which provides the infrastructure for creating and managing cloud applications, was chosen as the cloud computing platform for the industrial equipment vibration diagnostic system. Azure Internet of Things Suite is a Microsoft Azure IoT service designed to integrate and organize data flows, analyze, and present data in a format that helps people make informed decisions. The architecture of the IoT-system of vibration diagnostics of industrial equipment developed and presented in the article is three-level. The level of autonomous sensors provides reading of vibration acceleration indicators and through the digital wireless data transmission channel BLE transmits data to the Hub level, which is implemented based on a single-board microcomputer BeagleBone. The computing power of BeagleBone provides work with artificial intelligence algorithms. At the third level of the server platform, the tasks of diagnosing and predicting the state of the equipment are solved, for which the Dictionary Learning algorithm implemented in the Python programming language is used. Conclusions. Tests of the IoT system for vibration diagnostics of industrial equipment were performed using a special stand, which allows the calibration of sensors and verification of the accuracy of the measuring system. The correctness of the entire system is confirmed by the coincidence of expected and measured results. The direction of development of the IoT-system for vibration diagnostics of industrial equipment is the development of additional microservices, which will add the possibility of using modern artificial intelligence technologies for complex diagnostics and forecasting of equipment status.

Актуальність теми дослідження. Застосування вібраційної технології вимагає поглибленого вивчення фізичних явищ, які виникають у різних коливальних системах, з метою визначення оптимальних параметрів вібраційного обладнання для підвищення ефективності технологічних процесів. Постановка проблеми. Дія вібрації в нелінійних механічних системах приводить до появи фізичних явищ, які можуть мати як корисний, так і небезпечний характер. Необхідність пояснення і математичного опису ряду своє-рідних фізичних явищ, пов’язаних із дією вібрацій на механічні системи, дозволяє розробляти перспективні математичні методи розрахунку складних коливальних систем. Аналіз останніх досліджень і публікацій. У більшості праць на базі розроблених окремих математичних моделей було розглянуто вплив вібрацій на механічні системи, які дозволили теоретично дослідити процес синхронізації і області стійкості коливальних систем. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. У наукових працях відсутній єдиний універсальний математичний метод, який дозволяє теоретично досліджувати коливальні системи на умову стійкості й рівноваги. Постановка завдання. Метою статті є розробка універсального математичного методу для визначення умови стійкості й положень рівноваги коливальних систем під дією зовнішнього вібраційного навантаження. Виклад основного матеріалу. За інтегральною умовою Пуанкаре-Ляпунова на базі диференціальних рівнянь руху й відомих критеріїв оптимальності квазіконсервативних систем були визначені положення квазірівноговаги коливальних систем. Висновки відповідно до статті. Для коливальної системи у вигляді фізичного маятника з вібруючою віссю, математично описано фізичне явище «відведення», що характеризується зміщенням елементів коливальної системи від аналогічних положень рівноваги без накладання зовнішніх вібрацій. Досліджено ефект самосинхронізації для коливальної системи, що представлена у вигляді незрівноважених роторів на вібруючій основі.

Одним із перспективних напрямків розвитку вібраційного технологічного обладнання є створення міжрезонансних вібраційних машин. Міжрезонансні режими роботи забезпечують значне зниження енергоспоживання у приводах. Метою роботи є розроблення методики моделювання пружних елементів для тримасової міжрезонансної вібраційної системи з ефектом “нульової жорсткості”. За умови довільного підбору мас при певному резонансному налагодженні безрозмірний коефіцієнт, як частка від жорсткості пружної системи реактивної маси, набуває таких значень, при яких жорсткість пружної системи узгоджуються з інерційними параметрами системи в тому, щоб тримасова міжрезонансна коливальна система перебувала в резонансі. Ефект “нульової жорсткості” уможливлений за відсутності пружного елементу для реактивної маси, або за нульового значення безрозмірного коефіцієнта, як частки від жорсткості пружної системи реактивної маси. Приведено результати визначення основних характеристик пружного елемента тримасової міжрезонансної коливальної системи аналітично і числовим методом скінчених елементів типу CosmosWorks (Simulation) в середовищі для проектування SolidWork.. Результати моделювання в середовищі SolidWork і аналітичного розрахунку основних параметрів пружної системи показали ідентичність отриманих значень, що підтверджує правильність запропонованої методики розрахунку пружних елементів тримасових коливальних систем з ефектом «нульової жорсткості».

Стаття містить результати експериментального стендового дослідження роботи цифрового інтелектуального датчика температури DS18B20 в умовах вібраційних впливів, притаманних роботі обладнання атомних електростанцій. Розглянуто питання цифрової алгоритмічної обробки вихідного сигналу датчика для комп’ютеризованого виявлення інформаційних ознак стану обладнання в умовах впливу віброперешкод на первинний вимірювальний перетворювач. Докладно описано розроблений для досліджень експериментальний стенд, наведено методику проведення стендових експериментів і результати застосування цифрової алгоритмічної обробки вимірювальних сигналів з використанням вейвлет-перетворення.

Вібраційні бункерні живильники з електромагнітним приводом в наш час незамінні при автоматизації виробничих процесів у машинобудуванні та приладобудуванні. Вони застосовуються для завантаження дрібних, середніх, або мініатюрних деталей до автоматизованого технологічного обладнання. Найбільше розповсюдження вібраційні бункерні завантажувальні пристрої отримали для транспортування та завантаження деталей на робочі позиції складальних автоматів. В цьому випадку деталі мають бути подані у чітко зорієнтованому стані. Для цього використовують орієнтуючі пристрої, що розташовані безпосередньо на робочих органах віброживильників. Дуже часто у цих пристроях використовується стиснене повітря низького тиску [1], що підводиться за допомогою гнучкого трубопроводу від цехової пневматичної мережі. Але, відсутність пневматичної мережі в багатьох цехах підприємств призводить до неможливості використання таких віброживильників, тобто до зменшення сфери їх застосування. Для розширення сфери їх використання необхідно мати віброживильники з індивідуальним джерелом стисненого повітря низького тиску.

Розглянуто перспективи розвитку вібраційних технологій і обладнання в сучасному машинобудуванні. Викладена фізична і практична сутність і закономірності процесу оздоблювально-зачищувальної віброобробки. Наведено відмінні риси процесів мікрорізання і пружнопластичного деформування оброблюваних поверхонь. Проведено структурне механо-фізичне моделювання процесу руйнування поверхневого шару матеріалу оброблюваної деталі. Викладено технологічні можливості та вказані шляхи інтенсифікації віброобробки скороченням допоміжного часу механізацією завантаження і вивантаження середовища з резервуара та відділенням деталей від робочого середовища.

У представленій статті авторами наведено результати обстеження та обмірів конструктивних елементів конвеєрної галереї, в якій планується реконструкція конвеєрного обладнання, з урахуванням експлуатаційних пошкоджень. Також наведено розрахунок зусиль, що виникають в конструктивних елементах конвеєрної галереї, перевірку поперечних перерізів згаданих елементів, а також можливість виникнення резонансу з урахуванням експлуатаційних пошкоджень та реконструкції конвеєрного обладнання.Виконано: комп’ютерне моделювання будівельних конструкцій конвеєрної галереї за даними обмірів, виконаних під час обстеження, та проектної документації; збір навантажень від власної ваги будівельних конструкцій, від атмосферних явищ, з урахуванням кліматичної зони, в якій вони розташовані, та від динамічного впливу після реконструкції конвеєрного обладнання. Розрахунки виконані в програмно-обчислювальному комплексі «Structure CAD» відповідно до поставленої мети.Визначено: зусилля в конструктивних елементах конвеєрної галереї, що виникають при діючих навантаженнях, а також частоти власних коливань галереї та середню частоту динамічного збурення від конвеєра після його реконструкції.Перевірено: достатність поперечних перерізів конструктивних елементів конвеєрної галереї при діючих навантаженнях та можливість виникнення резонансних явищ після реконструкції конвеєрного обладнання. За результатами розрахунків авторами представленої статті надані деякі рекомендації щодо зниження вібраційних навантажень в конструктивних елементах конвеєрної галереї при збільшенні швидкості стрічки конвеєра.

У статті наведено аналіз показників надійності суднових електродвигунів (ЕД), що використовуються у сучасному судновомуобладнанні. Надійність та ефективність роботи суднового електроприводу (ЕП) забезпечується системою заходів, де поряд з конструктивними рішеннями важливе місце відводиться технічному обслуговуванню та підтримці експлуатаційних характеристик електроприводів у процесі роботи. На суднах електрообладнання повинно витримувати такі фактори, як крен і диферент, що постійно проявляються, вібраційні та ударні впливи, перегрів і підвищену вологість повітряного середовища, неможливість швидко доставити обладнання на ремонтну базу. Отже, надійність суднових електроустановок як ремонтопридатних регулюється особливими вимогами. Предметом дослідження є характерні ушкодження суднових електродвигунів, що використовуються в сучасних електроприводах. Наведено показники фактичного рівня надійності сучасних суден та їх комплектуючого обладнання. Розглянуто залежність відмови суднового електрообладнання від умов експлуатації, матеріалів, режимів роботи та ін. Зроблено висновки про методи збільшення надійності конкретних типів ЕД та про перспективи застосування різних ЕД у сучасних суднових електроприводах. Для ефективного впровадження інтегрованої діагностики асинхронних електроприводів потрібне вирішення низки супутніх завдань, що дозволить суттєво підвищити її ефективність та забезпечити необхідний рівень надійності та безпеки суднового електрообладнання. Застосування інтегрованої діагностики відкриває широкі перспективи для створення інтелектуальних систем керування складними системами керування, що діють за умов неповної інформації.Ключові слова:судновий електропривод, електродвигун, надійність, відмова, термін служби, інтегрована діагностика.

Досягти високих показників якості у разі обробки на верстатах важко через вібрації, що знижують продуктивність і точність обробки, надійність і довговічність роботи верстатів, а також стійкість ріжучого інструменту. Явище вібрацій найбільш повно теоретично і експериментально досліджено під час точіння одним різцем на токарних верстатах. В опублікованих роботах (Astashev, Korendjasev, Erofeev, 2013; Tchernishev, 2010; Kudinov, 1967; Pashinin, Tchernishev, 2012; Peterson, 2002) не досить уваги приділяється питанню усунення вібрацій у разі обробки металів з використанням багатолезових інструментів: свердел, розгорток, зенкерів, протяжок, фрез, різьбонарізних та інших інструментів. Результати досліджень вібрацій у разі багатолезової обробки не систематизовані, в них не досить уваги приділено впливу вібрацій на продуктивність механічної обробки, стійкість ріжучих інструментів і показники якості деталей – точність, шорсткість і властивості поверхневих шарів деталей. Такі дані набувають особливо великого значення у зв’язку із застосуванням верстатів з ЧПУ, що працюють багатолезовим інструментом (Kak izbezgat vibratciy na stanke HAAS, 2010). Під час складання програм для цих верстатів повинні враховуватися обмеження на режими різання, які накладаються через можливість появи вібрацій. У разі використання багатолезового різання динамічна система верстата стає більш складною, що вимагає додаткових досліджень для встановлення ділянок режимів обробки, вільних від вібрацій, що гарантує якість деталей. Новизна роботи полягає в комплексному дослідженні впливу вібрацій на роботу складних інструментів: фрез, свердел, протяжок, зенкерів, розгорток та різьбонарізних головок. Це дозволяє розробити рекомендації для стійкої роботи інструменту в умовах використання його у сучасних верстатних системах з обладнанням з ЧПУ. У статті узагальнені питання, пов’язані з вібраціями у разі багатолезової обробки, розглянуті технологічні фактори, що впливають на інтенсивність вібрацій. Особлива увага приділяється технологічним методам усунення вібрацій у разі багатолезової обробки шляхом вибору раціональних режимів різання, оптимальної конструкції ріжучих пластин багатолезових інструментів, а також шляхом застосування різних пристроїв, що гасять вібрації. Основою для написання статті є розробки автора, пов’язані з вібростійкою багатолезовою обробкою, а також розробки, виконані іншими вітчизняними та зарубіжними фахівцями (Kudinov, 1967; Tchernishev, 2010; Li, 2011; Zhu, 2015).

В роботі розглянуто деякі методи діагностування технічного стану енергетичного обладнання. Наведено порівняння різ-них методів вібродіагностики, що можуть бути використані при діагностуванні технічного стану генераторів вітроуста-новок. Розглянуто використання лінійних випадкових процесів для побудови систем діагностики генераторів вітроустано-вок. Представлено метод знаходження характеристичної функції породжуючого процесу для лінійного процесу авторегре-сії другого порядку AR(2), що має Гамма-розподіл. Властивості Пуасонівських спектрів стрибків використовуються для рішення такої проблеми. Вирішення такої задачі, базується на властивості характеристичної функції стаціонарного лі-нійного випадкового процесу авторегресії AR(2), , , де параметри авторегресії; множина цілих чисел; випадковий процес з дискретним часом та незалежними значеннями, що має безмежно подільний закон розподілу, який часто називають породжуючим процесом. Іноді таку задачу називають оберненою задачею. В статті відзначається що одновимірний логарифм характеристичної функції лінійного стаціонар-ного процесу авторегресії можна задати одновимірною характеристичною функцією в канонічному представленні Колмо-горова, де параметр та спектральна функція стрибків однозначно визначають характеристичну функцію. Логарифм характеристичної функції лінійного стаціонарного процесу авторегресії може бути також записана в такій формі: , де параметри та визначають харак-теристичну функцію породжуючого процесу а є ядром лінійного випадкового процесу . Параметри та , та пуасонівського спектру стрибків взаємопов҆язані наступним чином . є ядром перетворення яке є інваріантним до породжуючого і визначається за допомогою коефіцієнтів . Властивості використовуються для вирішення оберненої задачі. Показано приклад знаходження пуасонівських спектрів стрибків і характеристичної функції для лінійного процесу авторегресії дру-гого порядку, що має Гамма-розподіл. Метод може бути використаний для вирішення оберненої задачі для авторегресійних процесів інших класів. Показано ви-користання отриманих результатів для моделювання вібраційних сигналів генератора вітроустановки. Бібл. 17, рис. 5

Палі для будівництва фундаментів використовувалися ще в далекій давнині. Спочатку палі використовувались при ущільненні ґрунтів з метою значного підвищення несучої здатності основ фундаментів, а потім – в якості несучих елементів, які можуть передавати навантаження від плити фундаментів на ґрунт. Палі спочатку виготовляли із лісоматеріалів і забивали ручними молотами. Голови паль зрізали нижче рівня води, захищаючи, тим самим, їх від дотикання із повітрям. В даний час в фундаментобудуванні використовується більш ніж 100 типів паль, які класифікуються по трьома найбільш суттєвими признаками: це по особливістю передачі навантаження на ґрунт (палі-стійки, висячі, ущільнення, тертя); – по способу заглиблення або вбудуванні палі в ґрунт (що виготовляються раніше і заглиблюються в готовому вигляді; виготовлені в проектному положенні; комбіновані); – по матеріалу: дерев’яні, бетонні, залізобетонні, комбіновані.По особливостям передачі навантаження на ґрунт найбільше розповсюджені палі -стійки і висячі палі. Палі-стійки передають навантаження на ґрунти в основному нижнім кінцем на малостиснутих ґрунтах (скалисті, пісчані, тверді глини). Висячі палі передають навантаження на любі ґрунти нижнім кінцем , а також за рахунок сил тертя по боковій поверхні.З кожним роком все більше набуває використання віброударного обладнання, так названих вібромолотів. Ця техніка успішно використовується при спорудженні надійних фундаментів під різні споруди.Здійснення сказаного вимагає вивчення і дослідження процесу віброударного заглиблення паль. а також створення найбільш продуктивних способів його виконання.Одним із перспективних напрямків є впровадження фундаментів із паль при будівництві споруд при щільній забудові в містах і селищах.Також необхідно відмітити, що спорудження фундаментів із паль дає можливість впроваджувати комплексну механізацію і автоматизацію технологічних процесів, що значно підвищує продуктивність робіт.Віброударне заглиблення паль є одним із найбільш продуктивних способів побудови надійного фундаменту під різні споруди . Віброударне заглиблення, котре широко впроваджується на будівництві , належить до ударної технології заглиблення паль. Метод віброударного заглиблення паль полягає в тому, що при вібрації суттєво зменшуються сили виникаючого тертя і сили зчеплення між палею і ґрунтом, а в результаті значно зменшуються сили опору заглибленню палі.В даний час, при проектуванні вібромолотів динамічні фактори при їх експлуатації не враховуються. Тому надійність можна підвищити, якщо на стадії їх проектування враховувати хвильовий характер навантажень віброударної техніки.Віброударне заглиблення паль нами розглядалося у взаємодії механічних і електромагнітних процесів і в результаті була отримана математична модель динамічних процесів при роботі вібромолота, котра включала нелінійні диференціальні рівняння руху мас вібромолота і лінійне диференціальне рівняння електромагнітних явищ в двигуні приводу.Аналізуючи отриману інформацію можна акцентувати, що віброударному методу заглиблення паль мало приділено уваги і широка інформація практично відсутня. Тому являється актуальним створення продуктивних зразків вібромолотів, методик їх розрахунків і проведення наукових досліджень динаміки робочих процесів цих машин на що і направлена дана магістерська робота.В даній роботі нами теоретично досліджено, з використанням математичного застосунку MathCAD, динаміку вібромолота і отримано результати котрі можуть бути використані при проектуванні та визначенні динамічних навантажень подібних віброударних машин.При розрахунку вібромолотів на статичну й утомленуміцність коливальні процеси конструкцій та їх динамічні навантаження, в цей час, не враховуються. Однак їх несучу здатність можна значно підвищити, якщо у розрахунках при їх проектуванні враховувати їхні амплітудно-частотні характеристики. Відсутність ж уточненої методики розрахунку сучасних вібраційних машин, в тому числі і вібромолотів, для здійснення ефективного занурення різноманітних паль ускладнює їхнє проектування і експлуатацію.Метою статті є висвітлення результатів математичного моделювання коливальних процесів при заглибленні паль вібромолотом та визначення динамічних навантажень на його елементи.В роботі теоретично досліджено, з використанням математичного програмного середовища MathCAD, динаміку механізму привода вібромолота і отримано результати які можуть бути використані при проектуванні, розрахунку та визначенні динамічних навантажень подібних вібраційних машин.