Комплексная квалиметрическая оценка объемного гидропривода с учетом математической модели качества

Тип работы:
Реферат
Предмет:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Pasko Nikolai Ivanovich, doctor of technical sciences, professor, Pasko3 7 a jnail. ni. Russia, Tula, Tula State University,
Kartavtsev Ivan Sergeevich, postgraduate, ivan_2la@mail. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 658. 56. 6
КОМПЛЕКСНАЯ КВАЛИМЕТРИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ОБЪЕМНОГО ГИДРОПРИВОДА С УЧЕТОМ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
КАЧЕСТВА
М. С. Пурин
Важную роль в развитии современной техники играют гидравлические приводы, которые позволяют упростить кинематические связи, снизить металлоемкость механизмов и машин, повысить их производительность, уровень автоматизации и надежность. Сейчас трудно назвать область техники, где бы ни использовался гидропривод.
Ключевые слова: информационная подсистема, технической диагностики, гидропривода, двигатели, показатели качества, квалиметрия, модель
Эффективность, большие технические возможности делают его почти универсальным средством при механизации и автоматизации различных технологических процессов. Основное назначение гидропривода, как и механической передачи, преобразование механической характеристики приводного двигателя в соответствии с требованиями нагрузки (преобразование вида движения выходного звена двигателя, его параметров, а также регулирование, защита от перегрузок и др.). Применение гидроприводов в станкостроении позволяет упростить кинематику станков, снизить металлоемкость, повысить точность, надежность и уровень автоматизации. При правильных конструировании, изготовлении и эксплуатации гидроприводов их недостатки могут быть сведены к минимуму. 1] Широкое использование гидроприводов в станкостроении определяется рядом их существенных преимуществ перед другими типами приводов и прежде всего возможностью получения больших усилий и мощностей при ограниченных размерах гидродвигателей. Гидроприводы обеспечивают широкий диапазон бесступенчатого регулирования скорости (при условии хорошей плавности движения), возможность работы в динамических режимах с требуемым качеством переходных процессов, защиту системы от
перегрузки и точный контроль действующих усилий. С помощью гидроцилиндров удается получить прямолинейное движение без кинематических преобразований, а также обеспечить определенное соотношение скоростей прямого и обратного ходов. В современных станках и гибких производственных системах с высокой степенью автоматизации цикла требуется реализация множества различных движений. Компактные гидродвигатели легко встроить в станочные механизмы и соединить трубопроводами с насосной установкой, имеющей один или два насоса. Такая система открывает широкие возможности для автоматизации цикла, контроля и оптимизации рабочих процессов, применения копировальных, адаптивных или программных систем управления, легко поддается модернизации, состоит, главным образом, из унифицированных изделий, серийно выпускаемых специализированными заводами. Для этого нужно хорошо знать унифицированные узлы станочного гидропривода, а также типовые узлы специального назначения. Эффективным путем решения задач повышения эффективности производства и обеспечения качества продукции является использование методов объективной оценки качества. В последние десятилетия в наиболее развитых в научно-техническом отношении странах применительно к самым разнообразным отраслям производства предлагаются многочисленные способы и методы количественного измерения и оценки качества различных видов продукции. Оценивают качество автомобилей и торговой упаковки, жилой квартиры и ракетного оружия, пищевых продуктов и электромоторов, обуви и городских жилых комплексов и многих других видов продукции.
Во многих технологических процессах широко применяются технологические машины, использующие для привода своих рабочих органов гидравлические приводы. Гидрофицированные технологические машины широко различаются между собой по множеству признаков и параметров. Важной компонентой объемного гидропривода является его информационная подсистема, которая предоставляет обслуживающему персоналу данные о текущем техническом состоянии привода в целом и отдельных его элементов. Одним из этапов проектирования объемного гидропривода является формирование его информационной подсистемы, которое состоит в определении качественного и количественного содержания приборов и устройств технической диагностики: датчиков, манометров, термометров и
др. 2]
Таким образом, в настоящее время существует актуальная потребность в методике расчета показателя, который характеризовал бы конструктивную сложность объемного гидропривода на всех этапах его жизненного цикла: проектирования, изготовления, эксплуатации, утилизации. Объективная количественная оценка конструктивной сложности гидропривода позволила бы решить еще ряд задач, кроме формирования информационной подсистемы: 1) выполнить прогноз надежности работы гидро-
привода- 2) спланировать работы по техническому обслуживанию привода в процессе его эксплуатации- 3) осуществить кадровое обеспечение эксплуатации привода.
Обобщенная квалиметрическая оценка объемного гидропривода базируется на построении функциональной зависимости, отражающей связь между отдельными показателями свойств гидропривода и значением конструктивной сложности гидропривода. В теории квалиметрии такие функциональные зависимости могут строиться на основе функции среднего взвешенного арифметического или среднего взвешенного геометрического значения. Важным условием для формирования функции сложности гидропривода является структурно-функциональный анализ гидропривода в целом и отдельных его элементов. Так, в общем случае в объем гидроприводе можно выделить следующие структурные группы:
1) насосная установка-
2) гидроцилиндры-
3) гидромоторы-
4) поворотные (моментные) гидродвигатели-
5) направляющая аппаратура-
6) регулирующая аппаратура-
7) кондиционеры рабочей жидкости-
8) гидролинии-
9) гидроемкости-
10) рабочая жидкость.
В зависимости от конкретных условий эксплуатации гидропривода та или иная группа показателей качества (или отдельные показатели качества) бывает важней, или весомей, других. Например, чаще всего показатели назначения считают наиболее важными, но могут быть и иные ситуации. Для ответа на вопрос, во сколько раз или насколько один показатель важнее другого, используют экспертные и аналитические методы определения коэффициентов весомости & amp-. В экспертных методах веса показателей качества чаще всего удовлетворяют условию Х/_1 § г = 1
При формировании средних взвешенных комплексных показателей используют базовые формулы среднего арифметического
K =а1 ¦ р и среднего геометрического. K = ^П_гР Субъективный характер
2=1
выбора параметра логики усреднения при образовании комплексных показателей качества по принципу среднего взвешенного ставит вопрос о том, что какая разновидность среднего взвешенного предпочтительней в конкретных условиях [3].
В процессе проектирования гидравлического оборудования, необходимо сделать объективную оценку технического уровня и качества продукции, при этом необходимо знание основных математических моделей
качества и областей эффективного применения. В данной статье проведен анализ нескольких математических моделей с целью определения их особенностей для комплексной оценки качества продукции.
В общем виде математическая модель качества может быть записана в виде:
I =МШ: У]-УП),
где I- комплексный показатель качества- y, у — единичный показатели качества- n — количество единичных показателей, используемых в расчете- f — функция зависимости комплексного показателя от единичных. В большинстве случаев аналитической зависимости между единичными и комплексными показателями или не существует, или она не известна, или сложна. Тогда используют статические зависимости, в частности среднее взвешенное арифметическое
I =ay+qy щуп,
где a-, а, — коэффициенты весомости единичных показателей.
В теории квалиметрии такие функциональные зависимости могут строиться на основе функции среднего взвешенного арифметического или среднего взвешенного геометрического значения. Важным условием для формирования функции сложности гидропривода является структурнофункциональный анализ гидропривода в целом и отдельных его элемен-тов. 3] Анализ математической модели среднее взвешенное геометрическое имеет вид:
n
I = ПуГ i=1
Данная модель должна удовлетворять следующим требованиям.
1. Максимальное (минимальное) значение комплексного показателя достигается при наилучшем (наихудшем) качетсве продукции:
I = Г max ]
[ min
2. Все единичные показатели у должны быть состоятельными, т. е. с их увеличением (уменьшением) комплексный показатель только увеличивается (уменьшается).
3. Все единичные показатели у должны быть либо желательными, либо нежелательными (увеличение желательного единичного показателя обусловливает увеличение, а нежелательного — уменьшение комплексного показателя).
4. Значения всех единичных показателей у, у должны быть близки.
Преобразование нежелательных (желательных) показателей в желательные (нежелательные) осуществляется следующим образом:
1 1
У '-us* 1 У и '-us* •
К1# т//° К Т//1
Требование 4 не является обязательным для данной модели ее можно применить, даже если единичные показатели существенно разнятся по значениям y больше y и наоборот.
Модель обладает свойством 1, свойство 2 проявляется следующим образом: если хотя бы один единичный показатель принимает нулевое значение у-=0, комплексный показатель также принимает нулевое значение 1=0. Это свойство (так называемая функция вето — продукция непригодна, если отсутствует хотя бы одно свойство), а так же отсутствие требования 4 обеспечивают возможность применения данной модели в большинстве случаев оценки качества продукции. К недостаткам модели относится сложность математического аппарата. Однако формула (3) может быть преобразована. Прологарифмировав, а затем продифференцировав выражение (3), получим:
n
q «х mi.
i=1
Таким образом, среднее взвешенное геометрическое абсолютных показателей преобразуется в среднее взвешенное арифметическое относительных показателей. Однако вследствие того что рекомендации об их применении не содержится в нормативно-технической документации, данные модели используются редко. Результат анализа математических моделей качества промышленной продукции свидетельствует о преимуществе применения среднего взвешенного геометрического [4].
Список литературы
1. Иноземцев А. Н., Трушин Н. Н. Основы проектирования и расчета объемного гидравлического привода: Учебное пособие, 2009, 208 с.
2. Свешников В. К. Станочные гидроприводы: Справочник: М.: Машиностроение, 2008. 640 с.
3. Федюкин В. К. Основы квалиметрии. Управление качеством продукции: Учебное пособие. М.: «Филинъ», 2004. 296 с.
4. Гэ Биньхуа, Математические модели качества промышленной продукции// Технология и организация производства. 1987. Вып.2. С. 9−11.
Пурин Михаил Сергеевич, магистрант, инженер-программист, mihailpurin@rambler. ru, Россия, Тула, ОАО ТОЗ
COMPLEX QUALIMETRICAL ASSESSMENT OF THE VOLUME HYDRAULIC ACTUATOR TAKING INTO ACCOUNT MATHEMATICAL MODEL OF QUALITY
M.S. Purin
An important role in the development of modern technology play a hydraulic actuators that simplify the kinematic connection, reduce metal tools and machines to increase their productivity, automation and reliability. It is difficult to name a field of technology, wherever used hydraulic drive.
Keywords: information subsystem, technical diagnostics, hydraulic, motors, quality indicators, qualimetry model
Purine Mikhail Sergeyevich, graduate software engineer, mihailpurin@rambler. ru, Russia, Tula, TOZ
УДК 621. 31
ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МНОГОЦЕЛЕВЫХ
СТАНКОВ
В. С. Сальников, О. А. Ерзин, Г. В. Шадский, В.В. Жмурин
В статье представлена математическая модель многоцелевого станка, устанавливающая взаимосвязь режимов обработки и параметров технологической системы, определяющая условия возникновения составляющих автоколебаний, вызванных дисбалансом и нарушающих стабильность обеспечения технологических показателей процесса резания.
Ключевые слова: дисбаланс, вибрации, износ инструмента, математическая
модель.
Характерными признаками современного производства являются улучшение эксплуатационных и технико-экономических характеристик металлорежущих станков, расширение номенклатуры выпускаемой продукции. Перспективным направлением решения этой проблемы являет широкое внедрение многоцелевых станков (МЦС).
В настоящее время их доля в производстве достигает 60% всего ста-ночного парка предприятий. Причем большую часть составляют станки фрезерно-расточной группы. По оценкам различных экспертов, доля деталей, изготавливаемых на МЦС, составляет 75−80% от всей номенклатуры деталей, изготавливаемых в серийном производстве [1,4,7,8,10].
Современная концепция совершенствования многоцелевых станков связана с расширением их технологических возможностей и повышением производительности. Она реализуется путем применения технологии многокоординатной, высокоскоростной и высокопроизводительной обработки [5,6−8].
Увеличение сложности оборудования, как правило, влечет за собой снижение его жесткости, а в совокупности с тенденцией постоянного роста частот вращения шпинделей до 40 тыс. об/мин и более выдвигает на передний план и делает актуальной задачу обеспечения виброустойчивости

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой