автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Автоматизация и управление высокоточным порционным дозированием порошковых материалов



4858546

На правах рукописи

Грибков Андрей Армович

АВТОМАТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ ВЫСОКОТОЧНЫМ ПОРЦИОННЫМ ДОЗИРОВАНИЕМ ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Специальность: 05.13.06 — Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (технические системы)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

2 7 ОКТ 2011

Москва 2011

4858546

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО^Московском государственном технологическом университете «СТАНКИН».

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Григорьев Сергей Николаевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Драчев Олег Иванович

доктор технических наук, профессор Султан-заде Назим Музаффарович

доктор технических наук, профессор Кондаков Александр Иванович

Ведущая организация: Всероссийский научно-исследовательский

инструментальный институт (ВНИИИНСТРУМЕНТ)

Защита состоится 1 г. в "" на заседании диссертаци-

онного совета Д 212.142.03 при ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН» по адресу: 127055, г. Москва, Вадковский пер., д.За.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН».

Автореферат разослан » ^^^РЯ 2011

Ученый секретарь диссертационного

совета Д 212.142.03, к.т.н., доц. {ш^Г Семячкова Е.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Дозирование порошковых материалов является неотъемлемой частью производства в химической, металлургической, пищевой и других отраслях промышленности. Качество и себестоимость производимой продукции в этих отраслях напрямую зависят от точности и производительности дозирования.

Анализ существующих в настоящее время технологий дозирования порошковых материалов показывает, что высокая точность дозирования может быть обеспечена лишь при условии многократного снижения производительности. Кроме того, для высокоточного дозирования требуются дорогостоящие прецизионные элементы: быстродействующие измерительные устройства, прецизионные следящие системы с адаптивным управлением и высокоскоростные прецизионные системы управления подачей материала.

В большинстве случаев решение задачи повышения производительности решается за счет снижения точности, а задача повышения точности — ценой снижения производительности. Теоретические исследования в области дозирования, имеющиеся в настоящее время, не позволяют получить однозначного ответа о возможностях повышения точности и производительности дозирования на имеющемся дозирующем оборудовании, обеспечиваемых за счет оптимизации режима дозирования. Также не имеет однозначного решения обратная задача: определение необходимой точности элементов дозирующей системы для обеспечения заданных точности и производительности дозирования.

Объем проведенных до настоящего времени теоретических исследований в области дозирования весьма ограничен. Анализ мирового научного опыта свидетельствует, что фундаментальные исследования в данной области проводились главным образом в 1970-1980-х годах на Украине и в России. К числу наиболее известных теоретических исследований относятся, в частности, работы Ю.В. Виденеева и Е.Б Карпина. Однако Ю.В. Видинеев занимался в основном

непрерывным дозированием, а Е.Б. Карпин — весовым неавтоматизированным оборудованием.

После достаточно длительного периода бездействия (продолжавшегося около 20 лет), в последние годы внимание к теоретическим исследованиям в области дозирования начало возрастать. В частности, было защищено несколько диссертаций в области структурного описания дозирующих систем и математического моделирования процесса дозирования [Давиденко П.Н. Исследование и разработка методов проектирования информационных систем на основе дозаторов дискретного действия: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, 2005 г.; Колбасин A.M. Автоматизация технологического процесса управления производством многокомпонентных сыпучих бетонных смесей с учетом ошибок дозирования: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, 2007 г.]. Также можно отметить интересное исследование по компьютерному моделированию процесса дозирования («Оптимизация процесса весового дозирования сыпучих материалов»), проведенное в 2007 году в Приднепровской Государственной Академии Строительства и Архитектуры (г. Днепропетровск, Украина). Это стало возможным благодаря развитию вычислительной техники и появлению профессионального математического программного обеспечения (в частности, программ MathLab, Maple и др.).

Однако ключевые задачи математического моделирования процесса дозирования остаются нерешенными. В частности, до настоящего времени не предложено никакой теоретически обоснованной методики расчета оптимального режима дозирования.

Принимая во внимание важную роль дозирования порошковых материалов в химической, металлургической, пищевой и других отраслях промышленности, а также ввиду отсутствия в настоящее время удовлетворительного решения проблемы оптимизации дозирования, исследования, направленные на решение этой проблемы, являются актуальными.

Целью диссертационной работы является повышение производительности высокоточного порционного дозирования порошковых материалов на основе

оптимального синтеза дозирующих систем и оптимизации управления процессом дозирования.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1. осуществлены систематизация и сравнительный анализ существующих методов повышения точности и производительности порционного дозирования;

2. проведен структурный анализ существующих дозирующих систем и на его основе разработаны методики модульного описания и синтеза дозирующих систем;

3. разработаны математические модели дозирования, в том числе, определены параметры моделей дозирования, взаимосвязи параметров, критерии оптимизации режима дозирования;

4. создано новое семейство порционных весовых дозаторов повышенной точности и производительности; ,

5. разработан пакет компьютерных программ для модульного синтеза дозирующих систем и автоматического расчета режимов дозирования.

Научная новизна. В работе получены следующие новые научные результаты: -

1. Установлены связи между параметрами дозирующей системы и характеристиками процесса дозирования в зависимости от задачи дозирования. Структура дозирующей системы определяется на основе модульного подхода, в соответствии с которым дозирующая система является совокупностью трех типов моделей: питающих устройств (питателей), измерительных устройств и устройств управления подачей материала. Задача дозирования включает в себя свойства дозируемого материала, значение допустимой погрешности дозирования, а также требования по максимизации производительности дозирования или минимизации требований к точности элементов дозирующей системы.

2. Создана функциональная модель системы порционного дозирования. В основе этой модели лежит использование метода поэтапного дозирования, заключающегося в разбиении процесса дозирования на этапы (стадии) с постепенно убывающей интенсивностью подачи материала при наличии информаци-

онной связи между этапами дозирования, обеспечивающей компенсацию погрешностей дозирования предыдущих этапов на последующих. На базе созданной функциональной модели сформировано новое семейство дозаторов поэтапного действия.

3. Созданы математические модели оптимального поэтапного дозирования для различных вариантов режимов дозирования, представляющие собой системы уравнений, связывающих параметры дозирования и дозирующей системы. Эти модели позволяют осуществлять оптимизацию режима дозирования, т.е. находить математические функции зависимости интенсивности подачи дозируемого материала от времени (или от текущего значения массы), при котором обеспечивается максимальная производительность (при заданной точности элементов дозирующей системы), либо минимизируются требования к точности элементов дозирующей системы (при заданной производительности дозирования).

Методы исследований.

Поставленные в работе задачи решались методами аналитических, численных и экспериментальных исследований. В работе использованы методы параметрической оптимизации, научные основы технологии машиностроения, материаловедения и теории резания материалов, а также методики экспериментального исследования физико-механических характеристик твердосплавного инструмента.

Практическая ценность работы.

1. Создана методика оптимизации порционного дозирования, включающая в себя рекомендации по выбору и синтезу дозирующих систем и оптимизации режима их эксплуатации;

2. Разработаны программные средства (пакет программ ОПТДОЗ) для расчета оптимальных режимов дозирования.

В дальнейшем полученные в работе результаты могут найти широкое применение при разработке и эксплуатации дозирующих систем:

1. для синтеза и конструирования оригинальных дозирующих систем, в первую очередь, для порошковой металлургии, особенно при высоких требованиях к точности дозирования (например, при производстве высокотехнологичных твердых сплавов для изготовления инструмента);

2. для корректирования (посредством разработанных компьютерных программ) режимов дозирования на существующих переналаживаемых дозирующих системах в соответствии с параметрами дозирования и свойствами дозирующей системы.

Реализация результатов работы.

Разработан и внедрен в производство на ОАО «Савеловский машиностроительный завод» дозатор поэтапного действия для дозирования порошковых материалов, обеспечивающий в зависимости от задачи дозирования и используемого режима дозирования повышение производительности не менее чем в 1,6 раз по сравнению с существующими дозаторами.

Результаты работы использованы в научно-исследовательских работах, выполненных в МГГУ «СТАНКИН» по заказу Министерства образования и науки:

1. «Повышение надежности наноструктурного твердосплавного инструмента на основе ультрапрецизионного дозирования компонентов твердых сплавов», ГК № П917 от 26.05.2010, ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы, руководитель — Грибков A.A.

2. «Проведение коллективом научно-образовательного центра научных исследований по разработке и созданию инновационных автоматизированных систем ультрапрецизионного дозирования порошковых материалов в производстве высокотехнологичных твердых сплавов», ГК № 14.740.11.0838, ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы, руководитель — Гречишников В.А., ответственный исполнитель — Грибков A.A.

3. «Повышение точности и производительности порционного весового дозирования порошковых материалов», Регистрационный номер ГК 2.1.2/13307,

ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы, руководитель — Грибков A.A.

4. «Разработка технологических основ ультрапрецизионного дозирования компонентов твердого сплава для создания режущего инструмента повышенной надежности», Грант президента РФ, НШ-3393.2010.8, Соглашение № 02.120.11.3393-НШ от 28.07.2010, руководитель научной школы Григорьев С.Н., руководитель НИР — Грибков A.A.

Результаты диссертационной работы внедрены в образовательный процесс на факультете «Машиностроительные технологии и оборудование» ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН» (в виде лабораторного практикума и разделов лекционных курсов) и использованы при подготовке бакалавров и магистров в рамках следующих образовательных программ: «Машины и технология высокоэффективных процессов обработки», «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств», «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств», «Машиностроительные технологии и оборудование», «Приборостроение» и «Технология машиностроения».

Апробация работы. Результаты работы были доложены на заседаниях кафедры «Высокоэффективные технологии обработки» МГТУ «СТАНКИН», на Всероссийской конференции «Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве — 2006» в Воронежском государственном техническом университете, 5-ой Всероссийской юбилейной научно-практической конференции в Алтайском государственном техническом университете (г. Бийск, 2006 г.), международной научно-технической конференции «Автоматизация: проблемы, идеи, решения» (г. Севастополь, 2010 г.), а также на рабочих совещаниях на Московском инструментальном заводе.

Публикации. По результатам работы имеется 24 публикации: 16 статей в журналах и сборниках, в том числе 13 статей в журналах из перечня ВАК; 3 доклада на конференциях, 1 учебное пособие, 2 монографии, авторское свидетельство и патент на изобретение.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы и приложений, содержит 290 страниц текста, 67 рисунков. Список цитируемой литературы - 65 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность рассматриваемых задач, научная новизна разработанных методов, показана практическая значимость полученных результатов и кратко описано содержание диссертации.

В первой главе проведен анализ текущего состояния проблемы оптимизации автоматизированного порционного дозирования. Проведенный анализ включает в себя: (1) определение основных погрешностей дозирующих систем, (2) систематизацию известных методов повышения точности и производительности дозирования, а также (3) рассмотрение существующих теоретических исследований в области математического моделирования процесса дозирования.

Специфика порционных дозаторов заключается в том, что для них не требуется равномерность подачи в течение всего цикла дозирования. Это обуславливает эффективность порционного дозирования с убывающей интенсивностью. При обеспечении в дозирующей системе обратной связи между подачей материала и измерением веса выданного материала погрешность дозирования всей порции определяется погрешностью дозирования на заключительной стадии дозирования, когда интенсивность подачи материала, а следовательно и погрешность, минимальны.

Одной из важнейших задач синтеза дозирующих систем является повышение точности и производительности без значительного усложнения и удорожания конструкции, в частности, без использования высокоточных измерительных устройств. В настоящее время высокопроизводительное высокоточное дозирование сыпучих материалов обеспечивается благодаря использованию одного из трех методов.

Первый метод — метод суммирования порций — основан на разбиении порции на малые порции (обычно 10-30). Каждая из этих порций дозируется объемно путем полного или частичного (по времени) заполнения малой промежуточной емкости (мерного стакана). Мерный стакан оснащен весоизмерительным устройством (датчиком), передающим данные о реальном количестве материала в систему управления (компьютерную систему). Дозирующая система выдает п - 1 малую порцию (где п — количество малых порций, на которое разбивается вся порция), а в последнюю малую порцию вносится поправка с учетом накопленной погрешности по всем предыдущим малым порциям.

Метод суммирования порций обеспечивает существенное повышение производительности по сравнению с обычным весовым дозированием, однако в сравнении с объемным дозированием производительность остается низкой. Недостатком таких систем является также малый диапазон масс дозируемых порций (обычно не более 2-3 раз).

Второй метод — метод комбинационного дозирования — основан на дозировании материала в емкости разного номинального объема, подобранные (с учетом погрешности объемного дозирования) таким образом, чтобы из них можно было набирать (автоматически с помощью управляющей компьютерной системы) заданную порцию с погрешностью, не превышающей допустимое значение. Каждая емкость в системе оснащена измерительным устройством, передающим в систему управления информацию о действительной массе порции в емкости. Впуск и выпуск материала из емкостей осуществляется синхронно, что обеспечивает высокое быстродействие таких дозирующих систем.

Существенным недостатком таких дозирующих систем является необходимое использования большего количества емкостей. Например, при дозировании порции 10 кг с допустимой погрешностью 0,01 кг и погрешностью объемного дозирования 0,05 (5%), требуется 17 емкостей (1 наибольшего объема и по четыре емкостей четырех меньших объемов). В результате растут габариты дозирующей системы. Среди недостатков таких дозирующих систем также можно

отметить необходимость использования компьютерной системы управления и сложность ее переналадки на другую массу порции.

Третий метод, обеспечивающий высокопроизводительное высокоточное порционное дозирование сыпучих материалов, — метод досыпки, заключающийся в разбиении процесса дозирования на грубое и чистовое дозирование. На этапе грубого дозирования интенсивность подачи дозируемого материала и погрешность дозирования высокие, на этапе чистового дозирования интенсивность подачи снижается в десятки раз и благодаря этому существенно снижается погрешность дозирования. Обычно на этапе грубого дозирования выдается 85-95% всей массы порции, на этапе чистового дозирования оставшиеся 5-15%.

Проведенные исследования показывают, что третий метод (метод досыпки) является наиболее перспективным. По своей сути режим дозирования при методе досыпки представляет собой примитивную форму дозирования со ступенчатым убыванием интенсивности подачи материала. В общем случае вид функции интенсивности подачи материала от времени имеет сложный (не обязательно ступенчатый) вид и определение этой функции — одна из основных составляющих задачи создания математической модели дозирования, решаемой в данной диссертационной работе.

Вторая глава посвящена описанию методики модульного синтеза дозирующих систем.

Анализ существующих дозирующих систем показывает, что любой дозатор образован из трех модулей: питателя, измерительного устройства (ИУ) и устройства управления подачей материала (УУП).

Функция питателя заключается в выгрузке материала из бункера, где он хранится. Функция измерительных устройств — в том, чтобы контролировать через какой-либо параметр — аналог массы — интенсивность выгрузки материала и/или суммарную выгруженную массу. Функция устройств управления подачей материала — в том, чтобы управлять расходом питателя или потоком материала, вышедшим из питателя.

Базовая блок-схема дозатора показана на рис. 1.

В частном случае дозатор может состоять из одного питателя. Такие объемные дозаторы называются питателями. Возможны конструкции дозаторов, которые включают в себя питатель и измерительное устройство, например, для учета суммарной массы (конвейерные весы, дозаторы с расходомером и интегратором и др.). Для дозирования по заданной программе могут использоваться дозаторы, состоящие из питателя и устройства управления подачей. В качестве УУП в этом случае может выступать система, включающая в себя реле времени, по сигналам которого происходит открывание/закрывание подачи материала, а также управление интенсивностью подачи.

Рис. 1. Базовая блок-схема дозатора: т — материальный поток; / — информационный поток; к /г —управляющие воздействия

Каждый функциональный модуль реализуется посредством широкой номенклатуры устройств. Во второй главе приводятся рекомендации по выбору конкретных устройств для дозирующей системы в зависимости от задачи дозирования: требований по точности, производительности дозирования, величины дозируемой порции, свойств дозируемого материала и т.д.

Третья глава содержит описание технологии поэтапного дозирования. В главе рассматривается метод поэтапного дозирования, алгоритмы синтеза дозаторов поэтапного действия, а также описывается семейство дозаторов поэтапного действия.

Основной проблемой дозирования является обеспечение одновременно высокой точности и производительности дозирования, а также простоты конст-

рукции дозатора. Точность характеризуется относительной погрешностью, то есть отношением абсолютной погрешности к величине дозируемой массы или диапазону масс. В преобладающем большинстве случаев относительная погрешность дозатора мало зависит от массы дозируемого материала, а абсолютная погрешность, таким образом, находится в прямой зависимости от массы. Поэтому, чем меньше масса дозируемого материала, тем соответственно меньше абсолютная погрешность.

Эта возможность достижения малых абсолютных погрешностей при малых массах положена в основу новой технологии дозирования. Суть технологии заключается в том, что дозирование разделяется на предварительное (грубое), при котором дозируется основная часть массы материала, и окончательное (чистовое) — для дозирования оставшейся небольшой части.

Разбиение процесса дозирования на несколько этапов (их может быть и больше двух) должно производиться таким образом, чтобы погрешность дозирования на предыдущем этапе могла быть полностью скомпенсирована на последующем этапе. Для того, чтобы компенсация была осуществлена, между этапами дозирования необходимо наличие связи, обеспечиваемой дозатором.

Схему компенсации погрешностей при дозировании (рис. 2) можно представить через поля допусков. Дозирование разбито на три этапа, при этом абсолютная погрешность первой части процесса составляет Дь второй — Дг, третьей — Д3. В результате дозирования первой части погрешность составила -А]. Поскольку имеется связь между этапами дозирования (реализуемая конструкцией специально спроектированного дозатора), то при дозировании второй части произойдет смещение центра распределения величины второй части на величину +Дь то есть величина второй части будет заведомо, на величину Дь больше своей номинальной величины (смещение центра распределения показано на рисунке пунктирной стрелкой). Картина компенсации погрешностей на третьем этапе аналогична второму этапу. В результате погрешность дозирования всей массы определяется только погрешностью последней, третьей части, и равна Д3.

+д,

ГГ1

+д2

1Т2

+Дзг

"ЛтЕ

-ш-

-Д1

Рис. 2. Схема компенсации погрешностей дозирования

Таким образом, относительная погрешность дозирования определяется абсолютной погрешностью на последнем этапе. Абсолютная погрешность на этом этапе, в свою очередь, зависит от величин дозируемой массы и от качества элементов дозирующей системы. Следовательно, даже при невысоком качестве элементов дозирующей системы можно обеспечить малую абсолютную погрешность за счет уменьшения массы, дозируемой на последнем этапе, и соответствующего увеличения числа этапов дозирования. Это число зависит от общей дозируемой массы, допустимой абсолютной погрешности и от возможностей элементов дозирующей системы.

Исходя из поставленной задачи высокоточного дозирования с помощью невысокоточных устройств выбирают такое устройство на последнем этапе, которое обеспечит требуемую абсолютную погрешность. Искомая масса, дозируемая на последнем этапе, должна быть выбрана в интервале масс, дозируемых этим устройством. Если погрешность невысокоточного дозирования оставшейся основной части массы окажется меньше массы, дозируемой на последнем этапе, то можно ограничиться двумя этапами. В противном случае число этапов должно быть увеличено с таким расчетом, чтобы погрешность каждого предыдущего этапа могла быть скомпенсирована на последующем этапе.

Разбиение процесса дозирования на несколько этапов не приводит к потере производительности. Ввиду того, что требования по точности дозирования на первом (грубом) этапе, на котором дозируется основная часть массы, низкие, то

14

можно за счет применения высокопроизводительных, но невысокоточных дозирующих устройств обеспечить высокую производительность всего дозирования.

Необходимость разбиения дозирования на этапы вызывает изменение схем дозаторов. Эти изменения выражаются в необходимости использования в общем случае нескольких связанных между собой преобразователей силы (например, весовых механизмов, датчиков ускорения и т.д.) либо многорежимных преобразователей силы.

/

Й

регулятор расхода

устройство управления

_1 питателем

.....---а--*—

...........4-

псз

УУП

ПС 1 ПС 2 / , РУ 2 РУ 1

ПС 4

/

РУ 4

7"

РУЗ

ИУД

Рис. Модульная схема дозаторов поэтапного действия

На модульной схеме (рис. 3) общего случая дозатора поэтапного действия приведена схема параллельно-последовательного соединения преобразователей силы (ПС), соединенных с регулирующими устройствами (РУ). Частными случаями параллельно-последовательного соединения ПС являются:

15

1. Параллельное соединение ПС, когда они воспринимают вес (или массу) дозируемого материала независимо друг от друга;

2. Последовательное соединение ПС, когда каждый ПС воспринимает только вес (массу) материала, дозируемого на соответствующем ему этапе;

3. Единственный ПС, позволяющий отслеживать несколько значений веса (массы) дозируемого материала.

Отдельную группу среди дозаторов поэтапного действия составляют дозаторы объемно-весового дозирования. В этих дозаторах на первом этапе материал отмеривается объемным методом. Для сыпучих материалов погрешность объемного дозирования на первом этапе оказывается значительной (до 10-15 % масс.). При наличии связи между этапами дозирования погрешность первого, объемного этапа, может быть компенсирована на последующем весовом этапе дозирования. Как показали исследования, при допустимой погрешности дозирования свыше 0,5% объемно-весовое дозирование позволяет повысить производительность по сравнению с поэтапным весовым дозированием.

Семейство дозаторов поэтапного действия, созданное в ходе выполнения диссертационной работы, включает в себя дозаторы, построенные на базе разнообразных измерительных и регулирующих устройств:

* дозатор с коромысловым весовым механизмом;

■ дозатор с гидромеханическим измерительным устройством;

■ дозатор с электромагнитом;

■ дозатор с магнитоупругим датчиком;

■ дозатор с вибропитателем и датчиком ускорений;

■ пневмомеханический дозатор с параллельно-последовательным соединением весовых механизмов.

Дозатор с вибропитателем и датчиком ускорений (рис. 4), разработанный диссертантом, получил практическое применение при дозировании компонентов твердых сплавов.

Рис. 4. Дозатор с вибропитателем и датчиком ускорений для порционного и непрерывного дозирования

В четвертой главе излагаются методы и алгоритмы оптимизации режима поэтапного дозирования.

Решение оптимизационной задачи включает в себя четыре составляющие: (1) определение параметра для обобщенной оценки точности элементов дозирующей системы; (2) выбор критериев оптимизации режима поэтапного дозирования; (3) рассмотрение основных вариантов оптимизации режима поэтапного дозирования; (4) разработка математической модели оптимального дозирования и определение на ее основе параметров дозирующей системы и режима

I

дозирования.

Для характеристики точности дозирующей системы необходимо ввести единую количественную характеристику. Это может быть сделано исходя из следующих соображений.

Основным источником случайной погрешности порционного дозирования является дисперсия количества материала, дозируемого за время отключения подачи материала. Это связано с непостоянством массы материала в столбе па-

дающего дозируемого вещества и в колебании интенсивности подачи материала при отключении. В результате случайная погрешность порционного дозирования главным образом определяется интенсивностью подачи материала: чем выше интенсивность подачи, тем больше погрешность. Следовательно, искомая единая количественная характеристика погрешности дозирующей системы должна (в первом приближении) прямо пропорционально зависеть от интенсивности подачи материала. Поэтому искомая количественная характеристика погрешности дозирующей системы должна иметь размерность времени (произведение времени на интенсивность подачи дает массу). Назовем ее приведенной погрешностью времени дозирования К.

Физический смысл приведенной погрешности времени дозирования следующий: это время, за которое при текущей интенсивности подачи дозируется количество материала, равное текущей абсолютной погрешности дозирования.

Для оценки погрешности дозирующей системы величина К может приниматься для каждой дозирующей системы приближенно постоянной. Для точных оптимизационных расчетов порционного дозирования следует использовать более сложные функции приведенной погрешности времени дозировании.

Приведенная погрешность времени дозирования в общем случае является функцией интенсивности подачи и текущего значения массы (неполной) порции. В правильно спроектированной дозирующей системе приведенная погрешность времени дозирования изменяется незначительно и достаточную степень точности обеспечивает использование линейной зависимости:

К = К0+кд+Ьт,

где Ка,к,/г —коэффициенты, (2 —интенсивность подачи материала, т —текущее значение массы (неполной) порции.

Коэффициенты к и /г могут быть определены исходя из значений К для различных значений 2 и т. Текущее значение величины К определяется следующим образом:

где а = (¿тр — средняя интенсивность подачи материала за время переключения подачи; <2 — интенсивность подачи материала до переклюячения; Д/1— максимальная погрешность времени срабатывания устройства управления подачей (УУП); Дг2 — погрешность измерения величины дозы, выраженная в единицах времени; Д/3— выраженное в единицах времени непостоянство количества материала между питателем и грузоприемным устройством (например, емкостью):

Ш

где ДА/ — максимальная погрешность массы материала между питателем и грузоприемным устройством.

Оптимизация режима поэтапного порционного дозирования может осуществляться по двум критериям. Оптимальным будет такой режим, при котором обеспечивается удовлетворение одного из двух условий:

1. Режим дозирования обеспечивает максимальную производительность (минимальное суммарное время дозирования 7) при заданных свойствах материала и параметрах дозирующей системы.

2. Режим дозирования обеспечивает требуемую производительность (задаваемую через суммарное время дозирования Т) и точность (задаваемую через допустимую абсолютную погрешность Д) дозирования заданной порции (в случае весового дозирования — массы М) при минимальных требованиях к постоянству физико-механических свойств дозируемого материала и точности дозирующей системы.

При решении оптимизационной задачи встают две задачи: во-первых, максимально увеличить производительность дозирования (т.е. минимизировать продолжительность дозирования порции), и, во-вторых, минимизировать погрешность дозирования. Для решения первой задачи требуется повышать интенсивность подачи материала, поскольку, чем выше интенсивность подачи, тем выше производительность дозирования. Для решения второй задачи, на-

19

против, необходимо снижать интенсивность подачи материала, поскольку, чем ниже интенсивность подачи материала, тем точнее обеспечивается величина порции. В случае непрерывного дозирования возникающее противоречие неразрешимо, вследствие чего приходится совершенствовать дозирующую систему, повышая ее быстродействие за счет снижения инертности механических частей, используя прецизионные измерительные средства и т.д. Естественно, это влечет за собой резкое повышение стоимости дозирующей системы.

При порционном дозировании, противоречие между производительностью и точностью разрешимо. В основе решения проблемы лежит тот факт, что для обеспечения высокой точности не требуется, чтобы интенсивность подачи была все время низкой — достаточно, чтобы она была низкой при отключении (переключении) подачи. Т.е. при дозировании порции на завершающей стадии интенсивность подачи материала должна быть низкой. Кроме того, необходимо, чтобы период времени, в продолжение которого интенсивность подачи низкая, был не слишком коротким (существенно больше погрешности времени срабатывания системы управления подачей материала). Для обеспечения высокой производительности требуется, чтобы высокой была средняя производительность дозирования, что может быть обеспечено за счет повышения интенсивности дозирования на начальной стадии дозирования.

Итак, режим дозирования должен представлять собой функцию интенсивности подачи от времени, в которой вначале интенсивность подачи высокая, а за завершающей стадии — низкая.

В результате задача оптимизации сводится к определению характера перехода от высокой интенсивности в начале дозирования порции к низкой интенсивности в конце дозирования порции. В зависимости от характера указанного перехода, можно выделить три основных варианта оптимального режима порционного дозирования (рис. 4): (1) со ступенчатым изменением интенсивности подачи материала, (2) с линейным убыванием интенсивности подачи материала и (3) с нелинейным убыванием интенсивности подачи, когда обеспечивается идеальная функция зависимости интенсивности подачи от времени.

А I \ К- х \ > \ \ \

» \ \ N \ ------

1 ,

г, Тг Тг 1 г

Рис. 4. Три варианта оптимального режима порайонного дозирования: 1 — ступенчатое изменение интенсивности подачи, 2 —линейное убывание интенсивности подачи, 3 — идеальная функция интенсивности подачи

Наряду с весовым дозированием, варианты которого рассмотрены на рис. 4, высокоточное высокопроизводительное дозирование может осуществляться объемно-весовым способом. В этом случае весовому дозированию предшествует предварительное (грубое) объемное дозирование, и в ходе дальнейшего весового дозирования погрешность объемного дозирования должна быть компенсирована.

Рассмотрим некоторые варианты режимов дозирования более подробно.

Рассмотрим случай оптимизации режима поэтапного весового дозирования со ступенчатым изменением интенсивности подачи материала. Связь между параметрами поэтапного дозирования определяется несколькими условиями:

Во-первых, масса, дозируемая на каждом этапе, кроме первого, в С раз больше погрешности предыдущего этапа:

кс0=й+1т;+(!)

где С — коэффициент запаса по компенсации погрешности предыдущих этапов на последующих (рекомендуемое значение — 3); (?„ Г/ — интенсивность и продолжительность дозирования на ¿-ом этапе.

Во-вторых, погрешность дозирования на последнем этапе, определяемая как произведение интенсивности дозирования на приведенную погрешность времени дозирования, равна допустимой абсолютной погрешности дозирования (как уже указывалось выше, это обеспечивается полной компенсацией погрешностей каждого предыдущего этапа на последующем):

где п — число этапов дозирования; Д — допустимая абсолютная погрешность дозирования.

В-третьих, сумма масс, дозируемых на всех этапах, равна массе дозируемой порции:

где М — масса порции.

Наиболее распространенным частным случаем режима весового дозирования со ступенчатым изменением интенсивности подачи является дозирование в три этапа с приблизительно постоянным значением приведенной погрешности времени дозирования (К = К0 = const). Рассмотрим этот случай.

В соответствии с уравнениями (1-3) может быть определена функция суммарного времени дозирования 7V = Тх+Т2+Т3 от интенсивности подачи материала на 1-ом этапе Qx. В соответствии с системой уравнений (1-3), эта функция принимает минимальное значение при Qu определяемом следующим уравнением 4-ой степени:

&*=Д.

(2)

п

(3)

где О, = А/К.

Остальные параметры режима дозирования (1-3):

т^скш-ио,*

fO~ =CKQ{CK)*QМ - CKQl - (СК )г Ql /Т2

Qy QA й

В случае оптимизации режима поэтапного объемно-весового дозирования со ступенчатым изменением интенсивности подачи материала, параметры дозирования связаны между собой следующим образом:

С М, =£?2Г2; (4)

кса=а^тм,1>и (5)

О, =Л/А'; (6)

¿ат;+А/,=Л/, (7)

к

где — допустимая относительная погрешность дозирования на 1-ом этапе; Л/[ — масса, дозированная на 1-ом этапе (объемным способом).

Отличие от случая весового этапа связано с тем, что на 1-ом этапе материал дозируется объемным способом. Поэтому на 2-ом этапе (весовом) дозируется масса, в С раз больше погрешности объемного дозирования (см. (4)).

Рассмотрим случай трехэтапного объемно-весового дозирования, когда приведенная погрешность времени дозирования примерно одинакова для всех этапов дозирования.

Исходя из системы уравнений (4-7) определяется функция Т(М\). Минимуму этой функции соответствует масса:

А/,=Л/(—^---Щ],

+ (1 + С5Х) ]

где 3 = Д¡М — относительная погрешность дозирования. Остальные параметры дозирования (4-7):

Тг =СК I , Г3 =СК Г/' ч-

-г-

В случае оптимизации режима весового поэтапного дозирования с бесступенчатым убыванием интенсивности подачи материала параметры дозирования связаны следующим образом:

г

где / — время от начала дозирования; Т — продолжительность дозирования всей порции.

Смысл формулы (8) заключается в том, что в каждый момент времени абсолютная погрешность дозирования в С раз меньше остатка дозирования (разности полной массы порции и отдозированной массы).

Поскольку продолжительность Т дозирования всей порции изначально неизвестна, формулу (8) необходимо обратить во времени:

где — время от конца дозирования порции; ()' — интенсивность подачи, соответствующая моменту времени ? или т (< 1Г).

На практике интегрирование может быть заменено суммированием по малым интервалам времени л. В результате рабочие зависимости для определения оптимального режима (п «104 -106, / = \ ...п):

Рассмотренные выше примеры оптимизации режимов представляют собой оптимизацию по критерию производительности (осуществляется минимизация суммарного времени дозирования порции). Другим вариантом оптимизации является оптимизация по критерию К — приведенной погрешности времени дозирования. Целью оптимизации в этом случае является определение режима дозирования, который при заданных допустимой погрешности дозирования порции и производительности дозирования допускает максимальное значение К. Требования к точности элементов дозирующей системы, постоянству физико-механических свойств дозируемого материала снижаются по мере увеличения

е;={?„,„ при е; <&,„,.

при е; ^ 0тЬ;

К, поэтому результатом оптимизации в данном случае будет снижение себестоимости дозирующей системы и дозирования.

Режим, оптимальный по критерию производительности, также будет оптимальным по критерию К. Величина К может быть определена из тех же формул, связывающих параметры дозирования, которые использовались в случае оптимизации по критерию производительности. В результате, например, в случае ступенчатого убывания интенсивности подачи материала справедлива следующая приближенная формула:

где Т — заданная продолжительность дозирования порции; 8 — допустимая относительная погрешность дозирования.

Оптимизация по критерию К должна предшествовать оптимизации по критерию производительности и осуществляться на этапе разработки дозирующей системы, поскольку позволяет определиться с требованиями по точности элементов дозирующей системы.

Пятая глава посвящена разработке методов адаптивного управления интенсивностью подачи при поэтапном весовом и объемно-весовом дозировании.

Одним из наиболее перспективных направлений развития прецизионных дозирующих систем является создание дозаторов с адаптивным управлением подачей. В таких дозаторах интенсивность подачи материала является функцией от текущих параметров дозирования.

Возможны два основных варианта адаптивного управления: непрерывное и дискретное.

В первом случае интенсивность дозирования корректируется постоянно в масштабе реального времени. Несмотря на то, что техническая реализация данного варианта адаптивного управления несложная, при высокой производительности дозирования требования к точности элементов системы управления дозированием становятся крайне высокими и для их удовлетворения требуется использовать дорогостоящие прецизионные элементы, что экономически неоп-

равданно. Поэтому для наиболее быстродействующих дозирующих систем непрерывное адаптивное управление использовать нецелесообразно.

Вторым вариантом адаптивного управления является дискретное управление, при котором управляющее воздействие на интенсивность подачи материала оказывается лишь несколько раз за все время дозирования порции. Особенно удобен данный метод при использовании поэтапного дозирования со ступенчатым убыванием интенсивности подачи материала. Дискретное адаптивное управление следует использовать при очень высокой производительности дозирования.

Проведенные автором диссертации теоретические исследования показали, что максимальная погрешность продолжительности дозирования порции в случае непрерывного и дискретного адаптивного управления не отличаются. Для поэтапного весового дозирования погрешность продолжительности дозирования в обоих случаях определяются следующей формулой:

ДГ = К + Г„/С,

где К — приведенная погрешность времени дозирования, Тп = КЦС /В — продолжительность дозирования на заключительном этапе, С — коэффициент запаса по компенсации погрешности предыдущих этапов на последующих, 8 — допустимая относительная погрешность порции.

Адаптивное управление процессом дозирования на практике наиболее эффективно при использовании электронной измерительной системы. Это связано с возможностью изменения параметров измерительной системы в процессе ее эксплуатации.

Использование адаптивного управления, как показали исследования, позволяет существенно увеличить надежность дозирования. Погрешность продолжительности поэтапного дозирования с использованием адаптивного управления в 3-5 раза ниже, чем при поэтапном дозировании с фиксированными параметрами. Увеличение производительности дозирования при использовании адаптивного управления составляет не более 20-25%.

В шестой главе рассматривается практический пример применения методики модульного синтеза и алгоритмов оптимизации режима для разработки высокопроизводительного высокоточного дозатора порошковых компонентов твердых сплавов.

Разработанный порционный дозатор с вибропитателем и датчиком ускорений при использовании режима поэтапного дозирования обеспечивает существенное повышение производительности. В ходе проведенных экспериментальных исследований осуществлялось сравнение производительности при использовании четырех вариантов режимов:

1. трехэтапного весового дозирования со ступенчатым убыванием интенсивности подачи материала,

2. трехэтапного весового дозирования с линейным убыванием интенсивности подачи материала,

3. весового дозирования с нелинейным убыванием интенсивности подачи материала,

4. дозирования с досыпкой (90% массы на стадии грубого дозирования с интенсивностью подачи 15 кг/с, 10% массы на стадии чистового дозирования).

Условия дозирования были следующими: материал — карбид вольфрама, дозируемая масса — 50 кг, допустимая абсолютная погрешность — 0,1 кг, приведенная погрешность времени дозирования (определена предварительными тестами) К = 0,08 + 0,005-0 + 0,003-т.

Эксперименты показали (табл. 1), что в данном случае (не очень высокая производительность при высокой точности) предпочтительно использовать весовое дозирование с нелинейным убыванием интенсивности подачи материала. Кроме того, использование любого из режимов поэтапного дозирования обеспечивает многократное повышение надежности дозирования по сравнению с методом досыпки.

трехэтапное весовое дозирование со ступенчатым убыванием интенсивности подачи материала трехэтапное весовое дозирование с линейным убывание интенсив-кости подачи материала весовое дозирование с нелинейным убыванием интенсивности подачи материала дозирование с досыпкой (90% на стадии грубого дозирования)

Теоретический расчет

Максимальная интенсивность подачи, кг/сек 15,1 34,3 56,8 15

Продолжительность дозирования, сек 8,06 4,19 3,51 11,4

Результаты экспериментов

Количество экспериментов 10 10 10 10

Среднее значение продолжительности дозирования порции, сек 10,11 4,48 4,01 16,92

Среднее отклонение продолжительности дозирования порции, сек 0,806 0,564 0,150 4,98

Наряду с исследованием повышения производительности при использовании поэтапного дозирования в шестой главе также приведены результаты исследования влияния точности состава твердых сплавов на надежность твердосплавного инструмента. Эти исследования служат обоснованием необходимости повышения точности дозирования компонентов твердых сплавов при производстве твердосплавного инструмента.

С целью практического выявления влияния точности состава твердых сплавов на надежность твердосплавного инструмента были исследованы 2 группы трехзубых резьбонарезных пластин (по 20 пластин в каждой группе) из твердого сплава ВК60М.

При изготовлении первой (контрольной) группы пластин приготовление смеси осуществлялось с обычной погрешностью содержания кобальта, равной 0,2%. При изготовлении второй группы пластин при приготовлении смеси погрешность дозирования кобальта была снижена до 0,05%.

28

В ходе исследования осуществлялась оценка надежности резьбонарезных пластин при нарезании трапецеидальной резьбы ОТТМ на заготовках из стали 20 длиной 120 мм и диаметром 20 мм со скоростью резания V = 120 м/мин, подачей 5 = 5,08 мм/об, количеством заходов р = 3. Критерием отказа резьбонарезной пластины был принят износ по задней поверхности А, = 0,3 мм.

В результате проведенных испытаний пластин было установлено, что резьбонарезные пластины, при изготовлении которых использовалось высокоточное дозирование, имеют в 1,5 раза меньший среднеквадратичный разброс наработки до отказа по сравнению с контрольной группой пластин (2,02 шт. против 3,01 шт. при средней наработке 166 шт.).

Таким образом, можно констатировать существенное влияние погрешности дозирования компонентов твердых сплавов на надежность инструмента. Следовательно, важной составной частью задачи повышения эксплуатационных характеристик твердосплавного инструмента является снижение погрешности дозирования при приготовлении твердых сплавов.

В заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы.

В приложении 1 приводится описание пакета программ ОПТДОЗ, разработанного автором диссертации. Разработанные программы позволяют (в соответствии с техническим заданием) определять минимальные требования по точности элементов дозирующей системы и рассчитывать оптимальный режим для всех основных вариантов режима.

Основой пакета ОПДОЗ является программа ОПТИМИЗАТОР, предназначенная для определения (1) всех параметров дозирования по величине порции, допустимой погрешности и приведенной погрешности времени дозирования, либо (2) предварительного значения приведенной погрешности времени дозирования по заданным значениям величины дозируемой порции, допустимой погрешности и производительности.

Исходя из возможных вариантов режимов, а также принимая во внимание принятый характер описания точности элементов дозирующей системы через

приведенную погрешность времени дозирования К, являющуюся линейной функцией от интенсивности подачи материала и текущего значения массы от-дозированого материала, можно определить перечень возможных случаев оптимизации режимов поэтапного дозирования (табл. 2-4).

В таблицах приняты следующие уловные обозначения: «х» — оптимизация возможна, «о» — оптимизация невозможна, «-» — оптимизация не требуется. Общее число вариантов, при которых оптимизация возможна, составляет 175. Все эти варианты оптимизации реализованы в программе ОПТИМИЗАТОР.

На рис. 7-9 показаны основные окна программы ОПТИМИЗАТОР.

Приложение 2 содержит акты внедрения и применения результатов диссертационной работы.

Таблица 2. Весовое дозирование (оптимизация по критерию

производительности)

число этапов № 2 3 4 ОО

Заданы: Заданы: Заданы: Заданы:

- Отл у - - Отпа\ <3л,ах.<32,<2з - Огпа\

ступенчатое изменение интенсивности подачи

К=ДК„) X X X X О X X X X - -

X 0 X X X X X X X - -

К=Мо,И) X X X X X X X X X - -

X X X X X X X X X - -

с линейным убыванием интенсивности подачи

К=/(К0) X X X X - - - - - - -

X X X X - - - - - -

X X X X - - - - - - -

к=ж0,<2,И) X X X X - - - - - - -

бесступенчатое изменение интенсивности подачи

К=/(Ко) - - - - - - - - - X X

к=/(Ко,<2) - - - - - - - - - X X

- - - - - - - - - X X

к=/(кц2,у • - - - - - - - - X X

I I I

I

Таблищ 3. Объемно-весовое дозирование (оптимизация по критерию производительности)

число этапов № \ 2 3 4 00

Заданы: Заданы: Заданы: Заданы:

- М! Ртах Мь - М, Ми Отах - м, Отах м,, С^тах - М! Отах Мь Ртах

ступенчатое изменение интенсивности подачи

X - - - X X X X X X X X - - - -

К=/(К„,0) X - - - X X X X X X X X - - - -

К=Г(К,М) X - - - X X X X X X X X - - - -

к=/(к0,<2М) X - - - X X X X X X X X - - - -

с линейным убыванием интенсивности подачи

К=/(К„) - - - - X X X X X X X X - - - -

к=лка .0) - - - - X X X X X X X X - - - -

К=/(Ко,И) - - - - X X X X X X X X - - - -

К=/(К0.<2,И) - - - - X X X X X X X X - - - -

бесступенчатое изменение интенсивности подачи

К=/(К0) X X X X

X X X X

Л>/(ЗД X X X X

X X X X

Таблица 4. Оптимизация по критерию приведенной погрешности времени дозирования К

ЧИСЛО этапов тип дозирования \ч, 2 3 4 00

Заданы: Заданы: Заданы: Заданы:

- М, От.-п: Мь Ошах - М, Ошах Мь Ртах - М, Отах Мь Ртах - М1 Отах Мь Ртах

Весовое дозирование

ступенчатое X - X - X - X - X - X - - - - -

с линейным убыванием X - X - X - X - - - - - - - - -

бесступенчатое - - - - - - - - - - - X - X -

Объемно-весовое дозирование

ступенчатое X - - - X X X X X X X X - - - -

с линейным убыванием - - - - X X X X X X X X - - - -

бесступенчатое - X X X X

ОПТИМИЗАТОР

Окно Справка м =

10

6= Г01

81 =Р %

: тип дозирования Ы весовой

I

I— объемно-весовой

М1 =

с}1 =

ко = к = Ь =

К=К0

к= ко+«з

К=К0<-Ь*т

дополнительные настройки

I = шзг.т

Р—3

М = 10; Ое^а = 0,01; КО = 0,02; к = 0,005; Ь = 0,005; п = 2; С = 3; весовое дозирование

01 = 2,3284; Т1 = 4,058; (}2 = 0,1414; Т2 = 3,8963; Тэит = 7,9544; М = 9,99958402 (проверка)

ш

Рис. 7. Стартовое окно программы ОПТИМИЗАТОР

ИЗ График режима

_

| Документ Настройки

д,

Кё с

диапазоны осей t тах = |а

0_тах = ¡2,4

.........А -

1 / I : ;

/

У ....... 1 |

/ \

/

4

С

т_тах = |ю

делении оси по

10 8,75

т.

кг

3,75 2,5 1,25 О

единицы измерения масса: ?кг время: !с

Рис. 8. Окно графика режима дозирования 32

Рис. 9. Окно предварительного определения приведенной погрешности времени

дозирования К

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. В работе решена крупная научно-техническая проблема, имеющая важное народно-хозяйственное значение и состоящая в разработке оптимальных систем для порционного дозирования материалов, обеспечивающих увеличение производительности, снижение погрешности дозирования и минимизацию требований к точности элементов дозирующей системы. Внедрение разработанных методов синтеза дозирующих систем и оптимизации режимов дозирования внесет значительный вклад в развитие экономики страны, в частности, позволит существенно снизить затраты на дозирование материалов в металлургической, химической, фармацевтической и пищевой промышленности.

2. Установлены связи между параметрами дозирующей системы (структура дозирующей системы, приведенная погрешность времени дозирования) и характеристиками процесса дозирования (функция интенсивности подачи мате-

риала от времени и погрешность дозирования) в зависимости от задачи дозирования. Специфика установленных связей заключается в использовании нового критерия «приведенная погрешность времени дозирования», характеризующего точность элементов дозирующей системы, а также в описании процесса порционного дозирования в виде функции интенсивности подачи материала от времени, которая может быть оптимизирована по выбранному критерию.

3. Определена функциональная модель дозирующей системы для прецизионного высокопроизводительного порционного дозирования. В основе этой модели лежит использование метода поэтапного дозирования, заключающегося в разбиении процесса дозирования на этапы (стадии) с постепенно убывающей интенсивностью подачи материала при наличии информационной связи между этапами дозирования, обеспечивающей компенсацию погрешностей дозирования предыдущих этапов на последующих. На базе созданной функциональной модели сформировано новое семейство дозаторов поэтапного действия.

4. Разработаны математические модели оптимального поэтапного дозирования для различных вариантов режимов дозирования, представляющие собой системы уравнений, связывающих параметры дозирования (масса порции, допустимая погрешность дозирования, интенсивности и продолжительности дозирования материала на различных этапах и др.) и дозирующей системы (характер убывания интенсивности подачи материала, приведенная погрешность времени дозирования, характер зависимости приведенной погрешности времени дозирования от текущих значений дозированной массы и интенсивности подачи материала и др.). Эти модели позволяют осуществлять оптимизацию режима дозирования, т.е. находить математические функции зависимости интенсивности подачи дозируемого материала от времени (или от текущего значения массы), при котором обеспечивается наибольшая производительность (при заданной точности элементов дозирующей системы), либо минимизируются требования к точности элементов дозирующей системы (при заданной производительности дозирования).

5. В соответствии с разработанными математическими моделями для различных задач дозирования определены алгоритмы и разработано программное обеспечение (авторский пакет программ ОПТДОЗ) для оптимального синтеза дозирующих систем и расчета параметров режимов дозирования.

6. Определены методы адаптивного управления процессом дозирования, основанного на многократном проведении оптимизации режима с учетом реального протекания дозирования, позволяющие существенно повысить надежность дозирования (снизить дисперсию продолжительности дозирования порции).

7. Разработан и внедрен в производство на ОАО «Савеловский машиностроительный завод» дозатор поэтапного действия для дозирования порошковых материалов, обеспечивающий, в зависимости от задачи дозирования и используемого режима дозирования, повышение производительности не менее, чем в 1,6 раз по сравнению с существующими дозаторами.

8. Результаты диссертационной работы внедрены в образовательный процесс при подготовке бакалавров и магистров в рамках следующих образовательных программ: «Машины и технология высокоэффективных процессов обработки», «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств», «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств», «Машиностроительные технологии и оборудование», «Приборостроение» и «Технология машиностроения».

ПУБЛИКАЦИИ

Статьи в периодических изданиях, рекомендованных ВАК

1. Грибков A.A. Новый подход к структуре дозирующих систем // Законодательная и прикладная метрология, 2001, №3, с. 71-75.

2. Грибков A.A. Оптимизация поэтапного объемно-весового дозирования И Законодательная и прикладная метрология, 2001, №5, с. 32-36.

3. Григорьев С.Н., Грибков A.A. Определение погрешности времени оптимального дозирования материалов // «Законодательная и прикладная метрология», 2010, №4, с. 11-12.

4. Григорьев С.Н., Грибков A.A. Определение общих требований к точности элементов дозирующей системы // «Технология машиностроения», 2010, №3, с. 37-39.

5. Грибков A.A. Повышение точности и производительности автоматизированных систем весового порционного дозирования материалов // «Мехатроника, Автоматизация, Управление», 2010, №9, с. 61-65.

6. Григорьев С.Н., Грибков A.A. Обобщенная оценка точности элементов дозирующей системы // «Вестник машиностроения», 2010, №8, с. 41-42.

7. Григорьев С.Н., Грибков A.A. Влияние точности дозирования мелкодисперсных и наноразмерных порошковых компонентов твердых сплавов на надежность твердосплавного режущего инструмента // «Станки и инструмент (СТИН)», 2010, №12, с. 24-26.

8. Григорьев С.Н., Грибков A.A. Дискретное и непрерывное адаптивное управление интенсивностью подачи материала при поэтапном порционном весовом дозировании // «Автоматизация и современные технологии», 2011, №4, с. 3-5.

9. Грибков A.A. Постановка задачи оптимального режима порционного дозирования материалов // «Заготовительные производства в машиностроении», 2011, №8, с. 46-48.

10. Грибков A.A. Варианты оптимальных режимов порционного дозирования материалов И «Вестник МГТУ СТАНКИН», 2011, №3, с. 49-51.

11. Грибков A.A. Определение оптимального числа этапов при поэтапном весовом дозировании материалов // «Вестник МГТУ СТАНКИН», 2011, №3, с. 33-36.

12. S. N. Grigor'ev and A. A. Gribkov. Precision of dosing-system components // Russian Engineering Research. Volume 30, Number 8, p.779-780,2010.

13. Григорьев С.Н., Грибков A.A. Математическое моделирование оптимального порционного дозирования материалов // «Двигатель», 2011, №7, с. 16-18.

Монографии

14. Григорьев С.Н., Грибков A.A. Дозирование порошковых материалов при производстве твердосплавного инструмента: монография // М.: ГОУ ВПО МГТУ «Станкин», 2010,377 с.

15. Грибков A.A. Автоматизация и управление высокоточного порционного дозирования порошковых материалов: монография // М.: ГОУ ВПО МГТУ «Станкин», 2011,236 с.

Авторское свидетельство СССР и патент РФ

16. Грибков A.A. и др. Установка для мойки и сушки полых изделий. Авторское свидетельство SU 1741935 AI от 23.06.1992.

17. Грибков A.A. и др. Весовой автоматический дозатор. Патент RU 2110773 С1 от 10.05.1998.

Учебное пособие

18. Григорьев С.Н., Грибков A.A., Алешин С.В. Технологии нанообработки: учебное пособие //Старый Оскол, «ТНТ», 2008,320 с.

Статьи в других периодических гаданиях, сборниках научных трудов, трудах конференций

19. Грибков A.A. и др. К вопросу о повышении точности дозирования материалов // Проектирование технологических машин: Сборник научных трудов. Выпуск 12, М.: МГТУ «СТАНКИН», 1998, с.88-91.

20. Григорьев С.Н., Грибков A.A. Оптимизация технологии дозирования порошков при производстве твердосплавных пластин // Ресурсосберегающие технологии в машиностроении, 5-я Всероссийская юбилейная научно-практическая конференция, 20-22 сентября, 2006, с. 81-87.

21. Григорьев С.Н., Грибков A.A. Поэтапное дозирование порошков при производстве твердых сплавов // Новые технологии в научных исследо-

ваниях, проектировании, управлении, производстве. Всероссийская научно-техническая конференция, 2006, с. 96-97.

22. Григорьев С.Н., Грибков A.A. Оптимизация точности элементов дозирующей системы // «Техника и технология», №5,2006, с. 73-79.

23. Григорьев С.Н., Грибков A.A. Оптимизация режима поэтапного объемно-весового дозирования // «Техника и технология», №5,2006, с. 68-72.

24. Грибков A.A. Адаптивное управление автоматическим дозированием материалов // Материалы международной научно-технической конференции «Автоматизация: проблемы, идеи, решения», 6-10 сент. 2010 г., с. 73-75.

Подписано в печать: 07.10.11

Объем: 2,5 усл.п.л. Тираж: 100 экз. Заказ № 505 Отпечатано в типографии «Реглет» 119526, г. Москва, Страстной бульвар, 6/1 (495) 978-43-34; www.reglet.ru

Введение

1. Анализ текущего состояния проблемы оптимизации автоматизированного порционного дозирования

1.1. Погрешности дозирующей системы.

1.2. Пути повышения точности и производительности измерения и дозирования.

1.2.1. Базовые направления повышения точности и производительности измерения и дозирования.

1.2.2. Частные методы повышения точности и производительности измерения и дозирования.

1.3. Состояние исследований в области оптимизации дозирования материалов.

1.4. Выводы.

2. Модульный синтез дозирующей системы

2.1. Модульная схема дозирующей системы

2.2. Элементы-модули дозирующих систем.

2.3. Модульный синтез дозирующих систем

2.4. Выводы.

3. Основы технологии поэтапного дозирования

3.1. Новая технология поэтапного дозирования

3.2. Основные положения метода поэтапного дозирования.

3.3. Синтез дозаторов поэтапного действия.

3.4. Семейство дозаторов поэтапного действия.

3.5. Дозатор с коромысловым механизмом.

3.6. Выводы.

4. Оптимизация режима поэтапного дозирования

4.1. Постановка задачи оптимизации режима поэтапного дозирования

4.1.1. Критерии оптимизации режима поэтапного дозирования

4.1.2. Обобщенная оценка точности элементов дозирующей системы.

4.1.3. Варианты оптимизации режима дозирования.

4.2. Оптимизация режима поэтапного весового дозирования со ступенчатым изменением интенсивности подачи.

4.2.1. Оптимизация по критерию производительности

4.2.2. Оптимизация по критерию производительности при непостоянной приведенной погрешности времени дозирования К.

4.2.3. Оптимизация но критерию К.

4.2.4. Сравнительный анализ поэтапного и одноэтапного дозирования.

4.3. Оптимизация режима поэтапного объемно-весового дозирования со ступенчатым изменением интенсивности подачи.

4.3.1. Оптимизация по критерию производительности

4.3.2. Оптимизация но критерию производительности при непостоянной приведенной погрешности времени дозирования К.

4.3.3. Оптимизация по критерию К.

4.3.4. Сравнительный анализ поэтапного и одноэтапного дозирования.

4.4. Оптимизация режима поэтапного весового дозирования с линейным убыванием интенсивности подачи.

4.4.1. Оптимизация по критерию производительности

4.4.2. Оптимизация по критерию производительности при непостоянной приведенной погрешности времени дозирования К.

4.4.3. Оптимизация по критерию К.

4.5. Оптимизация режима поэтапного объемно-весового дозирования с линейным убыванием интенсивностью подачи.

4.5.1. Оптимизация по критерию производительности

4.5.2. Оптимизация по критерию производительности при непостоянной приведенной погрешности времени дозирования К.

4.6. Оптимизация режима поэтапного дозирования с бесступенчатым убыванием интенсивности подачи (п = оо).

4.7. Оптимизация режима программно-задаваемого весового и объемно-весового дозирования.

4.8. Выводы. 240 j

5. Адаптивное управление подачей материала

5.1. Определение погрешности времени оптимального дозирования материалов.

5.2. Дискретное адаптивное управление интенсивностью f подачи материала.

5.3. Непрерывное адаптивное управление интенсивностью подачи материала.

5.4. Выводы.

6. Поэтапное дозирование порошковых компонентов твердых сплавов

6.1. Место дозирования в производстве твердосплавного инструмента

6.2. Определение требований по точности порционного дозирования ультрадисперсных порошков твёрдых сплавов

6.3. Дозатор с виброшпателем и датчиком ускорений

6.4. Выводы.

Дозирование материалов — один из наиболее распространенных технологических процессов в химической, фармацевтической, пищевой промышленности, в торговом машиностроении. Дозирующие системы составляют (в стоимостном выражении) около 5-й части всего автоматизированного оборудования. По различным оценкам мировое производство дозирующей техники достигает 0,4-0,6 триллиона долларов в год, т.е. соизмеримо по объему с производством персональных компьютеров.

Наблюдающийся рост производства высокоточного дозирующего оборудования существенно отстает от увеличения потребности в нем. В значительной мере это связано с отсутствием стройной методики синтеза дозирующих систем, недостаточной проработкой методов повышения точности и производительности дозирования. Кроме того, обширная элементная база, дозирующих систем до последнего времени должным образом не обобщена.

В настоящее время, как в отечественной промышленности, так и за рубежом проблема повышения точности и производительности дозирования решается путем значительного усложнения конструкции и применения дорогостоящих элементов. Это связано с тем, что точность дозирования в современных дозирующих системах резко снижается с повышением производительности. Поэтому для высокопроизводительного точного дозирования приходится использовать элементы с высоким быстродействием и стабильностью параметров. Также возникает необходимость усложнения конструкции дозирующей системы для компенсации возникающих динамических погрешностей. При этом необходимо использовать измерительные устройства, имеющие одновременно большой диапазон и высокую чувствительность измерения. В силу указанных обстоятельств сложность и стоимость дозирующих систем чрезвычайно возрастают [26]; [36].

Вопрос повышения производительности дозирования заданной точности в литературе рассматривается недостаточно. В известных работах [4]; [35]; [61] решение задачи повышения производительности связывается со снижением точности, а решение задачи повышения точности обуславливается снижением требований по производительности. Между тем. в настоящее время в связи с рос гом значения дозирования задача повышения точности при сохранении высокой производительности является одной из основных задач проектирования дозирующих систем.

На основании вышеизложенного была сформулирована основная цель работы, которая заключается в разработке методики оптимизации порционного дозирования, включающей в себя оитимальпый синтез дозирующей системы и оптимизацию режима дозирования посредством этой системы.

В работе впервые получены следующие научные результаты:

• Установлены связи между параметрами дозирующей системы и характеристиками процесса дозирования в зависимости от задачи дозирования. Структура дозирующей системы определяется на основе модульного иод-хода, в соответствии с которым дозирующая система является совокупностью трех типов моделей: питающих устройств (питателей), измерительных устройств и устройств управления подачей материала. Задача дозирования включает в себя свойства дозируемого материала, значение допустимой погрешности дозирования, а также требования по максимизации производительности дозирования или минимизации требований к точности элементов дозирующей системы.

• Создана функциональная модель дозирующей системы для прецизионного высокопроизводительного порционного дозирования. В основе этой модели лежит использование метода поэтапного дозирования, заключающегося в разбиении процесса дозирования па этапы (стадии) с постепенно убывающей интенсивностью подачи материала при наличии ипформационной связи между этапами дозироваиия, обеспечивающей компенсацию погрешностей дозирования предыдущих этапов па последующих. На базе созданной функциональной модели сформировано новое семейство дозаторов поэтапного действия.

• Созданы математические модели оптимального поэтапного дозирования для различных вариантов режимов дозирования, представляющие собой системы уравнений, связывающих параметры дозирования и дозирующей системы. Эти модели позволяют осуществлять оптимизацию режима дозирования, т.е. находить математические функции зависимости интенсивности подачи дозируемого материала от времени (или от текущего значения массы), при котором обеспечивается максимальная производительность (при заданной точности элементов дозирующей системы), либо минимизируются требования к точности элементов дозирующей системы (при заданной производительности дозирования).

• Определены алгоритмы и разработано программное обеспечение для оптимального синтеза дозирующих систем и расчета параметров режимов дозирования исходя из задачи дозироваиия и математических моделей оптимального дозирования. Практическая реализация оптимизации дозирования крайне трудоемка, и в подавляющем большинстве случаев может быть выполнена исключительно программными средствами. В частности, может быть использован авторский пакет программ ОПТДОЗ.

• На практике существенное повышение надежности (снижение дисперсии продолжительности дозирования порции) может' быть достигнуто за счет использования адаптивного управления процессом дозирования. Адаптивное управление процессом дозирования основано па многократном проведении оптимизации режима с учетом реального протекания дозирования.

В ходе выполнения работы были получены следующие практические результаты:

• Создано семейство дозаторов поэтапного действия, наилучшим образом удовлетворяющих требованиям высокоточного высокопроизводительного автоматизированного дозирования порошковых материалов;

• Использование разработанной технологии поэтапного дозирования при производстве твердосплавного инструмента обеспечивает повышение надежности инструмента за счет уменьшения в 1,5 раза среднеквадратичного отклонения наработки до отказа;

• Получены зависимости и приведены практические рекомендации для различных условий дозирования, которые могут быть использованы при решении конкретных задач синтеза дозирующих систем и оптимизации режима их работы.

• Создан пакет программ ОПТДОЗ, позволяющий выполнять для заданного технического задания выбор оптимальной структуры дозирующей системы и проводить автоматический расчет оптимального режима дозирования, обеспечивающего повышение производительности, точности, надежности дозирования, а также снижение требований к точности элементов дозирующей системы.

Полученные в работе результаты могут найти широкое применение при разработке и эксплуатации дозирующих систем:

• для синтеза и конструирования оригинальных дозирующих систем, в первую очередь, для порошковой металлургии, особенно при высоких требованиях к точности дозирования (например, при производстве высокотехнологичных твердых сплавов для изготовления инструмента);

• для корректирования (посредством разработанных компьютерных программ) режимов дозирования на существующих переналаживаемых дозирующих системах в соответствии с параметрами дозирования и свойствами дозирующей системы.

Результаты работы были доложены на заседаниях кафедры Высокоэффективные технологии обработки МГТУ «СТАНКИН», Всероссийской конференции «Новые технологии в научных исследованиях, проектировании, управлении, производстве — 2006» в Воронежском государственном техническом университете, 5-ой Всероссийской юбилейной научно-практической конференции в Алтайском государственном техническом университете (г. Б писк. 2006 г.), международной научно-технической конференции «Автоматизация: проблемы, идеи, решения» (г. Севастополь, 20Н) г.), а также на рабочих совещаниях на Московском инструментальном заводе.

Результаты работы использованы в ряде НИР, выполненных в ГОУ ВПО МГТУ «Станкин» по заказу Министерства образования и науки:

• «Повышение надежности наноструктурного твердосплавного инструмента на основе ультранрецизионпого дозирования компонентов твердых сплавов ГК № П917 от 26.05.2010, ФЦП "Научные и паучпо-педагогичсские кадры инновационной России» на 2009-2013 годы, руководитель — Грибков A.A.

• «Проведение коллективом научно-образовательного центра научных исследований по разработке и созданию инновационных автоматизированных систем ультрапрецизионного дозирования порошковых материалов в производстве высокотехнологичных твердых сплавов», ГК № 14.740.11.0838, ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы, руководитель НОЦ — Гречишников В.А. ответственный исполнитель работы — Грибков A.A.

• «Повышение точности и производительности порционного весового дозирования порошковых материалов», Регистрационный номер ГК 2.1.2/13307, ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы, руководитель — Грибков A.A.

• «Разработка технологических основ ультрапрецизионного дозирования компонентов твердого сплава для создания режущего инструмента повышенной надежности», Грант президента РФ, НШ-3393.2010.8. Соглашение № 02.120.11.3393-НШ от 28.07.2010, руководитель научной школы Григорьев С.Н., руководитель НИР — Грибков A.A.

Наряду с использованием в указанных НИР, результаты диссертационной работы внедрены в образовательный процесс на технологическом факультете и факультете механики и управления ГОУ ВПО МГТУ «Стапкин» (в виде лабораторного практикума и разделов лекционных курсов) и использованы при подготовке дипломированных специалистов и магистров в рамках следующих образовательных программ — «Машины и технология высокоэффективных процессов обработки», «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств», «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств», «Машиностроительные технологии и оборудование», «Приборостроение» и «Технология машиностроения».

По результатам работы имеется 24 публикации, включая 16 статей [6. 8. 10, 11, 13, 16-20, 22-26, 28] (в том числе 13 в периодических изданиях, рекомендованных ВАК [8, 10, 16-20, 22-26, 28]), 3 доклада на конференциях [5, 7, 15], 1 учебное пособие [14], 2 монографии [21,27], 2 патента [9, 12].

Автор выражает благодарность научному консультанту работы заведующему кафедры «Высокоэффективные технологии обработки» профессору, д.т.п. С.Н. Григорьеву, а также работникам кафедры «Высокоэффективные технологии обработки» за помощь, оказанную при выполнении работы.

6.4. Выводы

1. Дозирование является важнейшей технологической операцией в производстве твердых сплавов, определяющей качество получаемого материала;

2. Физико-механические характеристики твердых сплавов при погрешности состава изменяются очень существенно, непропорционально значению погрешности;

3. Эксплуатационные свойства твердосплавного инструмента (исследованные на примере резьбонарезных пластин) напрямую зависят от точности состава твердых сплавов, особенно сильно погрешность состава влияет на надежность инструмента, характеризуемую дисперсией наработки инструмента до отказа.

4. Использование поэтапного дозирования в производстве твердых сплавов позволяет без потери производительности повысить точность дозирования и обеспечить необходимый уровень качества твердых сплавов и получаемого из них инструмента.

Заключение

В результате исследований, проведенных в данной работе, были получены следующие новые научные результаты::

1. Установлены связи между параметрами дозирующей системы и характеристиками процесса дозирования в зависимости от задачи дозирования. Структура дозирующей системы определяется па основе модульного подхода, в соответствии с которым дозирующая система является совокупностью трех типов моделей: питающих устройств (питателей), измерительных устройств и устройств управления подачей материала. Задача дозирования включает в себя свойства дозируемого материала, значение допустимой погрешности дозирования, а также требования по максимизации производительности дозирования или минимизации требований к точности элементов дозирующей системы.

2. Создана функциональная модель дозирующей системы для прецизионного высокопроизводительного порционного дозирования. В основе этой модели лежит использование метода поэтапного дозирования, заключающегося в раз-биении процесса дозирования па этапы (стадии) с постепенно убывающей интенсивностью подачи материала при наличии информационной связи между этапами дозирования, обеспечивающей компенсацию погрешностей дозирования предыдущих этапов на последующих. На базе созданной функциональной модели сформировано новое семейство дозаторов поэтапного действия.

3. Созданы математические модели оптимального поэтапного дозирования для различных вариантов режимов дозирования, представляющие собой системы уравнений, связывающих параметры дозирования и дозирующей системы. Эти модели позволяют осуществлять оптимизацию режима дозирования, т.е. находить математические функции зависимости интенсивиости подачи дозируемого материала от времени (или от текущего значения массы), при котором обеспечивается максимальная производительность (при заданной точности элементов дозирующей системы), либо минимизируются требования к точности элементов дозирующей системы (при заданной производительности дози-рования).

4. Определены алгоритмы и разработано программное обеспечение для оптимального синтеза дозирующих систем и расчета параметров режимов дозирования исходя из задачи дозирования и математических моделей оптимального дозирования. Практическая реализация оптимизации дозирования крайне трудоемка, и в подавляющем большинстве случаев может быть выполнена исключительно программными средствами. В частности, может быть использован авторский пакет программ ОПТДОЗ.

5. На практике существенное повышение надежности (снижение дисперсии продолжительности дозирования порции) может быть достигнуто за счет использования адаптивного управления процессом дозирования. Адаптивное управление процессом дозирования основано па многократном проведении оптимизации режима с учетом реального протекания дозирования.

1. Афанасьев A.A., Борисспко Н.И., Борисепко О.Н., Калмыков В.И., Рягу-зов С.А. Изучение влияния нанопорошка карбида вольфрама на структуру твердого сплава ВК8 // Нанотехника, 2007, Л'а(4)12, с. 64-G5.

2. Аш Ж. с соавторами. Датчики измерительных систем. Кн. 1, 2. — М.: «Мир», 1992, 480 с. (кн. 1), 418 с. (кн. 2).

3. Ваня Я. Анализаторы газов и жидкостей. — М.: «Энергия», 1970, 552 с.

4. Видиисев Ю.Д. Дозаторы непрерывного действия. М.: «Энергия», 1978, 184 с.

5. Григорьев С.П., Грибков A.A. Оптимизация технологии поэтапного объемно-весового дозирования // Техника и технология, №5, 2006. с. 68-72.

6. Грибков A.A. Оптимизация поэтапного объемно-весового дозирования // Законодательная и прикладная метрология, №5, 2001, с. 32-36.

7. Грибков A.A. и др. Патент РФ №2110773 СИ от 10.05.1998 (весовой автоматический дозатор).

8. Грибков A.A. Новый подход к структуре дозирующих систем // Законодательная и прикладная метрология, №3, 2001, с. 71-75.

9. Григорьев С.Н., Грибков A.A. Оптимизация точности элементов дозирующей системы // Техника и технология, №5, 2006, с. 73-79.

10. Грибков A.A. и др. Авторское свидетельство SU 1741935 Al от 23.06.1992 (установка для мойки и сушки полых изделий)

11. Грибков A.A. и др. К вопросу о повышении точности дозирования материалов // Проектирование технологических машин: Сборник научных трудов. Выпуск 12, М.: МГТУ «СТАНКИН», 1998, с. 88-91.

12. Григорьев G.H., Грибков A.A., Алешин C.B. Технологии нанообработки: учебное пособие. Старый Оскол: «TUT», 2008, 320 с.

13. Грибков A.A. Адаптивное управление автоматическим дозированием материалов // Материалы международной научно-технической конференции «Автоматизация: проблемы, идеи, решения», 6-10 еент. 2010 г., с. 73-75.

14. Григорьев С.Н., Грибков A.A. Определение погрешности времени оптимального дозирования материалов // Законодательная и прикладная метрология, 2010, №4, с. 11-12.

15. Григорьев С.Н., Грибков A.A. Определение общих требований к точности элементов дозирующей системы // Технология машиностроения, 2010, №3, с. 37-39.

16. Грибков A.A. Повышение точности и производительности автоматизированных систем весового порционного дозирования материалов // Мехатро-ника, Автоматизация, Управление, 2010, №9, с. 61-65.

17. Григорьев С.Н., Грибков A.A. Обобщенная оценка точности элементов дозирующей системы // Вестник машиностроения, 2010, №8, с. 41-42.

18. Григорьев С.Н., Грибков A.A. Влияние точности дозирования мелкодисперсных и ианоразмерпых порошковых компонентов твердых сплавов па надежность твердосплавного режущего инструмента // Станки и инструмент (СТИН), 2010, №12, с. 24-26.

19. Григорьев С.Н., Грибков A.A. Дозирование порошковых материалов при производстве твердосплавного инструмента: монография. — М.: МГТУ «Станкип», 2010, 377 с.

20. Григорьев С.Н., Грибков A.A. Дискретное и непрерывное адаптивное управление интенсивностью подачи материала при поэтапном порционном весовом дозировании // Автоматизация и современные технологии, 2011, №4, с. 3-5.

21. Грибков A.A. Постановка задачи оптимального режима порционного дозирования материалов // Заготовительные производства в машиностроении, 2011, №7, с.46-48

22. Грибков A.A. Варианты оптимальных режимов порционного дозирования материалов // Вестник МГТУ СТАНКИТТ, 2011, №3, с. 49-51.

23. Григорьев С.Н., Грибков A.A. Математическое моделирование оптимального порционного дозирования материалов // Двигатель. 2011, №3, с. 5052.

24. Грибков A.A. Определение оптимального числа этапов при поэтапном весовом дозировании материалов // Вестник МГТУ СТАНКИН, 2011, №3, с. 33-36.

25. Грибков A.A. Автоматизация и управление высокоточного порционного дозирования порошковых материалов: монография. М.: «МГТУ Станкип», 2011, 236 с.

26. S. N. Grigor'ev and A. A. Gribkov. Precision of closing-system components // Russian Engineering Research. Volume 30, Number 8, p.779-780. 2010.

27. Гроссман И.Я., Шнырев Г.Д. Автоматизированные системы взвешивания и дозирования. М.: «Машиностроение», 1988, 296 с.

28. Гуманюк М.Н. Магнитоупругис силоизмерители. Киев: «Техника», 1981, 183 с.

29. Давиденко П.Н. Исследование и разработка методов проектирования информационных систем на основе дозаторов дискретного действия: диссертация па соискание ученой степени кандидата технических наук. — Таганрог, 2005, 192 с.

30. Деревянкин H.A., Капитонов E.H. Современное оборудование для подачи сыпучих материалов. М.: «ЦИНТИхимнефтемаш», 1988, 31 с.

31. Иванов М.Н. Детали машин. М.: «Высшая школа», 1998, 383 с.

32. Исакович Е.Г. Весы и весовые дозаторы: метрологическое обеспечение. — М.: «Издательство стандартов», 1991, 376 с.

33. Карпин Е.Б. Средства автоматизации для измерения и дозирования массы. Расчет и конструирование. М.: «Машиностроение», 1971, 469 с.

34. Каталымов A.B., Любартович В.А. Дозирование сыпучих и вязких материалов. Ленинград: «Химия», 1990, 240 с.

35. Киясбейли А.Ш., Лифшиц Л.М. Первичные преобразователи систем измерения расхода и количества жидкостей. — М.: «Энергия», 1980, 83 с.

36. Кожевников С.Н., Есипенко Я.И., Раскин Я.М. Механизмы. М.: «Машиностроение», 1976, 784 с.

37. Колбасин A.M. Автоматизация технологического процесса управления производством многокомпонентных сыпучих бетонных смесей с учетом ошибок дозирования: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М., 2007, 151 с.

38. Кремлевский П.П. Измерение расхода и количества жидкости, газа и пара. М.: «Издательство стандартов», 1980, 192 с.

39. Лидерман И.С., Зудашкин H.A. Измерение влажности сыпучих материалов. М.: «ЦНИИТЭИпсфтехим», 1970, 86 с.

40. Лонитаков И.П., Хлепетин Ю. М. Измерение давления, расхода и количества жидкостей и газов. — Свердловск: «УПИ», 1990, 99 с.

41. Маликов С.П., Михайловский С.С. и др. Весы и дозаторы весовые: справочник. — М.: «Машиностроение», 1981, 320 с.

42. Медников Ф.М., Конюхов Н.Е., Нечаевский М.Л. Электромагнитные датчики механических величии. — М.: «Машиностроение», 1987, 254 с.

43. Немировский A.C. Интеграторы измерительных приборов. М.: «Стан-дартгиз», 1960, 228 с.

44. Низе В.Э., Антик И.В. Справочник по средствам автоматики. М.: «Эпер-гоатомиздат», 1983, 504 с.

45. Панов B.C., Чувилип A.M. Технология и свойства сиечепных твердых сплавов и изделий из них. М.: «МИСИС», 2001, с. 148-150.

46. Першипа С. В. Весовое дозирование зернистых материалов. М.: «Машиностроение», 2009, 259 с.

47. Трифонов О.Н., Иванов В.И., Трифонова Г.О. Приводы автоматизированного оборудования. М.: «Машиностроение», 1991, 336 с.

48. Фарзане И.Г., Илясов JI.B., Азим-Заде А.Ю. Автоматические детекторы газов и жидкостей. М.: «Энергоатомиздат», 1983, 96 с.

49. Федорец В.А., Педчеико М.Н., Пичко А.Ф., Псресадько Ю.В., Лысенко B.C. Гидроприводы и гидроипевмоавтоматика станков. — Киев: «Выгца школа». 1987, 374 с.

50. Хрущев В.В. Электрические машины систем автоматики. Ленинград: «Энергоатомиздат», 1985, 368 с.

51. Чириков В.И., Кирилина P.C., Шабалин С.А. Манометры, вакууметры, мановакууметрьт. -М.: «Издательство стандартов», 1993, 252 с.

52. Шевчук Е.Г. Разработка вибрациониого питателя для выпуска связных сыпучих материалов: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. — Новосибирск, 2005, 108 с.

53. Шполянский В.А., Курицкий A.M. Программно-временные задатчики. М.: «Машиностроение», 1984, 448 с.

54. Авторское свидетельство №390374 (Указательный прибор).

55. Авторское свидетельство №303523 (Порционный весовой дозатор).

56. Каваниси Созо (.IP). Комбинационный весовой дозатор. Патент- РФ №2393440 от 04.04.2007.

57. Abdulali F. London: Mathematical modeling and design if a shear force load cell transducer // Measurement of Force and Mass, 1978, №312.

58. Kaza K.R., Jackson R.//Powd. Technol., 1982, v. 33.

59. McCobe Robert E. Metering pumb handbook — New York: Industr. press, 1984.

60. Murfitt P.C., Braiisby P.L.//Powd. Technol., 1980, v. 27.

61. Pickering F.W. Level measuring and controlradar. Chemical process. 1974, v. 20, №7.