автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.02, диссертация на тему:Упругие элементы больших перемещений с распределенными нагрузками для машин и приборов

На правах рукописи УДК 621 01

Жаров Игорь Станиславович

2-

УПРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ БОЛЬШИХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ НАГРУЗКАМИ ДЛЯ МАШИН И ПРИБОРОВ

Специальность 05 02 02 - Машиноведение, системы приводов и детали машин

□0306ВЭ06

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Владимир 2007

003066906

Работа выполнена во Владимирском государственном университете

Научный руководитель

Заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор Самсонов Л.М.

Официальные оппоненты

Заслуженный машиностроитель РФ, доктор технических наук, профессор Гоц А.Н.,

Владимирский государственный университет

кандидат технических наук Клементьев A.C.,

Владимирский юридический институт ФСИН

Ведущая организация:

ОАО «Завод «Автоприбор», г Владимир

Защита состоится 31 мая 2007 года в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д 212 025 05 Владимирского государственного университета по адресу 600000, г Владимир, ул Горького, 87, ауд 211, корпус 1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Владимирского государственного университета

Автореферат разослан 24 апреля 2007 г

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просьба направлять по адресу 600000, г Владимир, ул Горького, д 87, ученому секретарю диссертационного совета Д 212 025 05 Тел (4922)233-342, факс (4922) 233-342, e-mail sim_vl@nm ru Адрес университета в интернете www vpti Vladimir ru

Ученый секретарь диссертационного совета /

доктор технических наук, профессор Малафеев С И

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы Упругими элементами или пружинами называют гибкие детали, основным рабочим свойством которых является существенно деформироваться под нагрузкой и восстанавливать первоначальное положение при снятии нагрузки Разработан целый ряд машин и приборов, где применяются упругие элементы

Плоские упругие элементы находят все более широкое применение во всех отраслях машино- и приборостроения благодаря ряду своих достоинств Эти пружины легко изготавливаются, надежны в эксплуатации, обладают небольшими габаритами, незначительными потерями на внутреннее трение, исключают применение подвижных кинематических пар и стойки к загрязнениям

В технике существует значительная группа конструкций, где на подобные элементы, кроме сосредоточенных сил действует также и распределенные нагрузки Примерами могут служить упругие элементы муфт и центробежных регуляторов скоростей вращения, амортизаторов, гибких токоподводов к подвижным частям в электромеханических системах, упругих направляющих поступательного и вращательного движения, ленточных передач, контактных электромеханизмов, спусковых регуляторов, чувствительные элементы акселерометров, тахометров, тягомеров, расходомеров

В связи с этим актуальной является задача определения больших перемещений упругих элементов от внешних нагрузок Для их расчета нужно построить схему нагружения упругого элемента, нагруженного произвольной нагрузкой Для этого экспериментальным путем требуется исследовать распределение нагрузки по площади пружины С учетом экспериментальных данных строится схема нагружения упругого элемента

Получить в аналитическом виде решение уравнения изгиба гибких стержней для общего случая не удается Процесс расчета упругих элементов достаточно трудоемкий Поэтому, требуется разработать методику с использованием современных вычислительных средств Поскольку аналитические решения этой проблемы найдены только для ограниченного числа задач, основным инструментом исследования становятся численные методы, что открывает широкие возможности в разработке методики расчета Выбор оптимальных конструкций упругих элементов, научно обоснованный и тщательно проведенный их расчет, подбор наиболее подходящего для данных условий материала повышают надежность создаваемых машин, приборов и механизмов, обеспечивают требуемое функционирование всей конструкции Это и определяет то исключительное внимание, которое уделяется в машино- и приборостроении упругим элементам

Цель диссертационной работы состоит в создании научно-обоснованной методики расчета и проектирования упругих деталей машин и приборов, работающих при больших перемещениях и действии на них распределенных нагрузок, с целью повышения точности и достоверности расчета и расширения области их применения Для достижения поставленной цели, в работе решены следующие задачи

1 На основе анализа существующих конструкций машин и приборов и методов их расчета сформулировано направление исследований вариантов конструкций упругих элементов

2 Разработана методика расчета упругих элементов, испытывающих большие перемещения под действием распределенных нагрузок

3 Предложены методы и средства экспериментального исследования характеристик больших перемещений упругих элементов в статическом и ступенчатом режимах

4 Исследовано функционирование пневмопривода с управлением циклами по параметру расхода посредством устройства с упругим элементом

Используемые в работе методы исследования основаны на использовании теории механики твердого тела, теории гибких стержней, теории колебаний, методов математического моделирования и математической статистики Анализ полученных решений проводился с использованием методов вычислительной математики и моделирования на ЭВМ

Научная новизна работы

1 Разработана инженерная методика расчета параметров упругих элементов, нагруженных распределенной нагрузкой в области больших перемещений, позволяющая повысить точность и достоверность расчета устройств машин и приборов

2 Предложена методика получения статических и динамических характеристик упругих элементов в виде плоской пружины больших перемещений, нагруженной распределенной нагрузкой

3 Экспериментально подтверждена возможность использования цикловых пневмоприводов с управлением по параметру расхода с помощью упругого элемента.

Практическая ценность

1 С использованием предложенной модели созданы конструкции устройств с плоской пружиной, которые могут применяться в пневматических устройствах и пневмоприводах, в расходомерах и счетчиках количества для различных жидкостных и газовых сред

2 Разработана лабораторная установка для исследования больших перемещений упругих элементов в виде плоской пружины под действием распределенных нагрузок, создаваемых потоком воздуха Эта установка может применяться для испытаний пневматических устройств и механиз-

2

мов, а также градуировки счетчиков количества и расходомеров в статическом и ступенчатых режимах

3 Создано программное обеспечение для расчета больших перемещений упругих элементов под действием распределенных нагрузок Разработанная программа может использоваться для расчета перемещений любых упругих элементов больших перемещений с распределенными нагрузками в машинах и приборах, применяемых в авиационном, автотракторном, теплоэнергетическом, медицинском и др оборудовании

Реализация и внедрение

1 Разработанные методики расчета и проектирования, методики испытаний упругого элемента внедрены в ФГУП «ВПО «Точмаш» в опытно-конструкторские работы

2 Материалы диссертационной работы использовались при выполнении госбюджетной НИР на кафедре «Приборостроения и информационно-измерительных технологий» Владимирского государственного университета по научно-технической программе «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», организованной Федеральным агентством по образованию «Разработка компьютеризированных пикфлоуметров и средств их градуировки для больных с поражением дыхательных путей и в чрезвычайных ситуациях» (№ roc per 01 20 0313603)

3 Предложенная методика расчета использовалась при разработке опытной партии пикфлоуметров, которые прошли клинические испытания в поликлинике детской городской больнице скорой помощи (г Владимир)

4 Основные результаты диссертационной работы внедрены и используются в учебном процессе кафедры «Приборостроения и информационно-измерительных технологий» Владимирского государственного университета в подготовке специалистов в области проектирования деталей и узлов приборов

Апробация результатов работы

Основные положения работы докладывались и обсуждались на XI Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика-2004» (г Москва, 2004 г ), 49 Межд научн -техн конф «Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки инженерных и научных кадров» (Москва, 2005), Всеросс с межд участ научн -техн конф молодых ученых и студ «Современные проблемы радиоэлектроники», (Красноярск, 2005), I Межд конф «Безопасность Технологии Управление» (Тольятти, 2005), Международной научно-технической конференции «Наука и образование-2005» (Мурманск, 2005), XII Всеросс межвузовской научно-технич конф студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика-2005» (г Мо-

3

сква, 2005 г ),Всеросс студ науч -техн конф «Интенсификация тепломас-сообменных процессов, промышленная безопасность и экология» (Казань, 2005), Всероссийской научно-практической конференции творческой молодежи «Актуальные проблемы авиации и космонавтики» (Красноярск, 2005), научно-практической конференции «Актуальные проблемы науки в России» (Кузнецк, 2005)

Основные положения, выносимые на защиту

1 Инженерная методика расчета параметров упругих элементов в области больших перемещений под действием распределенных нагрузок, позволяющая повысить точность и достоверность их расчетов

2 Результаты экспериментального исследования больших перемещений упругого элемента в статическом и ступенчатом режимах

3 Исследование конструкций устройств с упругими элементами, используемых в цикловых пневмоприводах с управлением по параметру расхода.

Публикации по работе

По материалам диссертации опубликовано 33 работы, из них 7 статей в журналах, рекомендованных ВАК и 26 статей в трудах конференций, зарегистрирован в ВНТИЦ 1 научно-технический отчет по госбюджетной НИР в рамках МНТП, подана заявка на патент

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, списка литературы из 126 наименований и приложений Основное содержание работы изложено на 123 страницах, содержит 86 рисунков, 8 таблиц

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулированы цели и основные задачи диссертации, научная новизна и практическая значимость исследования

Первая глава посвящена исследованию современного состояния науки и техники по вопросу применения упругих элементов машин и приборов в области больших перемещений и требованиям, предъявляемым к ним

Рассмотрены конструкции, где применяются плоские упругие элементы больших перемещений (упругие муфты, центробежные регуляторы, упругие направляющие, гибкие связи и передаточно-множительные механизмы, упругие опоры, электроконтактные устройства) Также их используют в объектах специального назначения (радиаторы охлаждения реакторов, баллистические антенны, регуляторы временных механизмов) Подобные упругие элементы применяют в акселерометрах, тахометрах, тягомерах, расходомерах Показано, что существует значительная группа конструкций, где на подобный элемент кроме сосредоточенных сил, действует еще и распределенная нагрузка

Проведенный анализ различных конструкций упругих элементов показал преимущества плоских пружин, заключающийся в простоте конструкции, точности изготовления, малом гистерезисе На основании анализа уравнения движений установлено, что наименьшими погрешностями среди упругих элементов обладает именно плоская пружина Важным достоинством предлагаемой конструкции является возможность получения электрического сигнала С этой целью на плоской пружине могут быть размещены, например, тензорезисторы

В результате анализа материалов, из которых возможно изготовление упругого элемента рекомендована сталь 12Х18Н9 ГОСТ 5632-72 Эта сталь обладает достаточно высоким значением модуля упругости, малым гистерезисом, и не коррозирует при контакте с агрессивными средами

Упругие элементы в виде плоской пружины могут применяться в качестве измерителей расхода различных газов и жидкостей (в том числе и неоднородных сред) или сигнализаторов расхода при утечках на газо-, нефте-, нефтепродуктопроводах, тепловых магистралях, а также для управления приводами трубопроводной арматуры Они пригодны для работы на транспортных (судовых, авиационных, автотракторных) установках

Также подобный упругий элемент может применяться в конструкциях пневмоприводов с управлением циклами по расходу Плоские пружины могут быть использованы в пневматических механизмах со следящими приводами и синхронизирующими устройствами для получения расходных характеристик в определенных магистралях пневматических систем, в том числе и при их испытаниях

Вторая глава посвящена методике расчета упругого элемента в виде плоской пружины в области больших перемещений для случая нагружения распределенными нагрузками

Методы расчета упругих элементов в области больших перемещений изложены в трудах Попова Е П., Андреевой Л Т, Джанелидзе Г Ю., Фео-досьева В И, Илюхина А А Дальнейшему развитию этого направления посвящены работы Гаврюшина С С и Бегуна ПИВ этих работах приведена теория расчета больших перемещений плоского стержня (пружины) основного класса изгиб в одной плоскости под действием сосредоточенных сил и моментов

Согласно теории Попова Е П общее уравнение упругой линии пружины (стержня)

¿2Э \dBdb 1 dBdB d2% 1\п /п . . „ ,„ . . , т сЬ В ds си В сЬ сЬ Ж В

где 5 - функция длины формы упругой линии, В - изгибная жесткость в текущем сечении, 9 - угол наклона касательной к начальной упругой линии стержня, 9 - угол наклона касательной к упругой линии стержня в теку-

щий момент, / - длина участка стержня, Рс— равнодействующая сосредоточенной силы в текущем сечении, Рй — равнодействующая распределенной силовой нагрузки в текущем сечении, 5С — угол наклона (направление действия) Р0 5 д — направление действия Рф т—распределенная момешная нагрузка На основании общего случая определения изгиба стержней в области больших перемещений под действием распределенной нагрузки построена численная методика расчета В этой методике при переходе от исходной дифференциальной задачи, представляющей собой систему нелинейных дифференциальных уравнений, к дискретной задаче, использовались разностные методы, а для решения результирующей нелинейной системы алгебраических уравнений использовался итерационный метод Ньютона

На схеме изгиба плоской пружины (стержня) выделены участки, где действуют распределенные нагрузки (рис 1)

Участки выбираются таким образом, что распределенная нагрузка д находится в пределах соответствующих участков

На каждом участке I расчетной схемы стержня строится равномерная сетка (рис 2) с шагом /г£ которой и числом узлов К/, Узлы сетки делят участки стержня на отрезки (секции) так, что крайние узлы сетки на участке совпадают с границами участков

Узлы квазиравномерной сетки на расчетной схеме стержня нумеруются от 1 до N Номер 1 соответствует 5=0, а N соответствует э—1 Число участков стержня (рис 1) в данном случае равно 7 (Ь= 1, 2, 3,4, 5, 6,7) изгиба стержня (пружины) Относительные координаты определяют

для семи участков положения дальних границ участков с номером

Ь В начале системы координат хОу имеем .$0=0 Число отрезков (секций) 3 на участках следующее =10

Число узлов К на участках соответственно равно К¡.7= 11 Общее число узлов квазиравномерной сетки расчетной схемы изгиба стержня подсчиты-вается на п=1 участках (¿=1,2, , п) по числу отрезков (секций) JL

ы

У

Рис 2 Равномерная сетка для семи участков 6

Рис 1 Расчетная схема

Для каждого участка Ь стержня, кроме первого участка, принято, что изменение безразмерной координаты в пределах границ участка имеет вид

<3£> ¿ = 2,3, ,п,

где и - координаты соответственно ближней и дальней границ участка Ь На участках с номером Ь= 1 принято, что

¿ = 1.

где начало стержня обозначено как 5о=0

Дифференциальное уравнение упругой линии для каждого ¿-го участ-

ка

с/2Э Р/ ^--(И + I -Х)-^-81П(»),

<}52 4 В

Условия нагружения

£-1 I

-<5< —

П П

(2)

бо=0

Координаты границ участков стержня определяются как = Ы1 {Ь- 1, 2, 7)

Значения нагрузок Рч, действующих на Ь-ш участке, определяются суперпозицией нагрузок, действующих на участках с номерами Ь+1, Ь+ 2 . п Например, для 7 участков расчетной схемы стержня задается квазиравномерная сетка с общим числом узлов N=151 Точность вычислений 0,001, максимальное число итераций 12

Для исследования схемы нагружения упругого элемента разработана специальная программа, которая осуществляется расчет перемещения на основе введенных пользователем значений распределенных нагрузок, габаритных размеров и материала упругих элементов

Третья глава посвящена экспериментальному исследованию упругого элемента больших перемещений под действием распределенных нагрузок

Для экспериментальной проверки адекватности предложенной методики расчета упругих элементов в области больших перемещений разработана лабораторная установка

Схема установки изображена на рис 3

Предусмотрены два режима работы

1 При статическом режиме воздух из компрессора 1 посту

Рис 3 Схема установки для определения больших перемещений упругого элемента 1 - компрессор, 2- нагнетательная емкость (ресивер), 3- электромагнитный пневмоклапан, 4,5 - вентили, 6 - датчик расхода, 7 - корпус, 8 -цифровая видеокамера, 9 - датчики давления, 10 - пружина, 11-манометр

пает через датчик расхода 6 в корпус 7 с упругим элементом 10 при закры-

том клапане 3 и открытых вентилях 4, 5. Изменением проходной площади вентиля 5 получали требуемое значение объемной скорости потока.

2. При ступенчатом режиме воздух из компрессора 1 нагнетается в емкость 2 при закрытом вентиле 5 и открытом клапане 3 и вентиле 4. Затем закрывали вентиль 4, открывали вентиль 5. После этого открывали электромагнитный пневм о клапан 3. Воздух поступает из емкости 2 через датчик расхода 6 в корпус 7 с упругим элементом 10. Клапан 3 дает возможность получить пиковую скорость потока, открываясь в течение времени 0,5 с. Требуемые пиковые значения объемной скорости нашли подбором давления в емкости 2 с помощью показаний манометра 11,

Для расчета упругого элемента в области больших перемещений экспериментальным путем найдено распределение давления по площади пружины. Для этого проводилась съемка цифровой видеокамерой 8 пружины 10, размещенной в прозрачном корпусе 7. Описанная методика позволяет при движении пружины зафиксировать последовательный ряд положений пружины через равные промежутки времени, определяемые частотой следования кадров (500 кадров в соку иду).

Также в корпусе 7 были размещены миниатюрные датчики давления 9 в количестве 29 штук с выводом информации на компьютер через плату АЦП. Это позволило измерить распределенную нагрузку на семи участках, действующую на типичную пружину для измерения расхода и использования в системах пневмоприводов при расходах до 50 м7ч с габаритными размерами 70x20x0,12 мм, изготовленной из стали 12Х18Н9 ГОСТ 5632-72.

По этим значениям было рассчитано перемещение плоской пружины и сравнено с экспериментальным, зафиксированным видеокамерой. Расчет перемещений пружины строится по программе, построенной на основе методики, изложенной в главе 2.

Различные режимы нагружепия обеспечивают изменение значений объемных скоростей потока, т.е. и значений распределенных нагрузок, действующих на упругий элемент.

Эксперимент проводили в 3-х режимах: 1, Статический режим. Положение пружины определяли при постоянной объемной скорости потока 10, 14, 18, 22, 26, 30, 34, 38, 42 м3/ч.

2, Ступенчатый режим 1. Создавали быстрое изменение объемной скорости потока от 0 до 42 м3/ч за 0,5 с. Определяли положение пружины при скорости потока 10, 14, 18, 22, 26, 30, 34, 38, 42 м3/ч (рис. 4).

8

да х я «? я? ел те к

эгстахденцянлн

--ЯНрРИЛйТ-Ч*»

Рис. 4. Перемещения пружины при ступенчатом режиме I

3 Ступенчатый режим 2 Создавали быстрое изменение объемной скорости потока в диапазонах 0-10, 0-14, 0-18, 0-22, 0-26, 0-30, 0-34, 0-38, 0-42 м3/ч за ОД с Соответственно определяли положение пружины при скорости потока 10, 14, 18, 22, 26, 30, 34, 38, 42 м3/ч

При обработке полученных данных выявлено, что при одинаковых значениях объемной скорости потока наибольшие значения давления в корпусе, а следовательно и наибольшее значение распределенной нагрузки, действующей на упругий элемент в ступенчатом режиме 2, наименьшие — при статическом

При одинаковых значениях объемной скорости потока максимальный угол наклона упругого элемента при ступенчатом режиме 2, минимальный - при статическом Так при объемной скорости 42 м3/ч в ступенчатом режиме, угол наклона пружины составляет 67,2 градуса, а в статическом режиме - 61,7 градуса

Полученные зависимости позволяют сделать вывод о том, что теоретические значения угла наклона упругого элемента на всех режимах на-гружения превышают экспериментальные на определенную величину, что позволило рассчитать таблицы поправочных коэффициентов для значений объемной скорости при различных режимах нагружения

Выявлено, что закон распределения данных угла наклона пружины <р от объемной скорости потока V наиболее приближен к степенной функции вида (р = а¥" + с В результате аппроксимации данных получены аналитические зависимости утла наклона упругого элемента <р от объемной скорости К в различных режимах

С возрастанием объемной скорости относительная погрешность угла наклона упругого элемента уменьшается, а абсолютная погрешность - увеличивается Наибольшие значения относительной и абсолютной погрешностей угла наклона при ступенчатом режиме 2, наименьшие - при статическом

Обнаружено, что наибольшая погрешность угла наклона упругого элемента появляется при малых углах (до 15 градусов) Поэтому, этот участок необходимо исключить Для расчета таких упругих элементов нужно применять классическую методику малых леремещений

Четвертая глава посвящена методике расчета динамических характеристик и инженерной методики расчета конструктивных параметров упругих элементов, а также применению системы пневмопривода с упругим элементом с управлением циклами по расходу

Расчетным путем установлены значения собственных частот исследуемого в работе упругого элемента 0,72, 4,5, 12,63, 24,62 Гц По экспериментальной переходной характеристике получено, что степень демпфирования /?=0,32 , а собственная частота 4,27 Гц При этом, амплитудная по-

9

грешность перемещения упругого элемента равна 1,22 %, а фазовая принимает значение - 4,46 градуса

Рядом исследований установлено, что поведение упругих элементов описываются дифференциальным уравнением второго порядка с постоянными коэффициентами вида

Т\<р (0 + Тхф (0+(/>{t) = kV(t) (3)

где <p(t) - выходной сигнал упругого элемента (угол наклона пружины), Vit)- входной сигнал (объемная скорость потока), 7у, Т2 постоянные времени упругого элемента, к — статический коэффициент преобразования упругого элемента

Тг = —, где со - частота собственных колебаний упругого элемента со

Постоянная времени Г/ находится по формуле h

7j = 2hT2 = 2—, где h - степень демпфирования со

Приняли, что изменение объемной скорости во времени описывается уравнением

V(t) = V{ea"ß') ,

где V, а и ß связаны с постоянной времени т и временем t0 достижения амплитудного значения объемной скорости V „1ах соотношениями

ß 1 +та

^у-а _ (ßLy

Р

(4)

Ж

Применение указанных зависимостей дает экспериментально подтвержденную возможность аппроксимации реальных пневмоимпульсов аналитическим выражением

Тогда уравнение движения упругих элементов во времени может быть описано уравнением

Гзу (О + 7> (0 + = кУ{е" - «") (5)

Полученные решения уравнения (5) отражают реакцию упругого элемента, описываемого дифференциальным уравнением второго порядка с постоянными коэффициентами При этом параметры а,р и Упшх отражают различные возможные формы пневмоимпульса, а параметры к и ю динамически е характеристики упругого элемента

Уравнение движения упругого элемента решено для случая г0=0,1 с, г =0,5 с, Утах =42 м3/ч При этом коэффициенты а = -2,16 с"1 /?= - 27 с"1 Из анализа переходной характеристики упругого элемента с учетом

динамических условий нагружения показано, что его движение имеет характер затухающих колебаний (рис 5)

V фа.1 до ...... ,.

.20 ... а >

Рис 5 Экспериментальная и расчетная переходные характеристики упругого элемента

Проектирование упругого элемента в области больших перемещений производится в следующем порядке

1 Выбор материала элемента с учетом особенностей работы - циклических нагрузок, величины нагрузок, агрессивности среды

2 Выбор габаритов упругого элемента с учетом максимального угла наклона Принимается одно из максимальных значений распределенной нагрузки и условно принимается, что оно постоянно по всей длине пружины С помощью разработанного программного обеспечения рассчитывается приблизительное перемещение пружины с учетом действующего давления

3 Выбор оптимальных габаритов корпуса с учетом габаритов пружины Расстояние между корпусом и пружиной должно быть в пределах 0,5 1 мм По траектории перемещения конца пружины подбирается оптимальная форма радиальной части корпуса с учетом минимального расстояния между стенкой и пружиной

4 Для аналитического расчета характеристик упругого элемента нужно использовать аппроксимирующие функции зависимости углового перемещения пружины <р от объемной скорости потока V вида

<р = аУ"+с

5 Экспериментальное определение закона распределения нагрузок, действующих на пружину

6 На основании полученных экспериментальных значений распределенных нагрузок подсчитывается перемещение упругого элемента заданных габаритов

7 Уточняется толщина пружины с учетом максимального перемещения

8 Выполняется проверочный расчет на прочность пружины

9 По экспериментальной переходной характеристике определяется коэффициент демпфирования и частота собственных колебаний упругого элемента

£

3-,

5 t_

Tp

í» л

tt 3

10 Расчет оптимального места размещения тензорезисторов на пружине с целью получения максимальной чувствительности преобразователя

Схема разработанной конструкции циклового пневмопривода с управлением по параметру расхода с упругим элементом изображена на рис 6

При включении компрессора 2 воздух поступает через пневморас-

пределитель 5 в правую (штоковую) полость цилиндра 1 В положении, изображенном на схеме поршень перемещается влево Воздух выходит из левой (поршневой) полости цилиндра 1 и через пневмораспределитель 5 попадает в корпус 6 При этом пружина 11 деформируется и размыкает контакты микропереключателя 8, воздух выходит из корпуса 6

После выхода воздуха из левой полости цилиндра 1 пружина 11 вновь возвращается в исходное положение и замыкает контакты микропереключателя 8 Электрический сигнал с микропереключателя 8 поступает на счетный триггер 7, приводя в действие электромагнитное устройство пневмораспределителя 4 Пневматический сигнал с пневмораспределителя 4 управляет работой пневмораспределителя 5, при его переключении воздух направляется в левую полость цилиндра При этом упругий элемент, перемещаясь, вновь переключит микропереключатель 8, и цикл повторится На контакты микропереключателя 8 подается напряжение от источника питания 9 Подача напряжения питания осуществляется тумблером 10

Характеристиками исследуемого пневмопривода диаметр поршня 0,08 м, диаметр штока 0,04 м, рабочий ход поршня 0,313 м, нагрузка на штоке 160 Н, суммарная масса всех поступательно движущихся частей привода (без учета груза) 15,5 кг, сила трения 200 Н, максимальное давление, создаваемое компрессором 0,8 МПа (объем ресивера 0,07 м3), коэффициенты расхода подводящей и выхлопной линии 0,23 и 0,3 Максимальное значение расхода в выхлопной линии 41,3 м3/ч Применялся упругий элемент с габаритами 70x20x0,12 мм, материал - сталь 12X18Н9Т

Упругий элемент, размещенный на выхлопной линии, фиксирует падение расхода, т е положение поршня в момент его остановки Окончание процесса перемещения поршня определяется не только координатой крайнего

Рис 6 Схема циклового пневмопривода с управлением по расходу 1 - исполнительный двигатель, 2 -источник питания, 3- вентиль, 4 -пневмораспределитель с электрическим управлением, 5 — пневмораспределитель, 6—корпус с пружиной, 7 - триггер со счетным входом, 8 — микропереключатель, 9 - источник электрического питания, 10 - тумблер, 11-пружина

положения поршня, как это делается традиционными способами, но и расходными характеристиками течения рабочей среды на выхлопной магистрали

На рис 7 представлена характерная осциллограмма, полученная в результате экспериментов для перемещаемого груза 10 кг и давления в сети 0,5 МПа По данным циклограммы время прямого хода равно 0,31 с, что согласуется с теоретическим значением, равным 0,35 с

В заключении представлены результаты работы

1 Показано, что наиболее перспективными конструкциями упругих элементов, воспринимающих распределенные нагрузки, являются плоские пружины Проведенный анализ различных конструкций упругих элементов показал преимущества плоских пружин Эти пружины технологичны, надежны в эксплуатации, обладают небольшими габаритами, незначительными потерями на внутреннее трение, исключают применение подвижных кинематических пар

2 Разработана и исследована схема нагружения упругого элемента, учитывающая особенности его функционирования большие перемещения и неравномерность распределения нагрузки, действующей на упругий элемент На основании общего случая определения изгиба стержней в области больших перемещений в работе предложена численная методика расчета изгиба пружины под действием распределенной нагрузки В этой методике при переходе от исходной дифференциальной задачи, представляющей собой систему нелинейных дифференциальных уравнений, к дискретной задаче, использовались разностные методы, а для решения результирующей нелинейной системы алгебраических уравнений использовался итерационный метод Ньютона

3 Для исследования схемы нагружения упругого элемента для заданных условий работы, разработан программный продукт, который на основе введенных пользователем значений распределенных нагрузок, габаритных размеров и материала упругих элементов рассчитывает их перемещения

4 Разработана методика исследования перемещений упругих элементов на предложенной конструкции лабораторной установки, как в статическом, так и ступенчатом режимах

5 Анализ экспериментальных и теоретических данных привел к выводу о том, что теоретические значения угла наклона упругого элемента во всех режимах нагружения превышают экспериментальные значения на оп-

5 - перемещение рабочего органа, 0-расход в выхлопной полости, и-напряжение на выходе триггера

ределенную величину Различные режимы нагружения обеспечивают изменение значений объемных скоростей, а следовательно, и распределенных нагрузок С учетом этого вывода составлены таблицы поправочных коэффициентов для различных режимов нагружения, что позволило повысить точность расчета перемещений упругих элементов до ± 1 %

6 При использовании экспериментальных данных установлено, что зависимость угла наклона пружины <р от объемной скорости потока V аппроксимируется степенной функцией вида <р — аУ" + с Получены значения коэффициентов а, п, с аналитических зависимостей угла наклона пружины от объемной скорости в различных режимах

7 На основе уравнения движения упругого элемента с учетом динамических условий нагружения показано, что закон изменения угла наклона имеет характер затухающих колебаний Установлено, что для заданных условий функционирования, исследуемые упругие элементы работают в дорезонансном режиме Проведена оценка амплитудной и фазовой погрешностей значений угла наклона упругого элемента

8 Испытан упругий элемент, размещенный в пневмоприводе на выхлопной линии Экспериментальным путем выявлено, что окончание процесса в рабочей среде при перемещении поршня определяется не только координатой крайнего положения поршня, как это делается традиционными способами, но и расходными характеристиками течения рабочей среды на выхлопной магистрали

В диссертационной работе предложена методика расчета и экспериментального исследования упругих элементов больших перемещений с распределенными нагрузками для машин и приборов, позволяющая повысить точность расчета до ± 1 % и расширены области их применения

В приложениях приведены экранные модули разработанной программы, фото лабораторной установки и пневмопривода, акты внедрения

Список основных публикаций

1 Жаров И С Расширение функциональных возможностей пик-флоуметров // Материалы Междунар науч -техн конф «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии» - Владимир, 2004 - Книга 1, С 122-123

2 Жаров И С Измерение объемных скоростей воздушных потоков возможности пикфлоуметрии // Сб тез док XI Всеросс межвуз науч -техн конф студ и асп «Микроэлектроника и информатика-2004» -Москва, 2004 - С 131

3 Жаров И С Инерционные датчики с упругими элементами для транспортных средств // Сб докл 49 Междунар науч -техн конф «Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки инженерных и научных кадров» -Москва, 2005 -Т 2, С 19-20

4. Жаров И С Измеритель расхода топлива // Сб докл 49 Между-нар науч -техн конф «Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки инженерных и научных кадров» - Москва, 2005 -Т 2, С 25-27

5 Жаров И С Анализ конструкций расходомеров с упругими чувствительными элементами // Материалы Межд науч,-техн конф «Наука и образование-2005» - Мурманск, 2005 -Ч VII, С 69-71

6 Жаров И С Расходомер с поворотной лопастью для нефтегазовой промышленности и коммунального хозяйства//Материалы Межд науч -техн конф «Наука и образование -2005» - Мурманск, 2005 -Ч VII, С 72-74

7 Жаров И С Измерение расходов газовых потоков по пиковым значениям скорости потока // Материалы 59 межинстит научн студ конф «Молодые исследователи - медицине и биологии - 2005» - Челябинск, 2005 - С 50

8 Жаров И С Повышение точности измерения расходов газовых потоков // Сб докл 79 Всеросс студ научн конф , посвящ 1000-летию Казани - Казань,-2005 -С 32-33

9 Жаров И С Расходомер с упругой лопастью, способ его градуировки и метод расчета чувствительного элемента // Сб статей Всеросс с межд участ науч -техн конф мол уч и студ «Современные проблемы радиоэлектроники» - Красноярск, 2005 — С 415-417

10 Жаров И С Сигнализатор для предотвращения утечек на газо-, нефте- и нефтепродуктопроводах и расчет его динамических характеристик // Сб докл I межд конф «Безопасность Технологии Управление» -Тольятти, 2005 -Ч 1,С 247-251

11 Жаров И С Методы и программное обеспечение для расчета упругого элемента расходомеров // Сб тез док XII Всеросс межвуз науч -техн конф студ и асп «Микроэлектроника и информатика-2005» - Москва, 2005 -С 140

12 Жаров И С Расчет упругого элемента пневматических устройств пневмоприводов // Сб тез докл Всеросс науч -практ конф твор-ческ молод «Актуальные проблемы авиации и космонавтики», посвящ Дню авиации и космонавтики и 45-летию СибГАУ-Красноярск, 2005 -С 148

13 Самсонов JIМ, Жаров И С Устройство контроля и управления с упругим элементом для пневматических, гидравлических, топливных систем // Сб тез докл Всеросс науч -практ конф. творческ молод «Актуальные проблемы авиации и космонавтики», посвящ Дню авиации и космонавтики и 45-летию СибГАУ- Красноярск, 2005 - С 149

14 Жаров И С Управление и контроль цикловыми пневмоприводами технологического оборудования по параметру расхода устройством с упругим элементом // Сб статей науч - практ. конф «Актуальные проблемы науки в России», выпуск 3 — Кузнецк, 2005 - Т 3, С 142-146

15 Жаров И С Управление пневмоприводами для нефтегазовой и химической промышленности по параметру расхода // Сб докл Всеросс студ науч -техн конф «Интенсификация тепломассообменных процессов, промышленная безопасность и экология» - Казань, 2005 - С 246-247

16 Жаров И С Упругий элемент расходного типа пневматических устройств пневмоприводов // Материалы XIV Всеросс научн -техн конф «Проблемы повышения боевой готовности, боевого применения, технической эксплуатации и обеспечения безопасности полетов летательных аппаратов» - Иркутск, 2005 - Т 2 С 89-93

17 Самсонов JIМ, Евдокимов А И , Жаров И С Устройство с упругим элементом для управления цикловыми пневмоприводами по параметру расхода // Приборы и системы Управление, контроль, диагностика 2006, № 3, С 19-22

18 Евдокимов А И , Жаров И С Экспериментальное исследование пневмопривода с управлением по параметру расхода // Компрессорная техника и пневматика 2006, № 3, С 40-41

19 Жаров И С Пневмопривод с управлением по параметру расхода// Вестник машиностроения 2006, № 6, С 11-13

20 Жаров И С Методика расчета устройства с упругим элементом для измерения расхода газовых и жидких сред // Промышленная энергетика 2006, № 8, С 39-42

21 Жаров И С Расчет устройства с упругим элементом для измерения и контроля расхода воздуха // Компрессорная техника и пневматика 2006, № 8, С 26-28

22 Жаров И С Пикфлоуметр с плоской пружиной для измерения показателей форсированного дыхания // Вестник новых медицинских технологий 2006, № 3, С 144-145

23 Жаров И С Устройство с упругим элементом для измерения и микропроцессорного управления приводами трубопроводной арматуры // Газовая промышленность 2007, № 1,С 71-72

24 Самсонов JI М, Жаров И С , Сироткин Е А Заявка на патент №2003101003 от 16 01 2003 «Устройство для измерения вентиляционных показателей легких человека»

Кроме указанных публикаций материалы диссертационной работы опубликованы в сборниках трудов еще 10 конференций

Личный вклад соискателя В работах [13, 17] - предложена методика расчета и конструкция упругого элемента, входящего в цикловой пневмопривод с управлением по расходу, [18] - конструкция циклового пневмопривода с управлением по расходу

Подписано в печать 23 04 07 Формат 60x84/16 Уел печ л 0,93 Тираж 100 экз Заказ УО£ £1)0 У * Издательство Владимирского государственного университета 600000, Владимир, ул Горького, 87

Введение.

Глава 1. Анализ конструкций упругих элементов больших перемещений, применяемых в машинах и приборах.

1.1. Упругие элементы муфт.

1.2 Упругие элементы центробежных регуляторов и тахометров.

1.3. Упругие кинематические устройства.

1.3.1.Упругие направляющие вращательного движения.

1.3.2. Упругие направляющие поступательного движения.

1.3.3.Упругие передаточные механизмы.

1.3.4. Ленточные передачи.

1.4. Упругие опоры.

1.5. Упругие элементы электроконтактных устройств.

1.6. Упругие элементы объектов специального назначения.

1.7. Упругие элементы приборов.

1.8. Упругие элементы для цикловых пневмоприводов с управлением по параметру расхода.

1.9. Требования к упругим элементам.

1.10. Выбор материалов для изготовления упругого элемента.

1.11. Сравнение упругих элементов.

1.12. Выводы по 1-й главе.

Глава 2. Математическая модель упругого элемента в области больших перемещений под действием распределенных нагрузок.

2.1. Общая характеристика упругого элемента, нагруженного распределенными нагрузками при больших перемещениях.

2.2. Уравнение упругой линии плоской пружины.

2.3. Теоретические предпосылки расчета упругого элемента.

2.4. Методика расчета упругого элемента.

2.5. Программа расчета на ЭВМ изгиба плоской пружины, нагруженной распределенными нагрузками.

2.6. Выводы по 2-й главе.

Глава 3. Экспериментальное исследование упругого элемента больших перемещений.

3.1. Особенности экспериментальной установки для определения больших перемещений упругого элементам под действием распределенной нагрузки.

3.2. Обработка экспериментальных данных.

3.3. Анализ экспериментальных данных.

3.4. Выводы по 3-й главе.

Глава 4. Методика расчета динамических характеристик упругих элементов. Упругий элемент в системе циклового пневмопривода с управлением по параметру расхода.

4.1. Расчет собственных частот упругого элемента.

4.2. Расчет упругого элемента на прочность.

4.3. Экспериментальное определение величины коэффициента демпфирования, частоты собственных колебаний и частоты затухающих колебаний упругого элемента.

4.4. Расчет динамических погрешностей упругого элемента.

4.5. Инженерная методика расчета конструктивных параметров упругого элемента.

4.6. Упругий элемент в системе циклового пневмопривода с управлением по параметру расхода.

4.7. Определение времени прямого хода привода.

4.8. Расчет тензорезисторов, размещенных на упругом элементе.

4.9. Выводы по 4-й главе.

Существует обширная группа деталей, деформации которых полезны и используются в работе машины, прибора, механизма. Такие детали называют упругими элементами или пружинами. Упругими элементами называют гибкие детали, основным рабочим свойством которых является существенно деформироваться под нагрузкой и восстанавливать первоначальное положение при снятии нагрузки.

Упругие элементы машин и приборов являются ответственными звеньями конструкций и требуют научно обоснованного подхода и тщательно проведенного расчета при проектировании. Упругие элементы в технике используют для различных целей. В конструкциях машин и приборов упругие элементы применяют [64,88, 89]:

1. Для создания постоянных заданных сил (фрикционные и предохранительные муфты, тормоза).

2. Для силового замыкания механизмов (в кулачковых механизмах).

3. Для выполнения функции двигателя (заводные пружины).

4. Для восприятия энергии удара (буферные пружины, амортизаторы).

5. Для передачи, преобразования или направления движения (упругие муфты, упругие направляющие, упругие передаточные механизмы, гибкие связи).

6. Для измерения (преобразования) усилий, моментов, давления, температуры, перемещений.

7. В часовых механизмах и контактных приборных устройствах (спусковые регуляторы).

Необходимость удовлетворения разнообразных и сложных требований к машинам и приборам обусловила создание ряда конструкций упругих элементов. Геометрическая форма упругих элементов разнообразна и зависит от их назначения и конструкции машины и прибора. Упругие элементы различных конструктивных форм подразделяют на плоские, винтовые, и спиральные. При этом упругие элементы одинаковой формы могут выполнять в машине или приборе различные функции. Так, например, плоскую пружину применяют в качестве натяжной, измерительной, буферной.

Плоские пружины широко используют во всех отраслях машино- и приборостроения. По своему назначению, конструкции и размерам они очень разнообразны. Наиболее распространены прямые плоские пружины, реже кривые плоские пружины.

Плоские упругие элементы находят все более широкое применение благодаря ряду своих достоинств. При изготовлении плоской пружине почти всегда можно придать форму для ее размещения в корпусе машины или прибора. При этом она может занимать немного места. Плоская пружина иметь малые размеры в направлении перемещения. В этом отношении такие пружины более удобны, чем винтовые. Плоскую пружину можно изготовить штамповкой из любого пружинного материала. Выбор материала определяется только назначением и условиями работы пружины. Простота изготовления плоских пружин является их существенным достоинством. Также это пружина надежна в эксплуатации, обладает достаточной гибкостью.

Однако в технике встречаются такие конструкции, в которых плоская пружина сильно изгибается при работе материала в пределах упругости. Примерами могут служить детали клапанов, упругие элементы муфт, упругие элементы центробежных регуляторов скоростей вращения, амортизаторов, гибких токоподво-дов к подвижным частям в электромеханических системах, упругих направляющих поступательного и вращательного движения, ленточных передач, контактных электромеханизмов, спусковых регуляторов.

В связи с этим актуальной является задача определения больших перемещений упругих элементов от внешних нагрузок. В ряде вышеперечисленных устройств упругий элемент испытывает, помимо больших перемещений, еще и действие распределенных нагрузок. Для их расчета нужно построить математическую модель упругого элемента, нагруженного произвольной нагрузкой. Для этого экспериментальным путем требуется исследовать распределение нагрузки по площади пружины. С учетом экспериментальных данных строится математическая модель упругого элемента.

Получить в аналитическом виде решение уравнения изгиба упругих элементов для общего случая не удается. Поскольку аналитические решения найдены только для ограниченного числа задач, основным инструментом исследования становятся численные методы расчета упругих элементов.

Методы расчета упругих элементов в области больших перемещений изложены в трудах Попова Е.П. [83, 84], Андреевой JI.T. [2, 3], Джанелидзе Г.Ю. [25, 26], Феодосьева В.И. [120], Илюхина А.А. [60]. Дальнейшему развитию этого направления посвящены работы Гаврюшина С.С. [15] и Бегуна П.И. [7-9]. В этих работах приведена теория для расчета больших перемещений плоского стержня основного класса: изгиб в одной плоскости тонкого стержня под действием сосредоточенных сил и моментов при любом виде соосных связей, причем поперечное сечение стержня и начальная кривизна являются постоянными или ступенчато постоянными по длине стержня. Все остальные задачи плоского упругого изгиба тонких стержней, не удовлетворяющие этому определению, составляют класс задач, не сводящихся к основному. Сюда относят случаи распределенных нагрузок, переменного сечения стержня или переменной начальной кривизны.

Отсутствие методик расчета и рекомендаций по выбору материалов упругих элементов для больших перемещений приводит к преждевременному выходу из строя механизмов машин и приборов. С другой стороны, разумный выбор конструкции упругих элементов, научно обоснованный и тщательно проведенный их расчет, подбор наиболее подходящего для данных условий материала могут оказать существенное влияние на надежность создаваемого механизма или прибора, обеспечить стабильность работы конструкции в целом. Все вышесказанное и определяет то исключительное внимание, которое уделяется в машино- и приборостроении упругим элементам.

Техника в своем развитии ежедневно ставит новые проблемы, их решение требует создание новых конструкций машин и приборов, а в процессе их разработки создаются новые разновидности упругих элементов, расширяются области применения упругих элементов уже существующих видов и требования, предъявляемые к ним.

В данной работе расширена область применения упругих элементов при больших перемещениях, работающих под действием распределенной нагрузки и предложена методика их расчета.

Актуальность работы подтверждается также включением этого направления исследования в научно-техническую программу «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», организованной Министерством образования РФ в 2003-2004 г.

Цель диссертационной работы состоит в создании научно-обоснованной методики расчета и проектирования упругих деталей машин и приборов, работающих при больших перемещениях и действии на них распределенных нагрузок, с целью повышения точности и расширения области их применения. Для достижения поставленной цели, в работе решены следующие задачи:

1. На основе анализа существующих конструкций машин и приборов и методов их расчета сформулировано направление исследований вариантов конструкций упругих элементов.

2. На основе предложенной математической модели разработана методика расчета упругого элемента, испытывающего большие перемещения под действием распределенных нагрузок.

3. Предложены методы и средства экспериментального исследования характеристик больших перемещений упругого элемента в статическом и ступенчатом режимах.

4. Исследовано функционирование пневмопривода с управлением циклами по параметру расходу посредством устройства с упругим элементом.

Используемые в работе методы исследования основаны на использовании теории механики твердого тела, теории гибких стержней, теории колебаний, методов математического моделирования и математической статистики. Анализ полученных решений проводился с использованием методов вычислительной математики и моделирования на ЭВМ.

Научная новизна работы

1. Разработана инженерная методика расчета параметров упругих элементов, нагруженных распределенной нагрузкой в области больших перемещений, позволяющая повысить точность и достоверность расчета устройств машин и приборов.

2. Получены статические и динамические характеристики упругого элемента в виде плоской пружины больших перемещений, нагруженной распределенной нагрузкой.

3. Экспериментально подтверждена возможность использования цикловых пневмоприводов с управлением по параметру расхода с помощью упругого элемента.

Практическая ценность

1. С использованием предложенной модели созданы конструкции устройств с плоской пружиной для измерения расходов и управления циклами пневмопривода.

2. Разработана лабораторная установка для исследования больших перемещений упругого элемента в виде плоской пружины под действием распределенных нагрузок, создаваемых потоком воздуха.

3. Разработано программное обеспечение для расчета больших перемещений упругих элементов под действием распределенных нагрузок.

4. Разработана конструкция устройства с упругим элементом к пневмоприводу с управлением циклами по параметру расхода.

Реализация и внедрение

1. Разработанные методики расчета и проектирования, методики и результаты лабораторных испытаний упругого элемента внедрены в ФГУП ВПО «Точ-маш» в научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы.

2. Материалы диссертационной работы использовались при выполнении госбюджетной НИР на кафедре «Приборостроения и информационно-измерительных технологий» Владимирского государственного университета по научно-технической программе «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», организованной Федеральным агентством по образованию «Разработка компьютеризированных пикфлоуметров и средств их градуировки для больных с поражением дыхательных путей и в чрезвычайных ситуациях» (№ гос. per. 01.20.0313603).

3. Предложенная методика расчета использовалась при разработке опытной партии пикфлоуметров, которые прошли клинические испытания в "Поликлинике детской городской больнице скорой помощи" (г. Владимир).

4. Основные результаты диссертационной работы внедрены и используются в учебном процессе кафедры «Приборостроения и информационно-измерительных технологий» Владимирского государственного университета в подготовке специалистов в области проектировании деталей и узлов приборов.

Апробация результатов работы

Основные положения работы докладывались и обсуждались на: V Международной научно-технической конференции «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии» (г. Владимир, 2002 г.); II Международной научно-технической электронной конференции «Актуальные проблемы машиностроения» (г. Владимир, 2002 г.); Научно-технической конференции преподавателей и сотрудников ФРЭМТ «45 лет ВлГУ» (г. Владимир, 2003 г.); Юбилейной выставки «Научно-техническое творчество молодых ученых», посвященной 45-ю ВлГУ (г. Владимир, 2004 г.); X Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (г. Москва, 2004 г.); VI Международной научно-технической конференции «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии» (г. Владимир, 2004 г.); III Всероссийской молодежной научно-технической конференции «Будущее технической науки» (г. Нижний Новгород, 2004 г.); XI Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика-2004» (г. Москва, 2004 г.); VI Международной научно-технической конференции «Медико-технические технологии на страже здоровья» (Греция, о. Крит, Ираклион-Аммудара, 2004); 49 Международной научно-технической конференции Ассоциации автомобильных инженеров «Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки инженерных и научных кадров» (Москва, 2005); Всероссийской с международным участием научно-технической конференции молодых ученых и студентов «Современные проблемы радиоэлектроники», посвященной 110-й годовщине Дня радио (Красноярск, 2005); I Международной конференции «Безопасность. Технологии. Управление» (Тольятти, 2005); Международной научно-технической конференции «Наука и образование-2005» (Мурманск, 2005); Всероссийской научно-практической конференции творческой молодежи «Актуальные проблемы авиации и космонавтики», посвященной Дню авиации и космонавтики (Красноярск, 2005; научно- практической конференции «Актуальные проблемы науки в России» (Кузнецк, 2005).

Основные положения, выносимые на защиту

1. Инженерная методика расчета параметров упругого элемента в области больших перемещений под действием распределенных нагрузок, позволяющая повысить точность и достоверность расчетов.

2. Результаты экспериментального исследования больших перемещений упругого элемента в статическом и ступенчатом режимах.

3. Исследование конструкций устройств с упругими элементами, используемых в цикловых пневмоприводах с управлением по параметру расхода.

Публикации по работе

По материалам диссертации опубликовано 33 работы, из них 7 статей в центральной печати, зарегистрирован в ВНТИЦ 1 научно-технический отчет по госбюджетной НИР в рамках МНТП, подана заявка на патент.

Первая глава посвящена исследованию современного состояния науки и техники по вопросу применения упругих элементов машин и приборов в области больших перемещений и требованиям, предъявляемым к ним. Рассмотрены конструкции упругих элементов муфт, центробежных регуляторов и тахометров, упругих кинематических устройств, упругих опор, упругих элементов электроконтактных устройств, объектов специального назначения, приборов. Рассмотрены конструкции с упругими элементами для пневмоприводов с управлением по параметру расхода. Сравнены конструкции с различными упругими элементами и выявлены преимущества конструкций устройств с плоскими пружинами.

Вторая глава посвящена методике расчета упругого элемента наиболее распространенной плоской пружины для больших перемещений и при нагруже-нии распределенными нагрузками. На основании общего случая решения изгиба стержней в области больших перемещений под действием распределенной нагрузки построена численная методика расчета. В этой методике при переходе от исходной дифференциальной задачи, представляющей собой систему нелинейных дифференциальных уравнений, к дискретной задаче, использовались разностные методы, а для решения результирующей нелинейной системы алгебраических уравнений использовался итерационный метод Ньютона. Полученные в методе Ньютона системы линейных уравнений с трехдиагональными матрицами решены методом немонотонной прогонки. Описана программа на основе математической модели упругого элнмента.

Третья глава посвящена экспериментальному определению для упругого элемента больших перемещений под действием распределенных нагрузок. Описана конструкция лабораторной установки для определения больших перемещений упругого элемента под действием распределенной нагрузки. Приведена методика исследования перемещений упругого элемента в статическом и ступенчатом режимах, позволяющая определить большие перемещения упругого элемента и оценить точность. Построены графики действия на пружину распределенных нагрузок. Найдены поправочные коэффициенты для значений расходов, относительная и абсолютные погрешности.

Четвертая глава посвящена выбору конструктивных параметров и динамических характеристик упругого элемента, а также применению системы пневмопривода с упругим элементом с управлением циклами по расходу для решения различных задач. Проведен расчет собственных частот упругого элемента. Экспериментально определены величины коэффициента демпфирования, частоты собственных колебаний и частоты затухающих колебаний упругого элемента.

Рассмотрена конструкция циклового пневмопривода с управлением циклами по расходу и проведено его испытание.1

Автор выражает признательность зав. каф. "Приборостроение и информационно-измерительные технологии" ВлГУ, д.т.н., проф. Легаеву В.П. за научные консультации по диссертационной работе.

4.9. Выводы по 4-й главе

1. На основе математической модели движения упругого элемента с учетом динамических условий нагружения показано, что его движение имеет характер затухающих колебаний. Установлено, что для заданных условий функционирования, исследуемые упругие элементы работают в дорезонансном режиме. Проведена оценка амплитудной и фазовой погрешностей.

2. Предложена методика определения динамических погрешностей, позволяющие оценить точность измерения в различных средах, создающих различные степени демпфирования

3. Разработана инженерная методика расчета конструктивных параметров упругого элемента больших перемещений, нагруженного распределенной нагрузкой, позволяющая с большой точностью определить перемещения этого элемента.

4. Испытан упругий элемент, размещенный в пневмоприводе на выхлопной линии. Экспериментальным путем выявлено, что окончание процесса в рабочей среде при перемещении поршня определяется не только координатой крайнего положения поршня, как это делается традиционными способами, но и расходными характеристиками течения рабочей среды на выхлопной магистрали.

5. Экспериментальные исследования подтвердили работоспособность циклового пневмоприводов с управлением по параметру расхода. В результате теоретических и экспериментальных исследований разработана схема и исследована конструкция системы пневмопривода с упругим элементом в позиционном и маятниковом режимах.

6. Установлено оптимальное место размещения тензорезисторов для достижения максимальной чувствительности мехатронного преобразователя.

Заключение

1. В результате рассмотрения конструкций машин и приборов, в которых применяются упругие элементы, работающие при больших перемещениях, показано, что существует значительная группа конструкций, где на подобные элементы, кроме сосредоточенных сил, действует также и распределенные нагрузки. Несмотря на то, что эти конструкции применяются в различных областях техники, они могут быть рассмотрены с единых теоретических позиций, с использованием численных методов их исследования. Показано, что наиболее перспективными конструкциями упругих элементов, воспринимающих распределенные нагрузки, являются плоские пружины. Проведенный анализ различных конструкций упругих элементов показал преимущества плоских пружин. Эти пружины технологичны, надежны в эксплуатации, обладают небольшими габаритами, незначительными потерями на внутреннее трение, исключают применение подвижных кинематических пар.

2. Разработана и исследована математическая модель упругого элемента, учитывающая особенности его функционирования: большие угловые перемещения, неравномерность распределения нагрузки, действующей на упругий элемент. На основании общего случая определения изгиба стержней в области больших перемещений в работе предложена численная методика расчета изгиба пружины под действием распределенной нагрузки. В этой методике при переходе от исходной дифференциальной задачи, представляющей собой систему нелинейных дифференциальных уравнений, к дискретной задаче, использовались разностные методы, а для решения результирующей нелинейной системы алгебраических уравнений использовался итерационный метод Ньютона. Полученные методом Ньютона системы линейных уравнений с трехдиагональными матрицами решены методом немонотонной прогонки.

3. Для исследования математической модели упругого элемента для заданных условий работы, разработана специальная программа. С использованием этой программы на основе введенных пользователем значений распределенных нагрузок, габаритных размеров и материала упругих элементов рассчитываются их перемещения.

4. Разработана методика исследования перемещений упругих элементов, позволяющая получить эти характеристики на предложенной конструкции лабораторной установки, как в статическом, так и ступенчатых режимах

5. В результате проведения лабораторных испытаний типичного упругого элемента с габаритными размерами 70x20x0,12 мм, изготовленного из стали 12Х18Н9 ГОСТ 4986-79, на лабораторной установке получены зависимости перемещения упругого элемента в зависимости от распределенной нагрузки при различных значениях расхода в статическом и ступенчатых режимах. Эти зависимости использованы для оценки точности методики.

6. Анализ экспериментальных и теоретических данных привели к выводу о том, что теоретические значения перемещения упругого элемента на всех режимах нагружения превышают экспериментальные значения на определенную величину. Различные режимы нагружения обеспечивают изменение значений расхода, а следовательно, и распределенных нагрузок. С учетом этого вывода составлены таблицы поправочных коэффициентов для различных режимов нагружения, что позволило повысить точность расчета перемещений упругих элементов до ± 1 %.

7. Установлено, что при использовании экспериментальных данных, зависимость угла поворота пружины ср от расхода Q аппроксимируется степенной функцией вида (р = aQ" +с. Получены значения коэффициентов а, п, с аналитических зависимостей угла поворота пружины от расхода в различных режимах.

8. На основе математической модели движения упругого элемента с учетом динамических условий нагружения показано, что оно имеет характер затухающих колебаний. Установлено, что для заданных условий функционирования, исследуемые упругие элементы работают в дорезонансном режиме. Проведена оценка амплитудной и фазовой погрешностей значений угла поворота упругого элемента.

9. Предложена методика определения динамических погрешностей, позволяющая оценить точность перемещения упругих элементов в различных средах, создающих различные степени демпфирования. Построена номограмма для определения теоретических динамических погрешностей в зависимости от частоты собственных колебаний и степени демпфирования упругих элементов.

10. Предложены конструкции устройств с упругими элементами для цикловых приводов с управлением по параметру расхода. Это направление является перспективным, так как оно расширяет возможности управления приводом, а параметр расхода переводит в разряд управляющих факторов.

11. Испытан упругий элемент, размещенный в пневмоприводе на выхлопной линии. Экспериментальным путем выявлено, что окончание процесса в рабочей среде при перемещении поршня определяется не только координатой крайнего положения поршня, как это делается традиционными способами, но и расходными характеристиками течения рабочей среды на выхлопной магистрали.

12. Экспериментальные исследования подтвердили работоспособность циклового пневмоприводов с управлением по параметру расхода с использованием упругого элемента, рассчитанного по предложенной методике. В результате теоретических и экспериментальных исследований разработана схема и исследована конструкция системы пневмопривода с упругим элементом в позиционном и маятниковом режимах.

В диссертационной работе предложена методика расчета и экспериментального исследования упругих элементов больших перемещений с распределенными нагрузками для машин и приборов, позволяющая повысить точность расчета до ± 1 % и расширены области их применения.

Полученные в диссертационной работе теоретические и прикладные результаты внедрены в ФГУП ВПО «Точмаш» (г. Владимир) в научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы; при разработке опытной партии пикфлоуметров, которые прошли клинические испытания в "Поликлинике детской городской больницы скорой помощи" (г. Владимир); во Владимирском государственном университете при выполнении госбюджетной НИР по научнотехнической программе «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», организованной Федеральным агентством по образованию «Разработка компьютеризированных пикфлоуметров и средств их градуировки для больных с поражением дыхательных путей и в чрезвычайных ситуациях»; а также в подготовке специалистов в области проектировании деталей и узлов приборов на кафедре "Приборостроение и информационно-измерительные технологии" Владимирского государственного университета при чтении курсов «Детали приборов и основы конструирования» «Конструирование измерительных приборов», курсовом и дипломном проектировании.

1. Под номерами 32-55, 93-100. включены работы автора.

2. Альтшуль А.Д., Киселев П.Г. Гидравлика и аэродинамика М.: Стройиз-дат, 1975.-328 с.

3. Андреева JI. Е. Упругие элементы приборов. М. Машиностроение:, 1981. - 392 с.

4. Андреева JI.E, Пономарев С.Д. Расчет упругих элементов машин и приборов. М.: Машиностроение, 1980. - 326 с.

5. Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике: Справочное пособие. В 7 томах. -М.: Наука, 1978-1980.

6. Бахвалов Н.С. Численные методы . -М.: Наука, 1973. 632 с.

7. Бахвалов Н.С., Жуков И.П., Кобельков Г.М. Численные методы. М.: Наука, 1987.-598 с.

8. Бегун П.И. Гибкие элементы медицинских систем. СП.: Политехника, 2002. - 300 с.

9. Бегун П.И. Основные положения построения единых алгоритмов расчета тонкостенных упругих элементов// Вопросы механики и строительных конструкций материалов. Л.: ЛИСИ, 1984.-Л. Вып. 16. - с . 121 - 122.

10. Бегун П.И. Расчет гофрированных и естественно закрученных тонкостенных стержней // Механика стержневых систем и сплошных сред. Л.: ЛИСИ, 1976. -Л. Вып. 9. -с. 72-87.

11. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. М.: Наука, 1975- 544 с.

12. Бидерман В.Л. Теория механических колебаний. М., «Высшая школа», 1980.-408 с.

13. Биргер Н.А., Шор Б.Ф., Иосилевич Г.Б. Расчеты на прочность деталей машин. М., Машиностроение, 1979. 704 с.

14. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике. Лейпциг: Тойнберг, М.: Наука, 1980. - 976 с.

15. Власов B.C. Избранные труды: В 3-х т. Т 2. Тонкостенные упругие стержни. Принципы построения общей технической теории оболочек. М.: Из-во АН СССР, 1963.-507 с.

16. Гаврюшин С.С., Барышнева О.О., Борискин О.Ф. Численные методы в проектировании гибких упругих элементов. Калуга: Облздом, 2001.-96 с.

17. Герц Е.В. Пневматические приводы. Теория и расчет. М.: Машиностроение, 1969. -359 с.

18. Герц Е.В. Результаты испытания типовых пневматических систем. //Приборы и системы управления, 1972, №8, С. 25-28

19. Герц Е.В., Зенченко В.П., Крейнин Е.В. Синтез пневматических приводов. М.: Машиностроение, 1966. - 212 с.

20. Герц Е.В., Крейнин Е.В. Динамика пневматических приводов. М.: Машиностроение, 1964. -256 с.

21. Герц Е.В., Крейнин Е.В. Расчет пневмоприводов. М.: Машиностроение, 1975.-272 с.

22. Герц Е.В., Крейнин Е.В. Теория и расчет силовых пневматических устройств М.: Машиностроение, 1960. -178 с.

23. Грановский В. А. Динамические измерения: основы метрологического обеспечения. -Л.:Машиностроение, 1984- 122 с.

24. Денисов А.Ю. Преобразователь расхода с поворотной лопастью // Повышение точности измерения расхода. Л: ЛДНТП, 1988, с. 41-45

25. Детали машин / Под ред. Ряховского О.А. М.: МГТУ им. Баумана Н.Э., 2002. - 544с.

26. Джанелидзе Г.Ю. К Теории тонких и тонкостенных стержней и оболочек Прикладная механика и математика, 1949, т. 13, № 6, с. 185-197.

27. Джанелидзе Г.Ю. Теория тонких криволинейных стержней, обладающих в поперечном сечении недеформируемым контуром. Прикладная механика и математика, 1944, т. 1, № 1, с. 47-59.

28. Дмитриев В.А. Детали машин JI.: Судостроение, 1970. - 791 с.

29. Дмитриев В.Н., Градецкий В.Г. Основы пневмоавтоматики. М.: Машиностроение, 1973.-284 с.

30. Евдокимов А.И. Исследование и разработка цифровых пневматических приводов производственных систем (ГПС) на базе конечно-непрерывных модулей: Автореф. дис. . докт. техн. наук. М: МАДИ, 1993. 26 с.

31. Евдокимов А.И. Пневматические и гидравлические приводы Владимир.: ВлГТУ, 1997.-62 с.

32. Евдокимов А.И. Построение типовых блоков управления машиностроительными объектами на турбулентных усилителях // В сб. «Пневмоавтоматика». -М.: Наука, 1974.-С. 99-103

33. Евдокимов А.И., Жаров И.С. Экспериментальное исследование пневмопривода с управлением по параметру расхода // Компрессорная техника и пневматика. 2006, №3, С. 40-41

34. Жаров И.С. Автоматизированное определение дыхательных характеристик пикфлоуметром // Сб. тез. док. X Междунар. науч.-техн. конф. студ. и асп. «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика». Москва, 2004. - Т. 1, С. 257-258.

35. Жаров И.С. Анализ конструкций расходомеров с упругими чувствительными элементами // Материалы Межд. науч.-техн. конф. «Наука и образование -2005». -Мурманск, 2005. Ч. VII, С. 69-71

36. Жаров И.С. Датчики, применяемые в автомобильных системах // Сб. докл.

37. Междунар. науч.-техн. конф. «Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки инженерных и научных кадров». Москва, 2005. - Т. 2, С. 27-33

38. Жаров И.С. Измерение объемных скоростей воздушных потоков: возможности пикфлоуметрии // Сб. тез. док. XI Всеросс. межвуз. науч.-техн. конф. студ. и асп. «Микроэлектроника и информатика-2004». Москва, 2004. - С. 131

39. Жаров И.С. Измерение расходов газовых потоков по пиковым значениям скорости потока // Материалы 59 межинстит. научн. студ. конф. «Молодые исследователи медицине и биологии - 2005». - Челябинск, 2005. - С. 50

40. Жаров И.С. Измеритель расхода топлива // Сб. докл. 49 Междунар. науч.-техн. конф. «Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки инженерных и научных кадров». Москва, 2005. - Т. 2, С. 25-27

41. Жаров И.С. Инерционные датчики с упругими элементами для транспортных средств // Сб. докл. 49 Междунар. науч.-техн. конф. «Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки инженерных и научных кадров». -Москва, 2005. Т. 2, С. 19-20

42. Жаров И.С. Методика расчета устройства с упругим элементом для измерения расхода газовых и жидких сред // Промышленная энергетика. 2006, № 8, С. 39-42

43. Жаров И.С. Методы и программное обеспечение для расчета упругого элемента расходомеров // Сб. тез. док. XII Всеросс. межвуз. науч.-техн. конф. студ. и асп. «Микроэлектроника и информатика-2005». Москва, 2005. - С. 140

44. Жаров И.С. Определение статических и динамических характеристик пикфлоуметра // Сб. тез. док. III Всеросс. молод, науч.-техн. конф. «Будущее технической науки». Н.-Новгород, 2004. - С. 148

45. Жаров И.С. Особенности расчета чувствительного элемента пикфлоуметра // Сб. тез. док. III Всеросс. молод, науч.-техн. конф. «Будущее технической науки». Н.-Новгород, 2004. - С. 149

46. Жаров И.С. Пневмопривод с управлением по параметру расхода // Вестник машиностроения. 2006, № 6, С. 11-13

47. Жаров И.С. Повышение точности измерения расходов газовых потоков // Сб. докл. 79 Всеросс. студ. научн. конф., посвящ. 1000-летию Казани. Казань, 2005.-С. 32-33

48. Жаров И.С. Расходомер с поворотной лопастью для нефтегазовой промышленности и коммунального хозяйства//Материалы Межд. науч.-техн. конф. «Наука и образование -2005».-Мурманск, 2005.-Ч. VII, С.72-74

49. Жаров И.С. Расчет устройства с упругим элементом для измерения и контроля расхода воздуха // Компрессорная техника и пневматика. 2006, № 8, С. 26-28

50. Жаров И.С. Расширение функциональных возможностей пикфлоуметров // Материалы Междунар. науч.-техн. конф. «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии». Владимир, 2004. - Книга 1, С. 122-123

51. Жаров И.С. Сигнализатор для предотвращения утечек на газо-, нефте- и нефтепродуктопроводах и расчет его динамических характеристик // Сб. докл. I межд. конф. «Безопасность. Технологии. Управление». Тольятти, 2005. - Ч. 1, С. 247-251

52. Жаров И.С. Устройство с упругим элементом для измерения и микропроцессорного управления приводами трубопроводной арматуры // Газовая промышленность. 2007, № 1,С. 71-72

53. Жаров И.С. Расходомер с упругой лопастью, способ его градуировки и метод расчета чувствительного элемента // Сб. статей Всеросс. с межд. участ. науч.-техн. конф. мол. уч. и студ. «Современные проблемы радиоэлектроники». Красноярск, 2005.-С. 415-417

54. Заблонский Н.И. Детали машин. Киев: Высшая школа, 1985. - 520 с.

55. Иванов М.Н., Финогенов В.А. Детали машин. 7-изд- М.: Высшая школа, 2002.-408 с.

56. Ильинский В.М. Бесконтактное измерение расходов. М.: Энергия, 1970. -122 с.

57. Ильинский В.М. Измерение массовых расходов. М.: Энергия, 1973. -142с.

58. Илюхин А.А. Пространственные задачи нелинейной теории упругих стержней. Киев: Наукова думка, 1979. - 216 с.

59. Канторович JI.B., Акилов Г.П. Функциональный анализ. М.: Наука, 1977 -741 с.

60. Кивилис С.С. Новые промышленные расходомеры. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1973 -142 с.

61. Кирьянов Д. В. Самоучитель MathCAD. СПб.: БХВ-Петербург, 2002544 с.

62. Крайнев А.Ф. Детали машин: словарь-справочник. М., Машиностроение, 1992.-480 с.

63. Кремлёвский П. П. Измерение расхода и количества жидкости, газа, пара. М.: Издательство стандартов, 1980. - 192 с.

64. Кремлёвский П. П. Расходомеры и счётчики количества. М.: Энергия, 1989.-701 с.

65. Кудрявцев В.Н. Детали машин. -М., Машиностроение, 1980. 464 с.

66. Кульков Е.В. Временные устройства. Ч. 1. Часовые механизмы. СПб.: Балт. гос. техн. ун-т, 1995. - 178 с.

67. Лобачев П.В., Шевелев Ф.А. Водомеры для водопроводов и канализации. М.: Издательство лит-ры по стр-ву, 1964. - 330 с.

68. Лобачев П.В., Шевелев Ф.А. Измерение расхода жидкостей и газов в системах водоснабжения и канализации. -М.: Стройиздат, 1985 -423 с.

69. Михайлов С.И., Сысоев С.Н. Способ подпитки энергией привода колебательного типа // Сб. док. II Междунар. науч.-техн. электрон, конф. «Актуальные проблемы машиностроения». Владимир, 2002. - С. 201-202

70. Мясников Н.С. Особенности проектирования датчиков расхода с телом обтекания для измерения вязких жидкостей //Тр. Метрол. Ин-ов. 1970. Выпуск 122 (182), с. 119-125

71. Олссон Г. Д., Цифровые системы автоматизации и управления. СПб.: Невский Диалект, 2001. 557 с.

72. Осипов В.А., Евдокимов А.И., Шеногин М.В. Энергосберегающие пневматические приводы// Сб. док. II Междунар. науч.-техн. электрон, конф. «Актуальные проблемы машиностроения». Владимир, 2002. - С. 178-179

73. Основы теории цепей./ Зевеке Г.В., Ионкин П.А. и др. Основы теории цепей. М.: Энергоатомиздат, 1989- 392 с.

74. Павловский А.Н. Измерение расхода и количества жидкостей, газа, пара. -М.: Издательство стандартов, 1967.-416 с.

75. Пальмов В.А. Колебания упруго пластических тел. М.: Наука, 1976. -328с.

76. Партон В.А., Перлин П.И. Методы математической теории упругости. -М.: Наука, 1981.-738 с.

77. Пневматика и гидравлика. Приводы и системы управления. / Под ред. Е.В. Герца. М.: Машиностроение, 1978 - 320 с.

78. Поляков B.C., Барбаш И.Д., Ряховский О.А. Справочник по муфтам. JL: Машиностроение, 1979. - 344 с.

79. Понятовский В.И. Применение ассимптотического метода интегрирования к задаче равновесия тонкого бруса, произвольно нагруженного по боковой поверхности. Инженерный журнал. Механика твердого тела, 1968, № 5, с. 139-143

80. Попов Б.Н. Динамика и регулирование гидро- и пневмосистем. М., Машиностроение, 1977.-324 с.

81. Попов Е. П. Нелинейные задачи статики тонких стержней. М.-Л. Гостех-издат, 1948.-170 с.

82. Попов Е. П. Теория и расчет гибких упругих стержней. М.: Наука, 1986. -396 с.

83. Разработка устройств сопряжения для ПК типа IBM PC. Под общ. ред. Ю.В. Новикова. / Новиков Ю.В., Калашников О.А., Гуляев С.Э. М.: ЭКОМ, 1997. — 224 с.

84. Расчет деталей машин на ЭВМ. / Под ред. Д.Н. Решетова и С.А. Шувалова. М., Машиностроение, 1985.-246 с.

85. Расчет и конструирование расходомеров / Под ред. Кремлевского П.П. -JL: Машиностроение, 1978.-221 с.

86. Решетов Д.Н. Детали машин. 3-е изд. М., Машиностроение, 1975. - 656с.

87. Решетов Д.Н. Детали машин. 4-е изд. -М., Машиностроение, 1989. 496с.

88. Решетов Д.Н. Работоспособность и надежность деталей машин. М., «Высшая школа», 1974. -208 с.

89. Ряховский О.А., Иванов С.С. Справочник по муфтам. JL: Политехника, 1991.-406 с.

90. Самарский А.А. Теория разностных схем. М.: Наука, 1977. - 656 с.

91. Самсонов J1.M., Евдокимов А.И., Жаров И.С. Устройство с упругим элементом для управления цикловыми пневмоприводами по параметру расхода // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2006, № 3, С. 19-22

92. Самсонов J1.M., Жаров И.С. Анализ датчиков, применяемых для пневмо-тахоспирометрии // Материалы II Междунар. науч.-техн. электрон, конф. «Актуальные проблемы машиностроения». Владимир, 2002. - С. 241-245

93. Самсонов Л.М., Жаров И.С. Анализ принципиальных конструкций пик-флоуметров // Сб. тез. док. V Междунар. науч.-техн. конф. «Медико-технические технологии на страже здоровья». Египет, Шарм Эль Шейх, 2003. - С. 71

94. Самсонов Л.М., Жаров И.С. О возможности производства пикфлоуметров во Владимирском регионе // Материалы VI Междунар. науч.-техн. конф. «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии». Владимир, 2004. - Книга 1, С. 119 -122

95. Самсонов Л.М., Жаров И.С. Перспективы развития датчиков максимального потока для больных астмой // Материалы V Междунар. науч.-техн. конф. «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии». Владимир, 2002. - С. 44 - 47

96. Самсонов Л.М., Жаров И.С. Средства испытания приборов, применяемых для пцевмотахоспирометрии // Сб. док. науч.-техн. конф. препод, и сотруд. ФРЭМТ «45 лет ВлГУ». Владимир, 2003. - С. 82 - 85.

97. Самсонов Л.М., Козлов А.А., Жаров И.С. Установка для градуировки пикфлоуметров // Сб. тез. док. VI Междунар. науч.-техн. конф. «Медико-технические технологии на страже здоровья». Греция, о. Крит, Ираклион

98. Аммудара, 2004. С. 246-247

99. Ю1.Светлицкий В.А. Механика абсолютно гибких стержней / Под общ. ред. А.Ю. Ишлинского. -М.: Изд-во МАИ, 2001. 432 с.

100. Светлицкий В.А. Механика стержней. В 2-х ч. М.: Высшая школа, 1987. 4.1 -320 е., 4.2 -302 с.

101. Светлицкий В.А. Передачи с гибкой связью М.: Машиностроение, 1967. 156 с.

102. Сергеев А.Г., Крохин Метрология. М.: Логос, 2000. - 408 с.

103. Современные методы и средства измерений расхода газа /Под ред. Фафу-рина А.Ф., Кузьмина В.В. Казань.: КГТУ, 1983. - 72 с.

104. Сопряжение датчиков и устройств ввода данных с компьютерами IBM PC. / Под ред. У. Томкинса, Дж. Уэбстера. М.: Мир, 1992. 792 с.

105. Справочник конструктора точного приборостроения / Под общ. ред. К. Н. Явленского. Д.: Машиностроение, 1989. 792 с.

106. Справочник технолога- приборостроителя: в 2-х томах / Под ред.-Е. А. Скороходова. М.: Машиностроение, 1980. Т. 2. 464 с.

107. Сурикова Е.И. Погрешности приборов и измерений. JI.: Машиностроение, 1966.-220 с.

108. Сысоев С.Н. Повышение эффективности вспомогательных операций в автоматизированных производствах на основе создания быстродействующих цикловых механизмов агрегатно-модульного типа: Автореф. дис. . докт. техн. наук. М: МГТУ-Станкин, 1999. 35 с.

109. Сысоев С.Н. Поисковое проектирование роботизированного технологического комплекса // Станки и инструмент. 1996. -№ 12. - С. 14-15

110. Сысоев С.Н. Привод промышленного робота с рекуперацией энергии // Станки и инструмент. 1996. -№ 3. - С. 25-26

111. Сысоев С.Н. Элементы гидравлического и пневматического оборудова-ния.-Владимир.: ВлГУ, 2001. -90с.

112. Сысоев С.Н. Поисковое конструирование манипуляционных механизмов // Станки и инструмент. 1998. - № 3. - С. 3-9

113. Сысоев С.Н., Умнов В.П. Робототизированные технологические комплек-сы.-Владимир.: ВПИ, 1988. -40 с.

114. Сысоев С.Н., Черкасов Ю.В. Гидропневматические элементы и устройства промышленных роботов.-Владимир: ВПИ, 1989. -92с.

115. Фалин В.А. Расходомер обтекания с линейной шкалой // Методы и приборы для измерения расхода и количества жидкости, газа, пара. М.: Энергия, 1967. с. 81-88

116. Феодосьев В.И. Избранные задачи и вопросы по сопротивлению материалов. М.: Наука, 1979. - 500 с.

117. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. М.: Наука, 1986. - 512 с.

118. Феодосьев В.И. Упругие элементы точного приборостроения. М.: Оборон-гиз, 1949.-343 с.

119. Фернер В. Воздух помогает автоматизировать: перевод с нем М.: Энергия, 1971.-112 с.

120. Цейтлин В.Г. Расходоизмерительная техника. М.: Издательство стандартов, 1977.-240 с.

121. Цейтлин Я.М. Упругие кинематические устройства. М.: Машиностроение, 1972.-296 с.

122. Шенк X. Теория инженерного эксперимента. М., Мир, 1972. - 383 с.

123. Fluids meter. Their theory and application //Report of ASME Research Committee on Fluids Meter. New York: Published by ASME. 1971,273 p.

124. Kendall E.S. M., Smerek P.L. Simple single phase and homogeneous multiphase flowmeter //Rev. Sci. Instr. 1981. Vol. 52 № 6, p. 880-882