автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.03, диссертация на тему:Высокоскоростные адаптивные пневматические приводы технологических машин

На правах рукописи

о О

ШЕНОГИН Михаил Викторович

ВЫСОКОСКОРОСТНЫЕ АДАПТИВНЫЕ ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ПРИВОДЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН

Специальность 05.02.03 - системы приводов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Владимир 2000

Работа выполнена во Владимирском государственном университете

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор А.И. Евдокимов

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, доцент С.Н. Сысоев

кандидат технических наук Ю.В. Черкасов

Ведущее предприятие:

научно-исследовательский проектно-технологический институт «МИКРОН»

Защита состоится «¿6» и юна 2000 г. в /V часов 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 063.65.01 Владимирского государственного университета по адресу: 600С00, г. Владимир, ул. Горького, 87, ауд. 211-1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Владимирского государственного университета.

Автореферат разослан « ¿5» 2000 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по вышеуказанному адресу ученому секретарю диссертационного совета.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор

КШ5>0

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Пневматические приводы получили широкое распространение практически во всех отраслях промышленности благодаря низкой стоимости, малой чувствительности к условиям работы, взрыво- и пожаробезопасности, высоким скоростям перемещения груза. Тем не менее, в отдельных случаях пневматический привод проигрывает конкурирующим видам приводов (гидравлическому и электрическому). Существует ряд задач, которые известные пневматические приводы не способны решать эффективно из-за сильной сжимаемости их рабочей среды - воздуха. Одной из таких задач является безударная остановка привода в конце хода при условии изменения массы груза в широком диапазоне. Стандартные пнемоприводы перемещают значительные грузы (до 40 кг) с высокой скоростью (до 2 м/с), поэтому в конце хода могут возникать удары поршня о крышку цилиндра значительной силы. Для их предотвращения разработано множество способов торможения пневмоприводов, однако все они предполагают, что привод будет работать с единственной и неизменной массой груза. Вследствие этого при увеличении или уменьшении массы перемещаемого груза (например, в гибких производственных системах или при смене типа заготовок) в работе пневматического привода возникают удары и отскоки, которые снижают производительность и приводят к преждевременному износу оборудования. Кроме того, удары и высокие скорости в конце хода могут приводить в отдельных случаях к выскальзываниям и потерям заготовок. Указанные недостатки, являющиеся характерными для известных пневматических приводов, на практике в отдельных случаях приводят к отказу конструкторов технологического оборудования от пневматического привода или к неоправданному занижению скорости в последнем во избежание сильных ударов. Таким образом, работа по созданию высокоскоростного пневматического привода, способного безударно останавливаться в конце хода вне зависимости от массы перемещаемого груза, является актуальной и представляет большой практический интерес.

Цель и основные задачи работы. Целью настоящей работы является разработка высокоскоростного пневматического привода для технологических машин-автоматов, обладающего свойством адаптивности к массе перемещаемого груза в широком диапазоне её изменения. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать принципиальную схему и математическую модель высокоскоростного адаптивного пневматического привода.

2. Создать алгоритм расчёта динамических параметров привода и программное обеспечение, реализующее этот алгоритм.

3. Разработать методику подбора параметров привода.

4. Построить опытный образец привода, провести исследования его динамики и подтвердить эффективность предложенной структурной схемы. Методы исследований. Теоретические исследования влияния параметров привода на его динамические характеристики выполнены расчётным путём с помощью семейства специально разработанных программ, использующих методы численного интегрирования. Экспериментальные исследования проводились на лабораторной установке, созданной на базе промышленного пневматического привода. Для получения экспериментальных данных использовались датчики с выводом показаний на персональный компьютер при помощи платы АЦП и программного обеспечения ОегшэШт. Научную новизну работы составляют:

- структурное решение привода, заключающееся в использовании в качестве тормозного устройства сочетания дросселя с набором пневматических ёмкостей на выхлопной линии;

- математическая модель высокоскоростного адаптивного пневматического привода;

Практическая ценность работы заключается:

- в разработанном программном обеспечении;

- в методике расчёта параметров привода;

- в рекомендациях по проектированию высокоскоростных адаптивных пневматических приводов;

- в разработке устройства высокоскоростного адаптивного пневмопривода, повышающего производительность и долговечность технологического оборудования.

Реализация результатов. Результаты работы используются:

- Владимирским ООО «Автоприбор» при проектировании приводов технологического оборудования;

- Владимирским государственным университетом в учебном процессе при прохождении студентами лабораторного практикума.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях ВлГУ 1997-2000 гг., Всероссийской научно-технической конференции «Производственные технологии» (Владимир, май 2000 г.).

Основные положения диссертации.выносимые на защиту

- структурная схема высокоскоростного адаптивного пневматического привода;

- схема канала адаптации;

- математическая модель высокоскоростного адаптивного пневматического привода;

- алгоритмы расчёта параметров привода и программное обеспечение;

- методика подбора параметров высокоскоростного адаптивного привода;

- результаты экспериментальных исследований динамики привода.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 научных работ.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, основных выводов и приложений. Общий объём 210 страниц машинописного текста, включая 80 рисунков и графиков на 51 странице, 20 таблиц. Список использованной литературы содержит 108 наименований. Приложение состоит из 30 страниц, содержит тексты программ и два акта внедрения результатов работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, изложены цели настоящей работы и представлена краткая аннотация последней.

В первой главе рассмотрены основные требования к работе исполнительных устройств пневмоприводов, дан обзор существующих схем регулирования скорости, торможения и остановки выходного звена пневмопривода, сделан анализ этих схем с точки зрения возможности адаптации к изменяющимся динамическим нагрузкам, поставлена задача исследования.

Основными требованиями к работе исполнительных устройств пневмоприводов являются высокая скорость перемещения груза, безударная остановка поршня в конце хода, стабильная работа привода с грузами различной массы, надёжность и компактность. Требования высокой скорости и безударной остановки привода взаимно противоречат друг другу: чем сильнее разгоняется поршень, тем сложнее обеспечить его безударную остановку. Для сочетания высокой скорости и безударной остановки в схемах пневмоприводов используются тормозные устройства.

Разработкам высокоскоростных пневмоприводов и способов безударной остановки поршня пневмодвигателя в конце хода посвящены работы Е.В. Герц, Г.В. Крейнина, Г.А. Крутикова, К.С. Солнцевой, О.Н. Трифонова и других. В известных работах не рассматривался вопрос об адаптации привода к массе груза, изменяющейся в широком диапазоне.

Схемы пневмоприводов с использованием известных способов торможения позволяют перемещать груз одной определённой и наперёд заданной массы с высокой скоростью и безударно останавливать его в конце хода. Большинство схем пневмоприводов с торможением не обладают свойством адаптивности, т.е. не позволяют безударно останавливать грузы, масса которых изменяется в широком диапазоне.

На сегодняшний день существует потребность в разработке пневмопривода, который бы обладал адаптивностью к массе груза, был способен работать с высокой скоростью и безударной остановкой в конце хода, являясь при этом взрыво- и пожаробезопасным, компактным и недорогим.

Из проведённого обзора и анализа следует, что при разработке высокоскоростного адаптивного привода желательно использовать изменяемую структурную схему, опережающее пневматическое управление и комбинированный способ торможения, сочетающий дроссельное и ёмкостное регулирование энергии пневмодвигателя.

Исходя из вышеизложенного, были сформулированы задачи исследования:

- разработать принципиальную структурную схему высокоскоростного адаптивного пневматического привода;

- для разработанной схемы привода создать математическую модель, алгоритм и программное обеспечение для расчёта динамических параметров;

- при помощи математического моделирования выяснить влияние различных параметров привода на его работу, определить область параметров, обеспечивающих эффективную работу устройства, создать методику подбора наиболее важных параметров высокоскоростного адаптивного пневмопривода;

- экспериментально подтвердить полученные результаты.

Во второй главе рассмотрена структурная схема привода, представлено устройство канала адаптации на базе струйных элементов, приведён вывод формул математической модели высокоскоростного адаптивного пневматического привода, описан алгоритм и на основе его программа для ЭВМ по расчёту параметров высокоскоростного адаптивного привода.

Структурная схема высокоскоростного адаптивного привода, представленная на рис. 1, состоит из пневмодвигателя 1, в котором перемещается поршень 2. Поршень 2 жёстко соединён со штоком 3, который перемещает груз 4. В схеме имеются два набора пневматических ёмкостей 6, 7 разного объёма, которые могут подключаться к полостям привода через распределители 5 в различных комбинациях. Комбинация характеризуется суммарным объёмом, который дополнительно подключается к выхлопной полости привода. Каждая комбинация обеспечивает определённую жёсткость воздушной подушки, образующейся в выхлопной полости, т. е. каждой комбинации ёмкостей соответствует масса безударно останавливаемого приводом груза.

На входе и выходе из пневмодвигателя установлены два регулируемых дросселя 9, 10 с обратными клапанами 8. При выходе из полостей привода в атмосферу воздух проходит через регулируемые дроссели 9, 10. Обратные клапаны 8 в этом случае закрыты. При поступлении сжатого воздуха из пневматической сети в штоковую или бесштоковую полости воздух проходит через обратные клапаны 8, минуя дроссели. Таким образом, в предлагаемой схеме осуществляется торможение привода дросселированием на выходе. Дроссели служат для создания противодавления в выхлопной полости, необходимого для остановки грузов большой массы.

Перед поступлением в камеры пневмодвигателя 1 воздух проходит через регуляторы давления 13 и 14. Назначение регуляторов давления состоит в снижении давления воздуха, поступающего из пневмосети, и поддержания его требуемого значения, которое контролируется по манометрам 15.

Управление прямым и обратным ходом осуществляется при помощи распределителей с пневматическим управлением 11, 12.

Управление работой привода может осуществляться в двух режимах. Первый режим - работа привода по жёсткой программе. Этот режим может использоваться только при наличии полностью детерминированной среды, т. е. в том случае, когда заранее известна последовательность поступающих грузов и их масса. В такой ситуации управляющее устройство 16 заранее программируется на нужный порядок поступления грузов, и изменение структуры привода происходит по программе. В этом случае отпадает необходимость в датчике массы и системе преобразования сигналов датчика в сигналы управления подключением ёмкостей, т.е. отпадает необходимость в канале адаптации. Второй режим работы - режим адаптивного управления приводом - предназначен для работы привода в частично или полностью недетерминированной среде (в том случае, когда неизвестен либо порядок поступления грузов, либо их масса, либо и то и другое). В этом случае подключение ёмкостей осуществляется по сигналам канала адаптации. Работа привода в таком случае осуществляется следующим образом. Груз неопределенной массы поступает в одну из двух крайних точек рабочего хода привода, при этом контактируя с датчиком массы 17. Датчик производит оценку массы груза и в зависимости от её результата вырабатывает пневматический сигнал, который поступает в управляющее устройство 16. Управляющее устройство в зависимости от поступившего в него сигнала с датчика массы посылает пневматические сигналы на пневмораспределители 5. По этим сигналам происходит подключение именно той комбинации ёмкостей, которая обеспечивает безударную остановку груза, находящегося в данный момент времени в рабочей зоне привода. После этого управляющее устройство посылает сигналы на распределители 11, 12, управляющие прямым и обратным ходом привода, и происходит перемещение груза с высокой скоростью и безударной остановкой в конце хода.

В данном случае при работе с различными массами используется опережающее управление, которое осуществляет опережающую перестройку структуры пневмопривода. Иными словами, происходит изменение количества участвующих в предстоящем динамическом процессе привода ёмкостей в зависимости от массы груза, который необходимо переместить.

Режим адаптивного управления работой привода потребовал разработки канала адаптации. Нами предложен вариант канала адаптации на базе турбулентных струйных элементов, реализующих логические функции (рис. 2).

6 6 6 6

Рис. I. Структурная схема высокоскоростного адаптивного пневматического привода

мхо

Щ-

нк

25—г4--< Ы 27 : | ¿г 1

Ка

1 ? I 19

120

421

Рис. 2. Схема канала адаптации на турбулентных струйных элементах, реализующих логические функции

Привод содержит силовой пневмоцилиндр 1, взаимодействующий с переменной массой 2, двухпозиционный четырёхлинейный управляющий воздухораспределитель 3, выхлопной канал 4 которого через двухлинейные распределители 5, 6, 7 соединён с набором регулируемых пневмоёмкостей 8, 9, 10 и через дроссель 11 с атмосферой, пневматический программный блок 12, связанный с управляющими входами 13, 14, 15, 16 распределителей 3, 5, 6, 7. Рабочее место 17 заготовок 2, с которыми оперирует привод технологической машины, снабжено преобразователем типа масса-код 18, состоящим из устройства взвешивания (весов) 19, преобразователя типа аналого-цифровой двоичный код 20, выполненного в виде группы (гребёнки) питающих сопел 21 и соосных им группы приёмных сопел 22, между которыми перемещается связанный с подвижной частью весов 23 входной элемент 24 в виде заслонки, на которую может быть нанесена кодовая маска (система отверстий), к примеру, в виде кода Грея, а выходы 25, 26, 27 преобразователя 18 соединены непосредственно или через дешифратор кода Грея (не показан) с входами логических модулей 28, 29, 30, состоящих из цепочки логических элементов в виде триггера (памяти) 31, 32, 33 с раздельными входами (Б, Я) и элементов, реализующих логические функции «ИЛИ», «И» 34, 35, 36, 37, 38 и выполненных на струйных турбулентных элементах (типа СЛ) 39, 40, 41, 42, 43 (как пример струйные элементы показаны для модуля 30, аналогично и для модулей 28, 29), реализующих функцию «НЕ-ИЛИ» на четыре управляющих входа. Выходы модулей соединены с управляющими входами 14, 15, 16 распределителей 5, 6, 7, входы - с выходами 44, 45, 46, 47, 48 программного блока 12.

Пневматический привод работает следующим образом. В исходном положении поршень пневмоцилиндра 1 находится в крайнем левом положении, управляющие сигналы 45, 46, 47 с программного блока 12 поданы на входы модулей 28, 29, 30, что вызывает появление сигналов с триггеров 31, 32, 33 на входах 14, 15, 16, пневмоёмкости 8, 9, 10 через распределители 5, 6, 7 подключены к выхлопному каналу 4 и через дроссель 11 к атмосфере, сигнал в канале 13 отсутствует. При выдвижении штока цилиндра 1 без груза (вправо) с блока 12 подаётся сигнал в канал 13, распределитель 3 срабатывает, поршень цилиндра перемешается вправо, воздух из правой (выхлопной) полости цилиндра 1 через канал 4 заполняет ёмкости 8, 9, 10, в них сжимается и одновременно сбрасывается через дроссель 11 в атмосферу. «Пневматическая пружина» ёмкости - дроссель при этом притормаживает поршень в конце хода, обеспечивая безударный останов.

Перед захватом груза 2 с блока 12 подаётся сигнал по каналу 44, триггеры (память) переключаются (сброс памяти), ёмкости 8, 9, 10 отключаются от канала 4. После этого сигнал 44 снимается и блоком 12 подаётся импульсный сигнал по каналу 48, при этом сигналы с выходов 25, 26, 27 преобразо-

вателя 18 через элементы 36, 37, 38, 34, 35 включают все или некоторые триггеры 31, 32, 33 и подключают те или иные ёмкости 8, 9, 10 к каналу 4. Затем блоком 12 снимается сигнал 13, распределитель 3 возвращается в исходное состояние, поршень цилиндра 1 перемещается влево, плавно тормозится в конце хода и останавливается. Цикл заканчивается.

При работе с грузами 2 большей массы подвижное звено 23 весов 19 смещается вниз. Вниз (по рисунку) смещается и шторка 24, что приводит к перекрытию подачи сжатого воздуха с сопел 21 к соплам 22 и исчезновению сигналов на выходах 25, 26, 27. Чем больше масса груза 2, тем меньшее число приёмных сопел 22 имеют выходной сигнал, т.е. в перекрытых приёмных соплах давление будет равно нулю, а это вызовет отключение (тех или иных) ёмкостей 8, 9, 10 от канала 4, что приведёт к увеличению жёсткости воздушной подушки и большей интенсивности торможения более тяжёлой по массе заготовки 2.

Таким образом, при работе привода с заготовками разной массы осуществляется опережающее перестраивание структуры привода, т.е. его адаптация к изменяющейся внешней среде (нагрузке).

Струйное исполнение преобразователя 20 и пневматической управляющей части обеспечивает пожаро- и взрывобезопасность привода.

Число N различных масс, на которые может быть настроен привод (с сохранением высоких скоростей и безударного останова), зависит от числа и объёма ёмкостей в приводе. Если ёмкости привода (8, 9, 10) по объёму относятся друг к другу в двоичном коде (1:2:4), то N = 2". К примеру, если /¡=10, то N = 1024. Практически в приводе достаточно п = 5 или 6, чтобы обеспечить качественную работу привода с широким диапазоном перемещаемых масс.

Математическая модель высокоскоростного адаптивного пневматического привода для прямого хода записывается в виде системы из девяти нелинейных дифференциальных уравнений следующим образом:

- уравнение движения поршня пневмоцилиндра

^ = -^[ь-г-РгГ.-^-и&у-р.-ГшУ 0)

- уравнение наполнения рабочей полости цилиндра

- уравнение опорожнения выхлопной полости цилиндра

- уравнение наполнения дополнительной ёмкости, подключаемой к рабочей полости цилиндра,

Ра =•

к ■ я-т.г

(4)

- уравнение наполнения дополнительной емкости, подключаемой к выхлопной полости цилиндра.

(5)

уравнение, описывающее изменение температуры в рабочей полости цилиндра,

у-*—с. , ; (6)

и р*

г-т,

' - (К

рЛуп+Р-У)

- уравнение, описывающее изменение температуры в выхлопной полости цилиндра^

Рг?1 К+^-у))

У+

(7)

- уравнение, описывающее изменение температуры в дополнительной ёмкости, подключённой к рабочей полости цилиндра,

Г,-^-^; (8,

РУ, Л, ' ^03,

- уравнение, описывающее изменение температуры в дополнительной ёмкости, подключённой к выхлопной полости цилиндра,

Т

Р 4/ Р«/ 04/

При составлении математической модели высокоскоростного адаптивного пневмопривода приняты следующие обозначения:

Р. К К

С3„

к М ш

площади поршня в рабочей и выхлопной полостях пневмоци-линдра;

площадь штока;

расход воздуха, поступающего из магистрали; расход воздуха, вытекающего в атмосферу; расходы воздуха, вытекающего соответственно из рабочей и выхлопной полостей привода в присоединённые к ним дополнительные ёмкости; показатель адиабаты; масса груза, перемещаемого приводом; суммарная масса поступательно движущихся частей привода;

к. -

А. Рг ~

Ри ~

Рч -

Ра ~

я -

5 -

Т Т -1 1> * 2

т т -

1 V > 1 4/

та, тм -

V V -' 01 > '02

V V

' 03/ ' ' 04У

сила трения;

давления воздуха в рабочей и выхлопной полостях привода; давление воздуха в дополнительной ёмкости, подключенной к рабочей полости привода;

давление воздуха в дополнительной ёмкости, подключенной к выхлопной полости привода; давление окружающей среды; универсальная газовая постоянная воздуха; рабочий ход привода;

абсолютные температуры воздуха в рабочей и выхлопной полостях;

абсолютные температуры воздуха в дополнительных ёмкостях, подключенных соответственно к рабочей и выхлопной полостям привода;

абсолютные температуры окружающей среды и магистрали; объёмы вредного пространства в рабочей и выхлопной полостях;

объёмы дополнительных ёмкостей, подключенных соответственно к рабочей и выхлопной полостям привода, включая объёмы соединительных штуцеров;

у, у, у - координата, скорость и ускорение поршня пневмопривода;

I - порядковый номер ёмкости, подключенной к рабочей полости;

У - порядковый номер ёмкости, подключенной к выхлопной полости.

Расходы воздуха через дроссели и штуцеры рассчитываются по формулам Сен Венана и Ванцеля в зависимости от режима течения воздуха.

Общего решения для таких систем не существует, поэтому на практике для их решения используются численные методы, реализованные на ЭВМ.

На базе предложенной математической модели разработан алгоритм расчёта параметров высокоскоростного адаптивного пневматического привода. Он предназначен для определения конструктивных характеристик (объёмов дополнительно подключаемых ёмкостей) в зависимости от условий работы привода (массы перемещаемых грузов) из условия обеспечения безударной остановки. Данный алгоритм обеспечивает автоматический поиск требуемых параметров привода методом перебора комбинаций конструктивных характеристик с заданным шагом и в заданном диапазоне. Предложенный алгоритм подразумевает решение систем дифференциальных уравнений стандартным методом Рунге-Кутта четвёртого порядка. Для исключения из расчёта заведомо неподходящих вариантов в предложенном алгоритме пре-

дусмотрена предварительная проверка реальности задаваемых исходных данных (конструктивных характеристик).

На основе составленных алгоритмов разработано семейство программ, которые позволяют производить расчёт и подбор параметров приводов и могут быть использованы как для исследования математической модели высокоскоростного адаптивного привода, так и для проектирования приводов такого типа. Все разработанные программы написаны на языке программирования С^, имеют гибкую модульную структуру, рассчитаны на русскоязычного пользователя и могут работать в средах DOS и Windows.

В третьей главе описаны методика и содержание машинных экспериментов, произведенных с математической моделью высокоскоростного адаптивного пневмопривода, представлены выводы из этих исследований.

Сущность машинных экспериментов заключалась в определении параметров привода (проходных сечений дросселей и наборов дополнительно подключаемых ёмкостей), при которых получаются переходные процессы, обеспечивающие высокую скорость и безударную остановку привода в широком диапазоне изменения массы перемещаемых грузов. Переходные процессы в исследуемых моделях приводов получались при помощи разработанного программного обеспечения в виде текстовых файлов с массивами чисел, на основе которых строились графики переходных процессов в редакторе MSExcel 8.0. При проведении машинных экспериментов было исследовано более 1000 математических моделей пневматических приводов, наиболее часто применяемых в технологических машинах.

Проведённые машинные эксперименты показали эффективность пред-ложённой схемы высокоскоростного адаптивного пневматического привода, т.е. подтвердили возможность получать высокую скорость перемещения груза и безударную остановку его в конце хода при условии изменения массы грузов в широком диапазоне.

Выяснилось, что на работу привода наиболее сильно влияет механизм образования воздушной подушки в выхлопной полости пневмоцилиндра. Процесс образования воздушной подушки зависит от многих параметров привода, наиболее важными из которых являются проходные сечения дросселей и объёмы дополнительно подключаемых ёмкостей.

В результате моделирования была выяснена область параметров, в которой возможна реализация схемы высокоскоростного адаптивного пневматического привода (табл. 1), и определены ограничения для использования предложенной схемы (табл. 2).

Безударная работа привода с разными грузами обеспечивается за счёт регулирования «жёсткости» воздушной подушки, которое производится путём подключения дополнительных пневмоёмкостей разного объёма. Пределы изменения объёма дополнительных ёмкостей интересны, поскольку ока-

зывают влияние на проектирование привода. В связи с этим был сделан анализ проведённых машинных экспериментов и построены сводные графики зависимости объёмов дополнительно подключаемых ёмкостей от масс перемещаемых грузов. Объём дополнительно подключаемой ёмкости зависит от параметров привода: растёт при увеличении диаметра и хода пневмоцилинд-ра, а при увеличении коэффициентов расхода и сечения входного дросселя уменьшается. Сделанный анализ показал, что значения объёмов дополнительно подключаемых ёмкостей изменяются в достаточно широких пределах (от 12 до 2750 см3). Объём дополнительно подключаемых ёмкостей обратно пропорционален массам перемещаемых грузов; по внешнему виду график зависимости напоминает гиперболу. Полученные пределы изменения объёмов пневмоёмкостей можно считать приемлемыми, т.к. размеры привода при их использовании увеличиваются незначительно.

Таблица 1

№ п/п Параметр Обозначение Единица измерения Пределы изменения

1 Диаметр поршня £>„ м 0,063-0,125

2 Диаметр штока м 0,02

3 Ход поршня м 0,3-1,0

4 Диаметр выходного дросселя м 5, 6, 8, 10, 12

5 Коэффициенты расхода б/р 0,4 - 0,8

6 Давление в магистрали р. МПа Не менее 0,5

Таблица 2

№ п/п Диаметр поршня, мм Рекомендуемый диаметр дросселя, не менее, мм

1 63 6

2 70 8

3 80 10

4 100 10

5 125 12

Для исследования переходных процессов, происходящих в приводе после завершения хода, была разработана специальная программа, при помощи которой проведена серия машинных экспериментов. Обнаружилось, что в 40% исследованных математических моделей приводов после завершения хода возникает отскок, связанный с чрезмерным повышением давления в выхлопной полости цилиндра. Проведенные машинные эксперименты по изучению влияния параметров привода на образование отскока показали, что наиболее эффективным средством для его предотвращения является увели-

чение силы трения. Многочисленные эксперименты показали, что при увеличении силы трения до 400 Н отскок отсутствует во всех моделях исследованных пневмоприводов. Для случаев, когда увеличение силы трения невозможно, предложены структурные схемы приводов с устройствами, исключающими отскок за счёт фиксации поршня в конце хода, либо посредством сброса давления в выхлопной полости в конце хода через дополнительный выхлопной канал с большим проходным сечением.

В процессе исследований было проверено влияние возможных упрощений математической модели высокоскоростного адаптивного пневмопривода на точность результатов расчётов. Выяснилось, что помимо сокращения машинного времени упрощения модели приводят к значительным расхождениям результатов расчёта по сравнению с точной моделью. По этой причине использование упрощённых математических моделей нежелательно.

Кроме того, проводились исследования по изучению влияния погрешности массы поступающего на шток груза на безударную остановку привода в конце хода. Были установлены максимальные допустимые отклонения массы перемещаемого груза от номинальной (табл. 3), при которых обеспечивается безударная остановка.

Таблица 3

Относительные допустимые расхождения, % от номинала Диапазон массы изменения груза, кг

1-5 . 5-10 10-15 15-20 20-25 25-30 30-36

1,13 0,78 0,56 0,54 0,53 0,52 0,51

На основе опыта и результатов моделирования была создана методика подбора наиболее важных параметров высокоскоростного адаптивного привода (диаметров дросселей, количества и объёма требуемых ёмкостей).

Методика подбора параметров высокоскоростного адаптивного пневматического привода включает в себя восемь этапов. Первый этап - выяснение и анализ условий работы привода. Второй этап - проверка работы привода при возможных отклонениях масс всех перемещаемых грузов от номинальных. Третий этап - составление файла исходных данных с учётом рекомендаций по проектированию. Четвёртый этап - подбор диаметра дросселя на выходе, обеспечивающего безударную остановку, при максимальном грузе и минимальной ёмкости. Пятый этап - проверка наличия отскока после окончания хода, при необходимости корректировка силы трения. Шестой этап -определение объёма максимальной из подключаемых пневмоёмкостей, обеспечивающей безударную остановку, при известном диаметре дросселя и минимальном грузе. Седьмой этап - подбор объёмов ёмкостей, обеспечивающих безударную остановку промежуточных по массе грузов. Восьмой этап -

окончательное определение количества и объёма требуемых пневмоёмко-стей.

Предложенная методика была многократно испытана и в процессе машинных экспериментов подтвердила свою рациональность и эффективность.

Четвёртая глава посвящена экспериментальным исследованиям высокоскоростного адаптивного пневматического привода.

Для проведения опытов была создана экспериментальная установка (рис. 3). Установка состоит из стандартного пневматического привода, набора грузов разной массы, пневмоёмкости с регулируемым объёмом, компрессора с ресивером, четырёх датчиков с выводом информации на компьютер через плату АЦП и предназначена для получения осциллограмм перемещения, скорости и давлений воздуха в полостях привода в реальном времени.

В ходе экспериментальных исследований проверялась работоспособность предложенной схемы привода, т. е. определялась возможность получения в пневматическом приводе переходных процессов, сочетающих высокие скорости перемещения груза с плавным (безударным) остановом и при условии изменения массы перемещаемого груза в широком диапазоне.

На рис. 4 представлены наиболее характерные осциллограммы, полученные в результате экспериментов. Расхождения экспериментальных и теоретических кривых во всех случаях составили 3 - 12%.

На рис. 5 показаны экспериментальные и полученные при помощи математического моделирования сводные графики зависимостей объёмов дополнительно подключаемых ёмкостей от массы плавно останавливаемых приводом грузов. Расхождения экспериментальных и расчётных сводных графиков составили: по времени 3 - 7%, по скорости в конце хода 0,5 - 4,5%, по объёму дополнительно подключаемой ёмкости 1,6 - 9,5%.

Полученные в результате экспериментальных исследований результаты говорят о приемлемой адекватности математической модели реальным динамическим параметрам привода.

Причиной полученных расхождений экспериментальных и теоретических результатов являются допущения общего и частного порядка (допущения, принятые при составлении математической модели, погрешности измерительных приборов и погрешности в изготовлении привода).

Для проверки работоспособности предложенной схемы канала адаптации были разработаны рабочие чертежи пневматического струйного преобразователя типа «масса-код». Проведённые испытания опытного образца подтвердили возможность получения требуемых пневматических сигналов управления распределителями в зависимости от массы груза.

В заключении сформулированы основные выводы по работе.

В приложениях приведены распечатки программ и документы об использовании результатов диссертационной работы.

Рис. 3. Принципиальная схема экспериментальной установки: 1 - компрессор с электродвигателем; 2 - ресивер; 3 - манометр; 4 - веи-|шн>; 5 - регулятор давления; 6 - распределитель; 7 - регулируемый дроссель с обратным клапаном; 8 - регулируемая пневмоёмкость; 9 - датчик давления; 10 - набор грузов; II - датчик перемещения; 12 - датчик скорости; 13 - пнеьмодвигатель; 14 - управляющее устройство; 15 - регулируемый дроссель

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

Время, с

Рис. 4. Опытные (сплошные) и расчётные (штриховые) осциллограммы переходных процессов

Масса груза, кг

Рис. 5. Экспериментальные (сплошные) и теоретические (штриховые) зависимости объёмов подключаемых ёмкостей от масс грузов

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработанная на основе анализа существующих схем схема высокоскоростного адаптивного пневматического привода содержит наборы дополнительно подключаемых к полостям привода пневматических ёмкостей и канал адаптации на базе турбулентных струйных элементов. Привод, сконструированный по предложенной схеме, повышает производительность и долговечность технологического оборудования, может осуществлять перемещение грузов, масса которых изменяется в широком диапазоне, с высокой скоростью и безударной остановкой в конце хода, является компактным и взрыво- и пожаробезопасным.

2. Составленная математическая модель высокоскоростного адаптивного пневматического привода позволяет проанализировать изменение динамических параметров привода при его работе.

3. Разработанные алгоритмы расчёта и программное обеспечение для ЭВМ с использованием автоматического поиска параметров привода могут быть использованы как для определения влияния параметров привода на его работу, так и для определения параметров, обеспечивающих эффективную работу высокоскоростного адаптивного пневматического привода.

4. Проведённые машинные эксперименты подтвердили работоспособность предложенной схемы высокоскоростного адаптивного пневматического привода, позволили определить область параметров, в которых обеспечивается эффективная работа привода, ограничения по использованию предложенной схемы, а также разработать методику расчёта параметров привода и рекомендации по проектированию.

5. Созданная методика подбора параметров высокоскоростного адаптивного пневматического привода позволяет быстро и эффективно подбирать требуемые параметры привода и в совокупности с разработанным программным обеспечением и рекомендациями по проектированию позволяет проектировать высокоскоростные адаптивные приводы.

6. Сконструированная и изготовленная экспериментальная установка позволила провести исследования разработанного высокоскоростного адаптивного пневмопривода. Экспериментальные исследования подтвердили работоспособность привода, изготовленного по предложенной схеме.

7. Созданный опытный образец пневматического струйного аналого-цифрового канала адаптации подтвердил возможность получения требуемых пневматических сигналов управления распределителями в зависимости от массы груза.

8. В результате экспериментальных исследований получены данные, подтверждающие приемлемую адекватность математической модели реальным динамическим параметрам привода.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Евдокимов А.И., Романов A.B., Шеногин М.В. Проблемы и перспективы развития пневматических приводов // Учёные Владимирского государственного университета - строительству: Сб. науч. тр. - Владимир,

1999.-С. 144- 146.

2. Шеногин М.В. Способы безударного останова пневмоприводов с широким диапазоном изменения нагрузки // Учёные Владимирского государственного университета - строительству: Сб. науч. тр. - Владимир, 1999.-С. 113-117.

3. Шеногин М.В. Математическая модель высокоскоростного адаптивного пневматического привода. Деп. в реф. библиографическом указателе ВИНИТИ «Депонированные научные работы» 22. 02. 2000, № 430-ВОО.

4. Шеногин М.В. Алгоритм и программа для расчёта параметров высокоскоростного адаптивного пневматического привода. Деп. в реф. библиографическом указателе ВИНИТИ «Депонированные научные работы» 05. 04. 2000, № 908-В00.

5. Шеногин М.В. Принципиальная схема высокоскоростного адаптивного пневматического привода: Информ. листок № 10-2000. - Владимир: ЦНТИ, 2000.

6. Шеногин М.В. Стенд для исследования переходных процессов пневматических приводов: Информ. листок № 9-2000 - Владимир: ЦНТИ,

2000.

7. Шеногин М.В. Пневматический привод с регулированием кинетической энергии для металлообрабатывающего технологического оборудования // «Производственные технологии»: Тез. докл. Всероссийской науч.-техн. конф. - Владимир. С. 25.

/Ж^

Изд. лиц. № 020275 от 13.11.96. Подписано в печать 22.05.2000. Формат 60x84/16. Бумага для множит, техники. Гарнитура Times. Печать офсетная. Усл. печ. л. 0,93. Уч.- изд. л. 0,97. Тираж 100 экз.

Заказ

Владимирский государственный университет. Подразделение оперативной полиграфии Владимирского государственного университета. Адрес университета и подразделения оперативной полиграфии: 600000, г. Владимир, ул. Горького, 87.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР И АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ СХЕМ

ПНЕВМОПРИВОДОВ С ТОРМОЖЕНИЕМ

1.1. Основные требования к работе исполнительных устройств пневмоприводов

1.2. Основные способы торможения пневмопривода

1.2.1. Торможение с использованием дросселей постоянного или переменного сечения

1.2.2. Торможение с использованием регулирования давления

1.2.3. Торможение посредством перекрытия выхлопной полости на участке торможения

1.2.4. Торможение путём подачи в выхлопную полость пневмодвигателя сжатого воздуха

1.2.5. Торможение привода с подключением ёмкостей

1.2.6. Торможение путём приложения внешних усилий, препятствующих движению выходного звена

1.2.7. Торможение с использованием комбинированных тормозных устройств

1.3. Постановка задачи исследования

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО АДАПТИВНОГО ПРИВОДА

2.1. Принципиальная схема высокоскоростного адаптивного пневматического привода

2.2. Математическая модель высокоскоростного адаптивного пневматического привода

2.3. Реализация математической модели высокоскоростного адаптивного пневматического привода на ЭВМ

Выводы

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ

ВЫСОКОСКОРОСТНОГО АДАПТИВНОГО ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ПРИВОДА.

3.1. Общая методика проведения машинных экспериментов

3.2. Исследование влияния параметров привода на его работу

3.3. Область параметров, обеспечивающих работу высокоскоростного адаптивного пневматического привода

3.4. Исследование зависимости объёма дополнительно подключаемой ёмкости (ёмкостей) от параметров привода

3.5. Условия возникновения пневмоотскока в конце хода и способы борьбы с ним

3.6. Возможные упрощения математической модели и их влияние на точность результатов

3.7. Методика подбора параметров высокоскоростного адаптивного пневматического привода

Выводы

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО АДАПТИВНОГО ПРИВОДА

4.1. Экспериментальная установка для исследования параметров высокоскоростного адаптивного пневматического привода

4.2. Экспериментальные исследования высокоскоростного адаптивного пневматического привода.

4.3. Сравнение результатов экспериментальных исследований с данными машинных экспериментов . . . .190 Выводы

Одно из основных направлений развития современного промышленного производства - это разработка и внедрение высокопроизводительных гибких автоматизированных комплексов различного назначения. Материальным воплощением этого направления развития является автоматизированное адаптивное технологическое оборудование на базе роботов [73].

Пневматические приводы получили широкое применение в самых различных отраслях человеческой деятельности: в станкостроении, транспортном машиностроении, литейном и кузнечном производстве, полиграфическом машиностроении, строительном и автомобильном деле, самолётостроении, в ракетных двигателях, в кожевенной и пищевой промышленности, на железнодорожном транспорте, в топливно-энергетическом комплексе, химической промышленности, космонавтике и т. д. В настоящее время трудно назвать отрасль промышленности, в которой бы не применялись пневматические приводы в том или ином виде. Пневмоустройства используются в качестве приводов зажимных и транспортирующих механизмов, для дистанционного управления и регулирования, в контрольно-измерительных приборах, при автоматизации машин и устройств, работающих в агрессивных средах, в условиях пожаро- и взрывоопасное™, радиации, а также в условиях значительных вибраций и высоких температур. Элементы пневмоавтоматики и пневмоприводы всё больше внедряются в медицинские приборы различного назначения - для искусственного дыхания, кровообращения, инъекций и т. д. [21].

Широкое применение пневмоприводов объясняется их преимуществами по сравнению с другими средствами автоматизации, однако, пневматические приводы обладают и рядом недостатков, которые сдерживают их применение. Рассмотрим достоинства и недостатки пневмопривода необходимо в сравнении с другими конкурирующими видами приводов - с электрическим и гидравлическим.

Основные недостатки пневматического привода в сравнении с электрическим заключаются в меньшей скорости срабатывания, сложности регулирования скорости и обеспечения требуемого закона движения и, как следствие, в сложности адаптации привода к изменяющимся динамическим нагрузкам, и, наконец, в большем уровне шума при работе и утечках воздуха. Преимущество пневмопривода перед электроприводом состоит в том, что имеется возможность воспроизводить поступательное движение без каких-либо передаточных механизмов. Это преимущество становится особенно очевидным в тех случаях, когда необходимо осуществлять возвратно-поступательное движение. Пневмоустройства вращательного движения отличаются от электродвигателей меньшими габаритами, нечувствительностью к длительным перегрузкам, простотой регулирования, полной безопасностью для оператора. Значительным преимуществом пневмопривода перед электроприводом является его взрыво-пожаробезопасность, что позволяет использовать его в нефтяной и газовой промышленности, на атомных электростанциях [69].

По сравнению с гидравлическим приводом пневмопривод имеет большие размеры, а при равных габаритах развивает меньшие усилия; это объясняется более высоким давлением жидкости в гидроприводе. Кроме того, гидропривод лучше справляется с задачами позиционирования и точнее отрабатывает координаты. Вместе с тем, для пневмопривода характерны более высокая скорость срабатывания, меньшая длина возвратных линий, более низкая стоимость, меньшие требования в отношении герметичности, большая независимость от колебаний температуры [20].

Итак, пневматические приводы получили широкое распространение практически во всех отраслях промышленности благодаря низкой стоимости, малой чувствительности к условиям работы, взрыво - пожаробезопасности, высоким скоростям перемещения груза. Тем не менее, в отдельных случаях пневматический привод проигрывает конкурирующим видам приводов (гидравлическому и электрическом} ). Существует ряд задач, которые пневматические приводы не способны решать эффективно из-за сильной сжимаемости их рабочей среды - воздуха. Одной из таких задач является безударная остановка привода в конце хода при условии изменения массы груза в широком диапазоне. Стандартные пнемоприводы перемещают значительные (до 40 кг) грузы с высокой (до 2 м/с) скоростью [41], поэтому в конце хода могут возникать удары значительной силы. Удар может привести к потере предмета транспортирования из-за очень больших ускорений в момент удара или вызвать длительный колебательный процесс исполнительных органов (консольных звеньев) технологической машины, что в свою очередь может привести к уменьшению производительности машины из-за необходимости ожидания завершения колебательного процесса, ускоренному износу машины, уменьшению её точности из-за пластических деформаций соударяющихся звеньев. Сложность адаптации пневмопривода к изменяющимся динамическим нагрузкам приводит при одних массах грузов к удару в конце хода, при других массах грузов - к увеличению длительности переходного процесса из-за малых ползучих скоростей.

Указанные недостатки, характерные для пневматических приводов, на практике приводят к отказу конструкторов технологического оборудования от пневматического привода или к неоправданному снижению скорости в последнем во избежании сильных ударов [61]. Таким образом, работа по созданию высокоскоростного пневматического привода, способного плавно останавливаться в конце хода вне зависимости от массы перемещаемого груза, является актуальной и представляет большой практический интерес.

Несмотря на перечисленные недостатки пневмопривода, его потенциальные возможности далеко не исчерпаны и работы над усовершенствованием пневмоприводов продолжаются [34]. Это касается как вопросов торможения и позиционирования, так и вопросов повышения быстродействия и адаптации приводов к изменяющейся в широком диапазоне динамической нагрузке.

Проблеме разработки пневматических приводов для высокопроизводительных технологических машин посвящены работы Герц Е.В. [19, 20], Крейни-на Г.В.[43, 45], Долженкова Б.С., [22, 23], Солнцевой КС., Ивлева В.И., Кудрявцева А.И., Крутикова Г.А. [49-51], Трифонова О.Н. [72] и ряд других.

Цель работы. Разработка высокоскоростного пневматического привода для технологических машин-автоматов, обладающего свойством адаптивности к массе перемещаемого груза в широком диапазоне её изменения.

Методы исследований. Теоретические исследования влияния параметров привода на его динамические характеристики выполнены расчётным путём с помощью семейства специально разработанных программ, которые используют методы численного интегрирования. Экспериментальные исследования проводились на лабораторной установке, созданной на базе промышленного пневматического привода. Для получения экспериментальных данных использовались датчики с выводом показаний на персональный компьютер при помощи платы АЦП и программного обеспечения GemisWin.

Научную новизну работы составляют:

- структурное решение привода, заключающееся в использовании в качестве тормозного устройства сочетания дросселя с набором пневматических ёмкостей на выхлопной линии;

- математическая модель высокоскоростного адаптивного пневматического привода;

Практическая ценность работы заключается:

- в разработанном программном обеспечении;

- в методике расчёта параметров привода;

- в рекомендациях по проектированию высокоскоростных адаптивных пневматических приводов;

- в разработке устройства высокоскоростного адаптивного пневмопривода, повышающего точность, производительность и долговечность технологического оборудования;

Реализация результатов. Результаты работы используются:

- Владимирским ОАО «Автоприбор» при проектировании приводов технологического оборудования;

- Владимирским государственным университетом в учебном процессе при прохождении студентами лабораторного практикума.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях Владимирского государственного университета 1997/2000 гг., Всероссийской научно-технической конференции «Производственные технологии» (Владимир, май 2000 г.), заседаниях кафедры «Теплогазоснабжение, вентиляция и гидравлика» Владимирского государственного университета.

Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту.

- структурная схема высокоскоростного адаптивного пневматического привода, схема канала адаптации;

- математическая модель высокоскоростного адаптивного пневматического привода;

- алгоритмы расчёта параметров привода и программное обеспечение;

- методика подбора параметров высокоскоростного адаптивного привода;

- результаты экспериментальных исследований динамики привода. Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 научных работ. Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработанная на основе анализа существующих схем схема высокоскоростного адаптивного пневматического привода содержит наборы дополнительно подключаемых к полостям привода пневматических ёмкостей и канал адаптации на базе турбулентных струйных элементов. Привод, сконструированный по предложенной схеме, повышает производительность и долговечность технологического оборудования, может осуществлять перемещение грузов, масса которых изменяется в широком диапазоне, с высокой скоростью и безударной остановкой в конце хода, является компактным и взрыво- и пожаробезопасным.

2. Составленная математическая модель высокоскоростного адаптивного пневматического привода позволяет проанализировать изменение динамических параметров привода при его работе.

3. Разработанные алгоритмы расчёта и программное обеспечение для ЭВМ с использованием автоматического поиска параметров привода могут быть использованы как для определения влияния параметров привода на его работу, так и для определения параметров, обеспечивающих эффективную работу высокоскоростного адаптивного пневматического привода.

4. Проведённые машинные эксперименты подтвердили работоспособность предложенной схемы высокоскоростного адаптивного пневматического привода, позволили определить область параметров, в которых обеспечивается эффективная работа привода, ограничения по использованию предложенной схемы, а также разработать методику расчёта параметров привода и рекомендации по проектированию.

5. Созданная методика подбора параметров высокоскоростного адаптивного пневматического привода позволяет быстро и эффективно подбирать требуемые параметры привода и в совокупности с разработанным програм

200 мным обеспечением и рекомендациями по проектированию позволяет проектировать высокоскоростные адаптивные приводы.

6. Сконструированная и изготовленная экспериментальная установка позволила провести исследования разработанного высокоскоростного адаптивного пневмопривода. Экспериментальные исследования подтвердили работоспособность привода, изготовленного по предложенной схеме.

7. Созданный опытный образец пневматического струйного аналого-цифрового канала адаптации подтвердил возможность получения требуемых пневматических сигналов управления распределителями в зависимости от массы груза.

8. В результате экспериментальных исследований получены данные, подтверждающие приемлемую адекватность математической модели реальным динамическим параметрам привода.

1. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. М.: Наука, 1969. 824 с.

2. Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные системы. Справочное пособие. Изд. 3-е, перераб. и доп. / Под ред. Б.Д. Кошарско-го. JL: Машиностроение, 1976, 488 с.

3. Александров Е.В., Соколинский В.Б. Прикладная теория и расчёты ударных систем. М.: Наука, 1969. С. 159-187.

4. Алимов О.Д., Лисовский А.Ф., Тентимишев А.Н. Эффективность применения пневмоаккумуляторов в приводах машин ударного действия // Пневматика и гидравлика. М.: Машиностроение, 1975. Вып. 2. С. 5-9.

5. A.c. 750144 (СССР). Позиционный привод. / Е.В. Пашков. Опубл. в Б. И. 1980, №27.

6. А. с. 1399533 (СССР). Гидравлический (пневматический) привод / В.М. Бельферман, М.В. Черкашенко, А.И. Кудрявцев, Ю.М. Лимонов, С.П. Гаркуша. Опубл. в Б.И. 1988, № 20.

7. А. с. 1375868 (СССР). Пневмоцилиндр / А.И. Евдокимов, C.B. Угорова, К.И. Зуев. Опубл. в Б.И. 1988, № 7.

8. А. с. 1508015 (СССР). Позиционный пневматический привод. / О.Н. Трифонов, C.B. Угорова, А.И. Евдокимов, К.И. Зуев. Опубл. в Б.И. 1989, №34.

9. Башта Т.М. Гидропривод и гидропневмоавтоматика. М.: Машиностроение, 1972. 320 с.

10. Бердников В.В. и др. Разработка элементов системы автоматизированного проектирования пневмогидравлических схем // Пневматика и гидравлика. М.: Машиностроение, 1984. Вып. 10. С. 89-97.

11. Берендс Т.К. и др. Элементы и схемы пневмоавтоматики. М.: Машиностроение, 1976, 246 с.

12. Бойков H.A., Звездин П.С., Резник Л.Б. Измерение давлений при быс-тропротекающих процессах. М.: Энергия, 1970, 125 с.

13. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике. М.: Наука, 1986, 544 с.

14. Бруевич Н.Г., Герц Е.В., Полякова М.А. Метод автоматизации динамических расчётов типовых пневматических приводов // Автоматизация труда в машиностроении. М.: Наука, 1973. С. 5-12.

15. Булаева Е.К., Гуслиц В.М., Докучаева E.H. Динамический синтез пневмопривода при разных нагрузках и рабочих ходах // Пневматика и гидравлика. М.: Машиностроение, 1990. Вып. 15. С. 51-61.

16. Вершинин O.E. Применение микропроцессоров для автоматизации технологических процессов. Л.: Энергоатомиздат, 1986, 208 с.

17. Виницкий Е.Я. Выбор параметров позиционных релейных приводов по заданным точности и быстродействию // Пневматика и гидравлика. М.: Машиностроение, 1986. Вып. 12. С. 240-246.

18. Волков A.A., Матвеенко А.М. Характеристики адаптивных гидроприводов с объёмно-дроссельным регулированием скорости // Пневматика и гидравлика. М.: Машиностроение, 1989. Вып. 14. С. 70-77.

19. Герц Е.В., Перельцвайг М.И. Определение параметров высокоскоростного пневмопривода. Теория пневмогидропривода. М.: Наука, 1969, С. 46-59.

20. Герц Е.В. Пневматические приводы. Теория и расчёт. М.: «Машиностроение», 1969. - 359 с.

21. Герц Е.В., Крейнин Г.В. Расчёт пневмоприводов. Справочное пособие. -М., «Машиностроение», 1975. 272 с.

22. Герц Е.В., Долженков Б.С. Выбор параметров быстродействующего пневмопривода. Станки и инструмент, 1977, № 4, с. 15-17.

23. Герц Е.В., Долженков Б.С. Исследование динамики высокоскоростного пневмопривода со спусковыми механизмами. Машиностроение, 1974, № 2, с. 29-34.

24. Герц Е.В., Зенченко B.IL, Крейнин Г.В. Синтез пневматических приводов. М.: «Машиностроение», 1966. - 212 с.

25. Герц Е.В. Динамика пневматических систем машин. М.: Машиностроение, 1985. 255 с.

26. Герц Е.В., Долженков Б.С, Полякова М.А. Динамика группового высокоскоростного пневмопривода с механическим пуском // Пневматика и гидравлика. М.: Машиностроение, 1975. Вып. 2. С. 12-21.

27. Гончаров С.И., Паршин Н.Д. и др. Пневматические приводы с ферромагнитной суспензией. Новочеркасск: Гидропневмоавтоматика и гидропривод технологических машин, 1982, с. 61-66.

28. ГОСТ 15608-81 Пневмоцилиндры поршневые. Технические условия.

29. Градецкий В.Г., Рачков М.Ю. Роботы вертикального перемещения. М.: Тип. Мин. Образования РФ, 1997, 223 с.

30. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учебник для машиностроительных вузов / Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов и др. 2-е изд., перераб. М.: Машиностроение, 1982. 423 с.

31. Дмитриев В.Н., Градецкий В.Г. Основы пневмоавтоматики. М.: «Машиностроение», 1973. - 360 с.

32. Дроздецкий H.A., Королёв В.А., Майоров И.Д. Точность остановки пневматического исполнительного механизма робота при торможении методом противодавления // Пневматика и гидравлика. М.: Машиностроение, 1975. Вып. 6. С. 25-30.

33. Евдокимов А.И. Пневматические и гидравлические приводы: Учебное пособие для вузов // Владимир, 1997, 25 с.

34. Евдокимов А.И., Романов A.B., Шеногин М.В. Проблемы и перспективы развития пневматических приводов // Учёные Владимирского государственного университета строительству: Сб. науч. тр. - Владимир, 1999.-С. 144- 146.

35. Зорин А.С., Пашков В.М., Солнцева К.С. Исследование торможения пневмопривода противодавлением // Пневматика и гидравлика. М.: Машиностроение, 1990. Вып. 15. С. 99-105.

36. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.: Машиностроение, 1975. 465 с.

37. Карлберг К. Excel 5 для Windows. Санкт-Петербург: BHV Санкт-Петербург, 1995,416 с.

38. Каталог изделий фирмы FESTO Pneumatic (Германия), 1998, 412 с.

39. Ким Н.В. Информационное описание и исследование пневмоприводов // Пневматика и гидравлика. М.: Машиностроение, 1987. Вып. 13. С. 8997.

40. Кожевников С.Н., Пешат В.Ф. Гидравлический и пневматический приводы металлургических машин. М.: Машиностроение, 1973, 178 с.

41. Козырев Ю.Г. Промышленные роботы: Справочник. М.: Машиностроение, 1983. 376 с.

42. Крагельский И.В., Виноградова Н.Э. Коэффициенты трения: Справочное пособие. М.: Машгиз, 1955, 312 с.

43. Крейнин Г.В., Новиков Б.М., Солнцева К.С. Экспериментальное исследование быстродействующего двухпозиционного пневмопривода // Пневматика и гидравлика. М.: Машиностроение, 1975. Вып. 2. С. 38-46.

44. Крейнин Г.В., Солнцева К.С. К выбору параметров и схем тормозных устройств для пневмоприводов автоматических манипуляторов // Экспериментальное исследование и диагностика роботов. М.: Наука, 1980. С. 170.

45. Крейнин Г.В., Ивлев В.И. О некоторых возможностях повышения быстродействия следящего пневмопривода // Пневматика и гидравлика. М.: Машиностроение, 1982. Вып. 9. С. 47-52.

46. Крейнин Г.В., Кривц И.Л. Электропневматический позиционный привод с широтно-импульсным управлением // Пневматика и гидравлика. М.: Машиностроение, 1984. Вып. U.C. 73-80.

47. Крейнин Г.В., Ивлев В.И., Чистяков А.Б. Перспективы развития модульных приводов. М.:,Машиноведение, 1987, № 3, С. 72-74.

48. Крутиков Г.А., Кудрявцев А.И. Торможение пневмоприводов автоматических манипуляторов с большой инерционной нагрузкой // Машиноведение, 1984. № 9. С. 20-23.

49. Крутиков Г.А. Расчёт пневмоприводов дискретного действия. Харьков: ХПИ, 1986, 100 с.

50. Крутиков Г.А., Кудрявцев А.И., Пекарь JI.A. К вопросу выбора способа торможения пневмоприводов с большими присоединительными массами // Пневматика и гидравлика. Приводы и системы управления. М.: Машиностроение, 1987. Вып. 13, с. 60-71.

51. Крутиков Г.А., Пекарь JI.A. О разработке модели дискретного пневмопривода // Пневматика и гидравлика. М.: Машиностроение, 1990. Вып. 15. С. 120-128.

52. Крячков A.B., Сухинина И.В., Томшин В.К. Программирование на С и С++. Практикум. М.: Радио и связь, 1997. - 344 с.

53. Куваев С.Н., Юшин В.В., Ястремский JI.C. О моделировании расходных характеристик пневматических дросселей при знакопеременном расходе // Пневматика и гидравлика. М.: Машиностроение, 1975. Вып. 2. С. 244-247.

54. Кудинов В.А. Динамика станков. М.: Машиностроение, 1967, 210 с.

55. Кудрявцев А.И., Пятидверный А.П., Рагулин Е.А. Монтаж, наладка и эксплуатация пневматических приводов и устройств. М.: Машиностроение, 1990.-208 с.

56. Лимонов Ю.М., Водопьянов Л.И. Исследование высокоскоростного пневматического следящего привода для автоматических манипуляторов / Механизация и автоматизация производства, 1982, № 3, с 22-24.

57. Луцкий З.С. Экспериментальное исследование двухпоршневого пневматического привода // Пневматика и гидравлика. М.: Машиностроение, 1975. Вып. 2. С. 46-51.

58. Майоров Н.М., Самохвалов В.М., Тимин Р.И, К.П. Чуканов К.П. Алгоритмы проектирования пневматических систем высокоскоростных приводов // Тульский политехнический институт, г. Тула, Сб. научн. трудов, 1984, С. 147-155.

59. Малиованов М.В. О корректности допущения постоянства температуры рабочего тела при описании процессов в проточных полостях пневмоприводом // Пневматика и гидравлика. М.: Машиностроение, 1987. Вып. 13. С.158-160.

60. Наймершайм Д. Excel 5.0 for Windows. М: Международные отношения, 1995,240 с.

61. Нахапетьян Е.Г. К вопросу о выборе типа привода транспортных устройств многопозиционных автоматов. // Теория машин-автоматов и гидропневмопривода, М.: Машгиз, 1963, С. 52-56.

62. Онода Т. Примеры использования промышленных роботов с электропневматическими устройствами. «Роботто», 1977, № 17, стр. 21-24, пер. с японского № Ц-50683В.

63. Парой A.A. Способы торможения пневмопривода промышленного робота//Вестник машиностроения, 1982, № 10, с. 9-10.

64. Патент 44811768 (США). Пневмосистема управления. Опубл. 13.11.84.

65. Патент 4528894 (США). Пневмопривод. Опубл. 16.07.85.

66. Позин Я.М. Элементы дискретных пневматических позиционеров // Пневматика и гидравлика. М.: Машиностроение, 1975. Вып. 2. С. 267-268.

67. Постановка и решение задач оптимального проектирования машин / И.И. Артоболевский и др. //Машиноведение, 1977. № 5. С. 15-23.

68. Поляков Ю.П. Синтез дискретных пневматических систем управления на базе струйных элементов ИЛИ-НЕ ИЛИ. // Станкин, Москва, Сб. на-учн. тр. «Гидравлические системы металлорежущих станков», Вып. 4, 1979, С. 50-59.

69. Приводы автоматизированного оборудования: Учебник для машиностроительных техникумов / О.Н. Трифонов, В.И. Иванов, Г.О. Трифонова. М.: Машиностроение, 1991. - 336 с.

70. Промышленные роботы в машиностроении: Альбом схем и чертежей / Под. ред. Ю.М. Соломенцева. М.: Машиностроение, 1986. 140 с.

71. Промышленные роботы для обслуживания оборудования различного технологического назначения: Учебн. пос. для СПТУ / Е.М. Канаев, Ю.Г. Козырев, Б.И. Черпаков, В.И. Царенко. М.: Высш. шк., 1987. 63 с.

72. Робототехника и гибкие автоматизированные производства.: В 9-ти кн. Кн. 2. М.: Высшая школа. 1986. Приводы робототехнических систем / Под ред. И.М. Макарова. 170 с.

73. Современные численные методы решения обыкновенных дифференциальных уравнений / Под. ред. Дж. Холла и Дж. Уатта. М. Высш. шк., 1979, 312 с.

74. Солнцева К.С. Определение параметров пневматических демпферов для автоматических манипуляторов с пневмоприводом // Пневматика и гидравлика. М.: Машиностроение, 1982. Вып. 9. С.210-2Г7.

75. Структура и элементная база пневмоприводов гибких производственных систем, промышленных роботов и других объектов автоматизации. Методические рекомендации. М.: ВНИИТЭМР, 1987, 33 с.

76. Сутин А.И., Харькин О.С. Пневматические измерительные устройства для гибких производственных комплексов // Пневматика и гидравлика. М.: Машиностроение, 1989. Вып. 14. С. 268-272.

77. Сырицын Т.А. Надёжность гидро- и пневмопривода. М.: Машиностроение, 1981. 216 с.

78. Сырицын Т.А., Бельферман В.М. Дискретно-аналоговое регулирование систем пневмоприводов с применением микропроцессорных контроллеров // МАДИ, Москва, Сб. научн. тр. «Методы расчёта и проектирования гидропневмоприводов», 1988, С. 9-10.

79. Сырицын Т.А., Бельферман В.М. Программное управление пневматическими приводами средств автоматизации // Механизация и автоматизация производства. 1986, № 6. С. 19-21.

80. Сырицын Т.А., Бельферман В.М. Программное управление движением позиционного привода // Тез. докл. 5-го Всесоюзного симпозиума по пневматическим и газовым приводам, Тула, 1986, С. 51.

81. Тимофеев A.B. Построение адаптивных систем управления программным движением. Л.: Энергия, 1980, 85 с.

82. Тимофеев В.А. Адаптивное управление робототехническими системами на базе микропроцессоров и микро-ЭВМ // Микропроцессорные системы управления в робототехнике, М. Наука, 1984, С. 95-103.

83. Угорова С.В. Пневмоцилиндр. Информационный листок № 16-96. Владимир: ЦНТИ, 1996.

84. Угорова С.В. Тормозное (фиксирующее) устройство для пневмопривода. Информационный листок .4° 18-96. Владимир: ЦНТИ, 1996.

85. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. М: ИНФРА-М, 1996, 432 с.

86. Филимонов Е.А. Исследование динамики тормозных устройств пневмопривода манипулятора. // НИИ, Новочеркасск, Сб. научн. тр., 1979, С. 107-116.

87. Филипов И.Б. Тормозные устройства пневмоприводов. Л.: Машиноведение, 1987, С. 4-6.

88. Филипов И.Б., Райцен М.В. Пропорциональный электропневматический распределитель для следящих систем, ж. «Автоматизация и механизация производства», № 4, 1989, С. 10-11.

89. Хикс К. С (серия «Без проблем!»). М.: Восточная Книжная Компания, 1997. 448 с.

90. Цибизов А.Н., Сидоренко С.А., Левченко С.А. Критерий плавности хода и методика его численного определения. // СтПИ, Ставрополь, 1993, 12 с. Деп. в ВИНИТИ 09.06.93., № 1573-В93.

91. Цуханова Е.И. К вопросу об анализе движения поршня в гидравлическом исполнительном устройстве // Труды ИМАШ АН СССР. Семинар по ТММ, 1956, т. XVI, вып. 63.

92. Цуханова Е.А., Яшина М.А., Гетц В.Б. Выбор параметров гидродемпферов для пневмопривода промышленных роботов // Экспериментальное исследование и диагностика роботов. М.: Наука, 1980. С. 150.

93. Цуханова Е.А. Динамический синтез дроссельных управляющих устройств гидроприводов. М.: Наука, 1987. 275 с.

94. Чаплыгин Э.И. Области применения и перспективы развития струйной автоматики // Пневматика и гидравлика. М.: Машиностроение, 1989. Вып. 14. С. 41-44.

95. Чащин В.А. Пневмопривод. -М.: Машиностроение, 1987, 245 с.

96. Чащин В.А. Выбор основных параметров поршневого пневматического привода // Пневматика и гидравлика. М.: Машиностроение, 1987. Вып. 13. С. 271-277.

97. Чугаев P.P. Гидравлика: Учебник для вузов 4-е изд., доп. и перераб. Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1982. 627 с.

98. Чупраков Ю.И. Основы гидро- и пневмоприводов. М.: Машиностроение, 1966. 160 с.

99. Шеногин М.В. Способы безударного останова пневмоприводов с широким диапазоном изменения нагрузки // Учёные Владимирского государственного университета строительству: Сб. науч. тр. - Владимир, 1999. -С. 113-117.

100. Шеногин М.В. Математическая модель высокоскоростного адаптивного пневматического привода. Деп. реф. в библиографическом указателе ВИНИТИ «Депонированные научные работы», 22. 02. 2000, № 430-В00.

101. Шеногин М.В. Алгоритм и программа для расчёта параметров высокоскоростного адаптивного пневматического привода. Деп. реф. в библиографическом указателе ВИНИТИ «Депонированные научные работы», 05. 04. 2000, № 908-В00.

102. Шеногин М.В. Стенд для исследования переходных процессов пневматических приводов: Информ. листок № 9-2000. Владимир: ЦНТИ, 2000.

103. Шеногин М.В. Принципиальная схема высокоскоростного адаптивного пневмопривода: Информ. листок № 10-2000. Владимир: ЦНТИ, 2000.

104. Шеногин М.В. Пневматический привод с регулированием кинетической энергии для металлообрабатывающего технологического оборудования. // «Производственные технологии»: Тез. докл. Всероссийской науч.-тех. конф. Владимир, 2000, С. 25.

105. Юревич Е.И. Теория автоматического управления. Учебник для студентов высш. техн. учебн. заведений. Л.: Энергия, 1975. 416 с.

106. Яблонский А. А. Курс теоретической механики, ч. II, М.: Высш. шк., 1962,350 с.