Кафедра прикладної механіки та інженерії матеріалів (Н)
Permanent URI for this communityhttp://er.nau.edu.ua/handle/NAU/56742
News
Відповідальний за розділ: Башта Олександр Васильович, доцент кафедри КПМІМ
Browse
Browsing Кафедра прикладної механіки та інженерії матеріалів (Н) by Subject "621.01: 62-883"
Now showing 1 - 3 of 3
- Results Per Page
- Sort Options
Item До питання про стійкість руху робочого органу в одновісному безконтактному приводі(Східноукраїнський національний університет ім. Володимира Даля, 2024) Брешев, О.В.; Башта, О.В.; Носко, П.Л.; Бойко Г.О.; Радько, О.В.; Breshev, O.V.; Bashta, O.V.; Nosko, P.L.; Boyko, G.O.; Radko, O.V.Запропоновано розрахункову модель вимушених поперечних коливань робочого органу в одновісному безконтактному приводі, які успішно застосовують у точному машинобудуванні, приладобудуванні, робототехніці, машинах плазмового та лазерного розкрою матеріалу, прецизійних верстатах електроерозійного оброблення, системах автоматичного пакування та транспортних машинах, оптиці. Розроблено математичну модель, розв'язання рівняння якої визначає закон руху робочого органу під час поперечних коливань, зумовлених зовнішніми силовими факторами. Вона являє собою суму загального розв'язку, відповідного до вільних коливань з опором (однорідного рівняння) і окремого розв'язку неоднорідного диференціального рівняння, залежного від зовнішньої змушувальної сили, перетвореної у вигляд psin t . Уперше отримано критерій стійкого руху робочого органу в одновісному безконтактному приводі. Критерій визначено енергетичним методом для випадку малих поперечних коливань робочого органа біля положення рівноваги, спричинених зовнішніми збуреннями. Його адекватність перевірено серією розрахунків із варіюванням параметрів математичної моделі. Виконання умов критерію гарантує стійкий характер руху робочого органу за найнебезпечнішого поєднання параметрів механічної системи, коли виникає явище резонансу та початкові умови сприяють максимальному збільшенню початкової амплітуди коливань. A computational model of forced transverse vibrations of a working body in a uniaxial non-contact drive, which are successfully used in precision engineering, instrument engineering, robotics, plasma and laser cutting machines, precision EDM machines, automatic packaging systems and transport machines, optics, is proposed. A mathematical model has been developed, the solution of which determines the law of motion of the working body during transverse oscillations caused by external force factors. It is the sum of the general solution corresponding to free vibrations with resistance (homogeneous equation) and a separate solution of a heterogeneous differential equation, depending on the external forcing force, transformed into appearance psin t. For the first time, the criterion of stable movement of the working body in a single-axis non-contact drive is obtained. The criterion is determined by the energy method for the case of small transverse vibrations of the working body near the equilibrium position caused by external disturbances. Its adequacy was verified by a series of calculations with varying parameters of the mathematical model. The fulfilment of the criterion conditions guarantees the stable nature of the working body movement under the most dangerous combination of mechanical system parameters, when the resonance phenomenon occurs and the initial conditions contribute to the maximum increase in the initial amplitude of oscillations.Item Створення регульованих конічних аеростатичних опор для безконтактних прямих приводів машин(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024-12) Брешев, О. В.; Носко, П. Л.; Башта, О. В.; Радько, М. О.; Breshev, O.; Nosko, P.; Bashta, О.; Radko, M.Стаття присвячена вдосконаленню безконтактних прямих приводів машин різного призначення створенням регульованих конічних аеростатичних опор. Їх застосування дозволяє зменшити вагу, габарити та витрати повітря, а також завдяки регулюванню характеристик опорних систем забезпечити стійкість обертання роторів у широкому діапазоні швидкостей та навантажень. Для дослідження властивостей приводів та ефективності запропонованих шляхів технічного вдосконалення розроблені математичні моделі одно- та багатоопорних систем приводів. Теоретично визначені функціональні зв’язки між конструктивними, силовими, геометричними параметрами конічних аеростатичних опорних систе м при регулюванні зазору зі змащенням, що дозволяє змінювати несучу здатність та динамічні властивості безконтактних приводів. Для аналітичного визначення статичних характеристик приводів запропоновано параметричне приведення їх конічних опор до еквівалентних за жорсткістю і несучою здатністю радіальних опор та упорних підп'ятників. Визначено аналітичний критерій стійкості руху ротора одноопорного привода при виникненні коливань та умови роботоздатності регульованих конічних опорних систем, за яких забезпечується статична стійкість приводів при робочих навантаженнях. Створено пневмошпиндель на регульованих конічних аеростатичних опорах різної геометрії. Розроблені експериментальна установка та методика натурних випробувань пневмошпинделя, які підтвердили адекватність теоретичних досліджень. Запропонована методика проектування безконтактних приводів, а для перевірки проектних рішень розроблено алгоритм комп'ютерного дослідження статичних характеристик і динамічних властивостей опор та всього привода. Ключові слова: безконтактний прямий привод, конічна аеростатична опора, критерій стійкості, одно- та багатоопорні системи, статико-динамічні характеристики, обчислювальний експеримент The article is devoted to making adjustable conical air bearings. Its application in different machines allows increase load capacity and reliability, speed extension, reduce mass, overall dimensions and air consumption, secure stable rotary motion in speed wide range due to adjustment of static and dynamic characteristics of direct drives. Mathematical models of single-support and multi-support systems have been designed for study of its characteristics and efficiency of suggested improvements. Function relations between structural, functional, geometric parameters of conical aerostatic systems have been theoretically determined for adjustable air gap that allows change load capacity and dynamic characteristics of non-contact direct drives. Method of parametric conversion of conical bearings to radial and thrust bearings has been suggested. It gives analytical solution of non-contact drive static characteristics. Analytical stability criterion of rotor of single-support system has been determined. Working capacity conditions have been analytically obtained from mass and inertial properties, parameters and characteristics of air-bearing direct drive. Adjustable conical air-bearing pneumatic spindle has been manufactured. Experimental set-up and experimental technique have been designed for validation theoretical results. Design procedure of air-bearing non-contact drives has been engineered. Algorithm of numerical experiment of static characteristics and dynamic properties has been engineered for design decision verification.Item Створення регульованих конічних аеростатичних опор для безконтактних прямих приводів машин(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024-08) Брешев, О. В.; Носко, П. Л.; Башта, О. В.; Радько, М. О.Стаття присвячена вдосконаленню безконтактних прямих приводів машин різного призначення створенням регульованих конічних аеростатичних опор. Їх застосування дозволяє зменшити вагу, габарити та витрати повітря, а також завдяки регулюванню характеристик опорних систем забезпечити стійкість обертання роторів у широкому діапазоні швидкостей та навантажень. Для дослідження властивостей приводів та ефективності запропонованих шляхів технічного вдосконалення розроблені математичні моделі одно- та багатоопорних систем приводів. Теоретично визначені функціональні зв’язки між конструктивними, силовими, геометричними параметрами конічних аеростатичних опорних систем при регулюванні зазору зі змащенням, що дозволяє змінювати несучу здатність та динамічні властивості безконтактних приводів. Для аналітичного визначення статичних характеристик приводів запропоновано параметричне приведення їх конічних опор до еквівалентних за жорсткістю і несучою здатністю радіальних опор та упорних підп'ятників. Визначено аналітичний критерій стійкості руху ротора одноопорного привода при виникненні коливань та умови роботоздатності регульованих конічних опорних систем, за яких забезпечується статична стійкість приводів при робочих навантаженнях. Створено пневмошпиндель на регульованих конічних аеростатичних опорах різної геометрії. Розроблені експериментальна установка та методика натурних випробувань пневмошпинделя, які підтвердили адекватність теоретичних досліджень. Запропонована методика проектування безконтактних приводів, а для перевірки проектних рішень розроблено алгоритм комп'ютерного дослідження статичних характеристик і динамічних властивостей опор та всього привода. The article is devoted to making adjustable conical air bearings. Its application in different machines allows increase load capacity and reliability, speed extension, reduce mass, overall dimensions and air consumption, secure stable rotary motion in speed wide range due to adjustment of static and dynamic characteristics of direct drives. Mathematical models of single-support and multi-support systems have been designed for study of its characteristics and efficiency of suggested improvements. Function relations between structural, functional, geometric parameters of conical aerostatic systems have been theoretically determined for adjustable air gap that allows change load capacity and dynamic characteristics of non-contact direct drives. Method of parametric conversion of conical bearings to radial and thrust bearings has been suggested. It gives analytical solution of non-contact drive static characteristics. Analytical stability criterion of rotor of single-support system has been determined. Working capacity conditions have been analytically obtained from mass and inertial properties, parameters and characteristics of air-bearing direct drive. Adjustable conical air-bearing pneumatic spindle has been manufactured. Experimental set-up and experimental technique have been designed for validation theoretical results. Design procedure of air-bearing non-contact drives has been engineered. Algorithm of numerical experiment of static characteristics and dynamic properties has been engineered for design decision verification.