Параметрических возмущений

Не считая предлагаемую методику исчерпывающей, можно все же на ее основе установить, что разработка конструктивно нормализованных и технологических рядов должна представлять собой органическое продолжение разработки параметрических стандартов машин, в силу чего следует прийти к выводу о необходимости уточнения и некоторого углубления существующего направления стандартизации в машиностроении.

Во втором издании книги (1963 г.) теоретические и методические вопросы стандартизации получили существенное развитие. Было показано их единство на примерах ряда осуществленных эффективных работ по стандартизации, унификации, типизации и агрегатированию. Была также освещена их роль в прогрессе производительных сил страны и существенном повышении качества продукции и производительности труда. Были более подробно рассмотрены вопросы экономической эффективности стандартизации, создания размерных рядов, параметрических стандартов и конструктивно-унифицированных рядов машин и оборудования. Были подняты актуальные вопросы классификации и кодирования изделий и их элементов, кратко освещен опыт зарубежной и международной стандартизации.

Утвержденные многочисленные «типажи» вскоре потеряли свое значение; промышленность перестала ими пользоваться вначале частично, а затем и полностью, тогда как государственные параметрические стандарты имеют, как правило, длительный срок действия -и по мере необходимости пересматриваются или частично изменяются. Сроки действия параметрических стандартов в решающей степени зависят от тех идей, которые закладываются в технические задания на их разработку.

дизелей с разным числом цилиндров, т. е. с высоким уровнем унификации. Отсюда возникает теоретическая задача разработки трех-четырех рядов дизелей предпочтительного применения на базе ряда предпочтительных чисел R10. Эта теоретическая задача еще не получила решения, хотя необходимость ее решения уже давно ясна тем специалистам, которым приходилось заниматься разработкой параметрических стандартов на машины.

Не следует считать, что при комплексном осуществлении стандартизации все соответствующие взаимосвязанные стандарты должны разрабатываться обязательно одновременно. В ряде случаев это неосуществимо, а в целом не вызывается необходимостью. Параметрические и конструктивно-унифицированные ряды машин (оборудования) дают основание для унификации их узлов и деталей. Из этого следует, что в первую очередь подлежат разработке именно государственные параметрические стандарты, а затем связанные с ними стандарты последующих порядков, т. е. необходима опережающая разработка параметрических стандартов, сопровождаемая последовательной разработкой стандартов технических требований, стандартов методов испытаний и всех необходимых стандартов на общие узлы и детали данных машин. При этом тематика стандартов, полнота содержания и сроки их введения в действие должны находиться в определенной взаимосвязи. При осуществлении стандартизации без соблюдения принципа Комплексности имеет место -эпизодичность тематического планирования и разработка, например, параметрических стандартов на типы машин часто не сопровождается разработкой необходимых стандартов технических требований и методов испытаний.

Дискретное развитие стандартизации привело к появлению и освоению двух ее новых, рассмотренных .выше методов: типизации и агрегатированию, целевым назначением которых является наибольшее возможное устранение отрицательного влияния фактора времени. Выше освещается разработка так называемых параметрических стандартов и их положительная, активная роль в существенном ускорении создания и внедрения новой техники, так как создание новой техники всегда включает три этапа:

1) разработка, согласование и утверждение технического задания; 2) разработка технической документации (проекта) и ее утверждение; 3) разработка рабочих чертежей и изготовление новых изделий. При наличии действующих параметрических стандартов на новые объекты, подлежащие созданию, резко (в несколько раз) ускоряется выполнение работ по первому и второму этапу, а работы по третьему этапу становятся заранее ясными и к ним можно готовиться заблаговременно. Применение агрегатирования при этом методе непосредственно ускоряет работы по третьему этапу.

Основой параметрических стандартов теперь служит система предпочтительных чисел (см. ниже), основанных на геометрических прогрессиях. Многие стандарты при этом приобретают свойства опережающих или перспективных, причем определение разницы в этих понятиях часто трактуется различно. Поэтому установление единства понятий является одной из многих задач теории стандартизации. Опережающие стандарты создаются на основе прогнозирования новых тенденций и явлений в науке, технике, экономике и организации труда, они содержат требования, превышающие существующий уровень, и тем самым ориентируют их на дальнейший подъем. Эти стандарты устанавливают параметры будущих типов и разновидностей машин (оборудования), причем срок введения в действие таких стандартов в качестве обязательных еще не всегда может быть установлен при их утверждении. В отличие от опережающих перспективные стандарты, устанавливающие конкретные типы и разновидности машин (оборудования), получают при утверждении определенные сроки их введения, в том числе ступенчатые.

Метод математической статистики может быть широко использован при разработке размерных рядов и параметрических стандартов на машины и оборудование. Статистическая обработка исходных данных дает возможность найти функции распределения параметров, установить их взаимосвязь и обоснованно принять некоторые интервалы изменения размеров, параметров или других характеристик в зависимости от общего объема исследуемой продукции. Для ускорения такой аналитической работы и упрощения вычислений используются так называемые гистограммы и кумулятивные кривые. Применяемость в практических условиях большинства стандартизованных параметров подчиняется нормальному закону распределения или приближается к нему. Это дает возможность пользования специальной (вероятностной) бумагой, имеющей прямоугольную координатную сетку, на которой нормальный закон распределения выра-

1. СОДЕРЖАНИЕ И НАЗНАЧЕНИЕ ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ СТАНДАРТОВ

В настоящее время действует значительное количество параметрических стандартов на отдельные виды и типы машин и оборудования. Содержание их не отличается стабильностью и отражает сложившиеся в отдельных отраслях промышленности взгляды на цели и задачи установления таких стандартов. Стремление обеспечить единство конструкций одних и тех же машин (оборудования), изготовляемых на разных заводах, в том числе и на заводах, подчиненных разным министерствам или ведомствам, приводило к выводу о необходимости наиболее полного изложения технических требований к данным машинам в соответствующем параметрическом стандарте. Такой взгляд неизбежно приводил к длительному сроку, необходимому для создания и согласования проекта стандарта, и к быстрой утрате стандартом своей прогрессивности, что требовало его отмены или пересмотра. Кроме того, подобные стандарты, несмотря на подробное содержание, все же не обеспечивали взаимозаменяемости конструкций машин (оборудования) при их изготовлении на разных заводах.

Погрешности от параметрических возмущений зависят от величины нестабильности или нелинейности параметров и от положения точки приложения возмущений. На рис. 5.7 показана схема

Таким образом, как и при оценке статической погрешности, кроме возмущений системы СПИД, при расчете динамической погрешности необходимо учитывать влияние параметрических возмущений.

Для учета влияния параметрических возмущений на точность обработки поверхностей, расположенных под прямым углом, рассмотрим общий случай расположения контура, когда стороны заданного контура 1 (2 — полученный контур) наклонены к осям координат под углом Р (рис. 5.14). Управляющие воздействия по координатам выразятся уравнениями

В случае параметрических возмущений малой величины полученное перемещение, например, по координате х, можно представить в виде

Замкнутые системы управления характеризуются наличием жесткой отрицательной обратной связи по регулируемой фазовой координате. Управление в таких системах осуществляется разностью сигнала программы V и сигнала с датчиков обратной связи 1/0. Отрицательная обратная связь обеспечивает точное исполнение сигнала программы и уменьшает влияние внешних и параметрических возмущений. Кроме жесткой обратной связи, в замкнутых системах могут использоваться обратные связи по производным и интегралам выходной величины, что существенно расширяет их возможности по точности.

29. ВЫНУЖДЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ ПРИ СОВМЕСТНОМ УЧЕТЕ СИЛОВЫХ И ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ ВОЗМУЩЕНИЙ

Как было показано в гл. 5, многие задачи динамического анализа и синтеза цикловых механизмов могут быть решены на базе моделей с медленно меняющимися параметрами. Вместе с тем встречаются случаи, когда допущения о медленности изменения параметров оказываются неправомерными. Помимо зон параметрического возбуждения, рассмотренных в гл. 6, такая ситуация может возникнуть на режимах, весьма далеких от резонансов. Например, изменение параметров механизма -иногда носит в целом медленный характер за исключением незначительных зон, требующих отдельного рассмотрения. В этих случаях периодичность параметрических возмущений имеет второстепенное значение, поскольку колебания в течение одного цикла оказываются сильно задемпфированными. В то же время локальные возмущения системы в отмеченных зонах могут быть весьма значительными. Такая ситуация наблюдается в механизмах ряда станочных автоматов, механизмах раскладки нити текстильных машин и в других устройствах, когда основная технологическая операция совершается на участках равномерного движения рабочего органа, а его разгон и торможение осуществляются на малых отрезках времени, где переменный приведенный момент инерции, а следовательно, и «собственная» частота изменяются весьма резко. Аналогичные явления имеют место при рассмотрении динамики вариаторов и механизмов переменной структуры.

29. Вынужденные колебания при совместном учете силовых и параметрических возмущений................ 266

дели, которые определены конструкцией. Оператор диагностики D, т. е. матрица чувствительности уравнений связи, запоминается в ЭЦВМ. На втором этапе — постановка диагноза — проводится численно-физический эксперимент. Возбуждаются и регистрируются колебания функционирующего объекта. Эта информация обрабатывается и выдаются коэффициенты функциональной модели, которые трактуются как компоненты диагностического сигнала. Далее по уравнениям связи через оператор D вычисляются коэффициенты ММ и дается оценка качества сборки. Если отсутствуют источники шума или есть возможность их надежной фильтрации, то более простой и точной может оказаться процедура контроля или оценка параметрических возмущений по смещению

Постановка задачи такова: по измеренным значениям смещения спектра собственных частот найти смещение упругодисси-пативных параметров. В качестве предварительных этапов предусматривается решение задачи о собственных значениях и задачи идентификации. Вводится матрица чувствительности и линейная связь между частотным и параметрическим возмущением. Далее решается вариационная задача оптимизации скалярного функционала качества. В результате получено векторно-матричное алгебраическое уравнение, в котором с целью сжатия информации используются матрицы Грама. Имея в распоряжении экспериментальные данные о смещении частот, можно вычислить параметрические возмущения. Аналогичная процедура оценки параметрических возмущений может быть построена по измеренному смещению фазы механического импеданса [5].

Выражения (5.89) совпадают с аналогичными выражениями, полученными в работах [4, 12, 98] методом разложения в ряд по малому параметру решения исходного уравнения и преобразованием Лапласа. Преимуществом изложенной методики является то обстоятельство, что она без принципиальных трудностей переносится на системы со многими степенями свободы, нелинейные системы и позволяет определить требуемые вероятностные характеристики обобщенных координат. При этом охватывается случай исследования устойчивости динамических систем, содержащих перекрестные нелинейные связи. Отметим, что при S% (Q) = const результаты совпадают с данными работы [108]. Исследование частных случаев (5.73) в детерминированной постановке задачи для комбинационного резонанса описано во многих работах [10, 19, 95 и др. ]. Приведенные выше результаты показывают, что, как и в детерминированном случае, спектр частот, при которых возникают параметрические колебания, состоит из ряда малых интервалов. Длины этих интервалов зависят от амплитуды возмущений и стягиваются к нулю, когда амплитуда стремится к нулю. При этом возрастание амплитуды колебаний системы происходит по показательному закону. Выражение (5.89) в этом случае определяет степень опасности комбинационного резонанса, когда спектральные плотности параметрических возмущений соответствуют, например, сейсмическим воздействиям в виде многоэкстремальных функций несущих частот, что особенно часто встречается на практике.