АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 8
1. ОБЗОРНО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 10
1.1. Анализ технического задания 10
1.2.Обзор аналогов 10
1.2. Устройство вибростенда 16
2. РАСЧЕТНЫЙ РАЗДЕЛ 20
2.1. Математическая модель стенда 20
2.2. Расчет жесткости упругих элементов 25
2.3. Расчет корней характеристического уравнения стенда 26
2.4. Составление передаточной функции 33
3. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ СТАБИЛИЗАЦИИ И 3D-
МОДЕЛИРОВАНИЕ ВИБРОСТЕНДА 37
3.1. Разработка системы стабилизации 37
3.2. Построение 3D-модели вибростенда 40
4. ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ 46
4.1. Испытания вибростенда 46
4.2. Руководство по эксплуатации 48
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 51
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 52
ПРИЛОЖЕНИЯ 55
ПРИЛОЖЕНИЕ А Код прошраммы для работы акселерометра 55
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Спецификации. Сборочные чертежи 58
Современные вызовы и темпы развития науки в настоящее время предъявляют все более высокие требования к технике, в том числе и лабораторной. Эксплуатация приборов в различных условиях требует необходимость их тестирования на влияние различных внешних факторов оказывающих воздействие на приборы, так как они должны сохранять свои параметры в пределах требуемых характеристик, установленных в технической документации, в процессе влияния внешних факторов, а так же после их влияния. Самые часто встречающиеся факторы, оказывающие губительное воздействие на приборы, это механические и климатические. Рассмотрим механические факторы. Распространенными механическими факторами являются вибрация и удары. Важность наличия современного испытательного оборудования, выявляющего влияние ударов и вибраций на приборы, целью которого является обеспечения высокого качества и надежности выпускаемой продукции, подчеркивает актуальность и необходимость лабораторного вибростенда для предприятий и лабораторий приборостроительной промышленности. Оборудование
позволяющее проводить такие испытания называется вибростенд.
Производственные лаборатории оснащены множеством испытательной техники, в том числе и вибростендами. Технология воспроизведения вибраций нуждается в модернизации. Большинство вибростендов оснащены электромеханическим вибровозбудителем, и имеют низкое и грубое качество регулирования и стабилизации режимов работы, что снижает качество проведения испытаний.
Одним из способов решения проблемы стабилизации и регулирования, является применения методов управления с помощью более современных и совершенных устройств.
Для исследования и дальнейшей модернизации был выбран лабораторный вибростенд ВУ-15М, с механизмом регулирования частоты вибраций при помощиизменение жесткости пружин. Данный метод не позволяет точно и качественно производить стабилизацию вибростенда.
Цель выпускной квалификационной работы - исследование и модернизация системы стабилизации лабораторного вибростенда ВУ-15М.
Задачи, которые следует выполнить в выпускной квалификационной работе для достижения цели:
• анализ технического задания;
• обзор аналогов вибростенда (выявление недостатков у аналогов);
• формирование математической модели вибростенда;
• разработка системы стабилизации;
• разработка SD-модели и конструкторской документации вибростенда.
В данной выпускной работе были решены следующие задачи.
1. Проведен анализ технического задания, который показал, что вибростенд нуждается в починке, и помог составить план дальнейшего выполнения работы.
2. Произведен обзор аналогов вибростенда, в ходе которого было определено, что вибростенд ВУ-15М имеет потенциально хорошие характеристики, но его система стабилизации морально и физически устарела и требует модернизации.
3. Сформирована математическая модель вибростенда. По математической модели был выполнен анализ динамических характеристик системы вибромеханизма, и построены логарифмические амплитудно-частотные характеристики (ЛАЧХ). С помощью ЛАЧХ было продемонстрировано поведение ускорений стенда на различных амплитудах при увеличении частоты. Так же математическая модель была проверена по критерию Фишера, который показал, что математическая модель составлена корректно.
4. Разработана система стабилизации на основе Omron MX2. Omron MX2 имеет разрешение выходной частоты во много раз меньше, чем штатный преобразователь (у штатного 2 Гц, а у Omron 0,01 Гц), это увеличивает точность регулирования. Также был установлен акселерометр, с которым были проведены экспериментальные исследования.
5. Разработаны 3О-модель и чертежи вибростенда.
Все поставленные задачи в данной работе были решены. После модернизации недостатки ВУ-15М описанные в работе были устранены. С новой системой стабилизации вибростенд ВУ-15М не уступает и даже превосходит некоторые современные механические вибростенды, предназначенные для испытаний на транспортную тряску.
