авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 |
-- [ Страница 1 ] --

Научное партнерство «Аргумент»

Балтийский гуманитарный институт

Российская ассоциация содействия науке

VIII-я Международная научная конференция

Технологический университет Таджикистана

Казахский Нацинальный медицинский

университет им. С.Д. Асфендиярова Липецкое региональное отделение Общероссийской общественной организации «Российский союз молодых ученых»

Научно-исследовательский центр «Аксиома»

Молодежный парламент Липецкой области Издательский центр «Гравис»

«АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ СОВРЕМЕННОЙ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ»

Российская Федерация, г. Липецк 23 июля 2012 г.

СБОРНИК ДОКЛАДОВ Издательский центр «Гравис»

Липецк, Научное партнерство «Аргумент»

Балтийский гуманитарный институт Российская ассоциация содействия науке Технологический университет Таджикистана Казахский Нацинальный медицинский университет им. С.Д. Асфендиярова Липецкое региональное отделение Общероссийской общественной организации «Российский союз молодых ученых»

Научно-исследовательский центр «Аксиома»

Молодежный парламент Липецкой области Издательский центр «Гравис»

VIII-я Международная научная конференция «АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ СОВРЕМЕННОЙ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ»

Россия, г. Липецк, 23 июля 2012 г.

СБОРНИК ДОКЛАДОВ Ответственный редактор:

А.В. Горбенко Издательский центр «Гравис»

Липецк, УДК ББК А Актуальные вопросы современной техники и технологии [Текст]:

Сборник докладов VIII-й Международной научной конференции (Липецк, 23 июля 2012 г.). / Отв. ред. А.В. Горбенко. – Липецк:

Издательский центр «Гравис», 2012. – 136 с.

Сборник включает тексты научных докладов участников VIII-й Международной научной конференции «Актуальные вопросы современной техники и технологии», состоявшейся 23 июля 2012 г. в г. Липецке (Российская Федерация). В сборнике представлены научные доклады из Белоруссии, Казахстана, Литвы, России, Узбекистана.

Доклады сгруппированы по секциям в соответствии с принятой классификацией направлений в современной науке и технике.

Редакционная коллегия сборника:

Исмаилов Н.Ш., г. Баку, Азербайджан Шматко А.Д., г. Санкт-Петербург, Россия Горбенко А.В., г. Липецк, Россия Черепнин В.В., г. Липецк, Россия Бедрицкий И.М., г. Ташкент, Узбекистан Егоров А.И., г. Липецк, Россия Карлов В.А., г. Днепропетровск, Украина Лаубе И.С., г. Рига, Латвия Мирзорахимов К.К., г. Душанбе, Таджикистан Мосолова Е.М., г. Липецк, Россия Нурмаганбетова М.О., г. Алма-Ата, Казахстан © Коллектив авторов ОГЛАВЛЕНИЕ А.А. Абдурахимов, Г.Э. Пардаев, С. Юсупханов, К.П. Серкаев.

Исследование интенсификации процесса непрерывной рафинации хлопкового масла................................................................ Р.Р. Акрамова, К.Т. Муминова, К.П. Серкаев. Технология получения обесгоссиполенной хлопковой муки на основе хлопкового шрота.................................................................................... В.А. Алехин. Термопечатающие головки для устройств регистрации информации....................................................................... В.В. Артюхин, С.А. Тергеусизова. Сдерживающие факторы внедрения технологии Powerline Communications.............................. Р.В. Беляевский. Экономические механизмы управления реактивной мощностью в электрических сетях................................... О.А. Буймистрова, И.С. Кущева, М.В. Манькова, Е.С. Хухрянская. Автоматизация паркетных работ............................ В.Г. Дегтярев, Н.В. Коженко. Усовершенствоание метода комплексного обследования зданий и сооружений............................ А.А. Ержан, З.К. Куралбаев. Активные фильтры с преобразователями сопротивления и их анализ................................ Е.М. Желтобрюхов, А.В. Неклюдов, М.С. Кузнецов.



Специализированная САПР долбяков................................................. В.А. Зибров, Д.А. Мальцева. Организация акустического канала в распределительных магистральных сетях малого диаметра............ К.С. Иванов, Б.Т. Шингисов, Г.К. Балбаев. Разработка бесступенчато-регулируемой передачи.............................................. А.Р. Имангулов, Н.М. Филькин, Р.С. Музафаров. Крутильные колебания в трансмиссии автомобиля................................................ Н.В. Инюшкин, С.А. Ермаков, А.Г. Титов, Зал.Р. Гильванова, И.В. Коробкова, Д.А. Парамонов, К.В. Седунов, Зл.Р. Гильванова. Новая конструкция осадительных электродов электроциклона для снижения вторичного уноса............................... М.Н. Каракулов, А.С. Мельников. Место механизмов с волновым принципом преобразования движения в приводах арматуры газонефтепроводов............................................................................... О.А. Кузнецова, В.А. Сушкин. Вопросы оптимального управления динамическим объектом....................................................................... А.М. Мальтанова, О.Н. Врублевская, Т.Н. Воробьёва.

Электрохимическое осаждение сплава Au–Sn из этиленгликолевого электролита........................................................... А.В. Минеев, Я.А. Дудин, Е.Е. Милосердов. Обзор противовыбросового оборудования, используемого в нефтяной и газовой отрасли россии........................................................................ А.Л. Миронова, С.В. Киселева. Возможности выбора расходомеров для установок измерения и учета расхода сжиженного газа..................................................................................... А.И. Нефедьев. Составной емкостной делитель высокого напряжения............................................................................................ А.А. Овчинников, В.В. Алешин, А.В. Тычинин. Оптимизация обеспечения сырьевыми ресурсами строительного предприятия из нескольких источников...................................................................... Ю.Ф. Огнев, О.Ш. Бердиев, Ю.П. Денисенко. Новые решения в конструкции и технологии производства БПЛА................................... В.Г. Осипян. Некоторые свойства наноструктур................................. Е.В. Павлов. Качество наплавленных покрытий после обработки инструментами из сверхтвердых материалов..................................... Р.Ю. Першиков, О.Г. Дегтярева. Совершенствование механизма прогнозирования сметной стоимости проектов в строительстве........................................................................................ Е.Ю. Раенко, А.Н. Блазнов. Дражирование как эффективный способ предпосевной подготовки семян.............................................. В.В. Смоленский, Н.М. Смоленская. Влияние добавки водорода в СПГ на среднюю скорость распространения фронта пламени в условиях поршневой установки с искровым зажиганием................... В.В. Смоленский, Н.М. Смоленская. Влияние добавки водорода в СПГ поршневой установки на интенсивность протекания процесса сгорания во фронте пламени............................................... В.В. Смоленский, Н.М. Смоленская. Скорость распространения пламени в двигателе ВАЗ-2111 при добавке водорода в бензовоздушную смесь....................................................................... А.В. Усов, Н.Н. Воробьева. Исследование влияния газирования мороженого на микрофлору при холодильном хранении................. В.А. Фрилинг, А.В. Морозов, Н.Н. Горев. Исследование качества нанесения антифрикционного покрытия на поверхность отверстия деталей гладких цилиндрических сопряжений................ Т.Н. Хусаинова, А.В. Попова, Ю.В. Титова. Получение нитрида алюминия и композиции на его основе в режиме СВС-Аз............... С.В. Шапиро, Т.А. Калева. Электротехнический комплекс постадийной озонно-ультразвуковой дезинфекции оборотной воды в полиграфии.............................................................................. Раймондас Шнюолис, Агне Стулпинайте, Томас Куницкис.





Исследованиее звукоизолирующих материаллов для ограждающих конструкций жилых зданий......................................... М.Н. Щербакова, А.А.Овчинников, О.А. Сёмин. Комплексное использование местного сырья для производства низкоклинкерного композиционного вяжущего.................................. А.А. Абдурахимов, Г.Э. Пардаев, С. Юсупханов, К.П. Серкаев ИССЛЕДОВАНИЕ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА НЕПРЕРЫВНОЙ РАФИНАЦИИ ХЛОПКОВОГО МАСЛА Ташкентский химико-технологический институт г. Ташкент, Узбекистан Рафинация растительных масел является завершающим и са мым ответственным этапом переработки масличных семян. Особен но, когда перерабатывают низкосортные семена и получают высоко кислотные черные масла, процесс усложняется в связи с содержа нием в масле измененных форм госсипола и трудногидратируемых фосфатидов. Эти соединения, обладая амфифилностью, удержива ют частицы образовавшегося соапстока во взвешенном состоянии. В результате, получается трудноосаждаемый соапсток, имеющий вы сокую маслоемкость.

Сырое хлопковое масло рафинируют щелочным раствором и в итоге получают светлое нейтрализованное масло и отход- соапсток, который преимущественно состоит из: натриевых мыл жырных ки слот, госсиполата натрия, нейтрального жира, фосфатидов, воды и др.

Как видно, соапсток состоит из двух видов компонентов: 1 диэлектрики (нейтральное жиры);

2-электронароводники ( натриевые мыла жирных кислот, госсиполат натрия, фосфотиды, вода и др.) В зависимости от технологии щелочной рафинации раститель ных масел соотношение 1 и 2 компонентов в нейтрализованном мас ле и соапстока меняется. Причем, доля диэлектриков в соапстоке стремятся максимально уменьшить и наоборот, в нейтрализованном масле - увеличит. Такую же задачу с обратным эффектом ставится и для соапстока.

По действующей технологии контроль за вышеназванными продуктами в основном осуществляется физико-химическими мето дами, без учёта электрофизических параметров. Это отрицательно влияет на скорость данного процесса и качества получаемых про дуктов.

Учитывая это, нами исследовано влияние электромагнитной обработки смеси растительного масла с щелочным раствором на скорость экспозиции (коагуляции) хлопьев соапстока и качества по лучаемого масла.

При этом, изучено изменение качества, в частности структуры и свойств соапстока, а также цветности нейтрализованного масла.

На практике процесс коагуляции хлопьев соапстока осуществ ляется вколонных экспозиторах длительное время (5-6часов и бо лее), что снижает производительность линии и увеличивает энерго материальных расходы.

Для устранения этих недостатков, нами на основе результатов лабораторных исследований процесса экспозиции хлопьев соапстока с использованием электромагнитных сил разработан новый аппарат электромагнитный экспозитор для интенсивной коагуляции хлопьев соапстока, который состоит из двух секций: первая-зона образования зародышей т.е. центров формирования хлопьев соапстока;

вторая зона укрупнения хлопьев соапстока. Причем, в обеих зонах поддер живаются режимы, отличающейся между собой в основном электро физическими параметрами.

Отличительной особенностью в конструкции данного экспози тора является использование электромагнитного излучателя, кото рий непрерывно омагничивает электропроводящие компоненты смеси и ускоряет их коагуляцию вокруг центров формирования хлопьев соапстока.

Сложный механизм образования хлопьев соапстока длитель ное время не позволяет оценить роль каждого фактора в отдельно сти. Результаты экспериментальных исследований данного процесса с использованием ЭМЭ показивают эффективность его применения в производстве.

Так например, после такой обработки длительность образова ния хлопьев соапстока сокращается в 10-25 раза (в зависимости от качества «чёрного» масла и понижается цветность масла на 5-8 кр.

ед. (относительно обычной щелочной рафинации)). Кроме того, сни жается концентрация и избыточный расход щелочного раствора, уплотняется соапсток, который содержит меньше нейтрального жи ра, чем при обычной рафинации масла.

Таким образом, проведенные исследования показатели, что для интенсификация процесса экспозиции хлопьев соапстока и по вышения качества нейтрализованного масла образованную смес растительного масла с щелочным раствором после турбулизатора целесообразно направить в электромагнитный экспозитор (ЭМЭ), где под воздействием магнитных сил значительно интенсифицируется процесс коагуляции (укрупнения) хлопьев соапстока. В итоге значи тельно повышается технико-экономические показатели рафинацион ного производства.

Р.Р. Акрамова, К.Т. Муминова, К.П. Серкаев ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОБЕСГОССИПОЛЕННОЙ ХЛОПКОВОЙ МУКИ НА ОСНОВЕ ХЛОПКОВОГО ШРОТА Ташкентский химико-технологический институт г. Ташкент, Узбекистан Применяемая в масложировой промышленности Республики Узбекистан технология обезвреживания нативного госсипола осно вана гидротермическом воздействии на хлопковую мятку, при кото ром образуется так называемый, «связанный» госсипол. Связанный госсипол представляет из себя совокупность его соединений со сво бодными аминокислотами, белками и фосфатидами. Связанный гос сипол менее токсичен, чем свободный. В результате получают кор мовой хлопковый шрот с содержанием свободного госсипола не бо лее 0,02 %, который в основном используют в животноводстве. В птицеводстве обычный хлопковый шрот применять не рекомендует ся, т.к. происходит госсиполовое отравление.

Для птицеводства нужен низкогоссипольный шрот, в котором должно содержаться не более 0,01 % свободного госсипола и клет чатки не более 10%. В настоящее время масложировые предприятия начали серийный выпуск низкогоссипольного шрота с содержанием протеина не менее 46% и госсипола не более 0,01%. Однако, вопрос снижения содержания клетчатки остается открытим, т.к. масложиро вые предприятия, из-за недостатков технологии комплексной пере работки семян хлопчатника, выпускают шрот с содержанием клет чатки до 30%. В результате дефицит протеина в рационах птиц час тично устраняется путем нерационального использования дорого стоящих зерновых культур, в которых содержание белка в 3 раза ниже, чем в хлопковом шроте.

Таким образом, решение вопроса снижения клетчатки и полу чения высокобелковой хлопковой муки и шелухи улучшенным белко вым составом в условиях масложировых предприятий является ак туальным и экономически целесообразным мероприятием.

Масложировая промышленность Республики Узбекистан на данный момент состоит из 23-х крупных масложировых заводов, ко торые вырабатывают около 800 тыс.т хлопкового шрота, 250 тыс т.

из которого выпускается низкогоссипольным. Это дает возможность значительного улучшения кормовой базы, в том числе для птицевод ства.Низкогоссипольный шрот вырабатывается на основе патенто ванного способа [1].

Сущность технологии заключается в том, что в едином ком плексе решена задача, при которой максимальное обезвреживание свободного госсипола, снижение цветности и кислотности извлекае мых прессовых и экстракционных масел осуществляется как за счет воздействия карбамида, так и силиката натрия и каустической соды, входящих в состав многокомпонентного раствора, которым увлажня ется мятка перед жарением.

По разработанной технологии измельченную мятку перед жа рением обрабатывают силикатно-карбамидным раствором в количе стве до 2% от массы мятки. В составе раствора содержится до 10% карбамида, 1,0-2,0% силиката натрия и 0,2% каустической соды.

Вследствие такой обработки, за счет комплексного воздействия раствора в ходе жарения материала в жаровнях снижается содержа ние свободного госсипола в мезге за счет связывания с вышеуказан ными реагентами и в конечном итоге получается легкорафинируемое хлопковое масло и шрот с низким содержанием свободного госсипо ла (менее 0,01%).

Внедрение технологии с одной стороны - привело к улучшению качественных показателей выпускаемого шрота, повышению эффек тивности в животноводстве и птицеводстве, т.к. новый продукт ис пользуется как заменитель соевого шрота.

Однако, как показало практика, не смотря на свои преимущест ва, технология получения низкогоссипольного шрота не сможет ре шать проблемы кормления птиц, т.к. вследствие недостатков приме няемой техники и технологических узлов содержание клетчатки в шроте намного больше, чем допустимо для скармливания птиц.

Ранее проведенными исследованиями ученых определено ис чезновение свободного госсипола до следов при биоконверсии обычного хлопкового шрота с помощью полезных микробов как пе карские дрожжи или молочнокислые бактерии. Как известно, микроб ный синтез обеспечивает увеличение содержания белков в продукте, в том числе растворимой их фракции, проводя в легкоусвояемую форму. Микробы в процессе культивации разрушают структуру гос сипола, синтезируют белки, витамины и создают благоприятную ферментативную систему в среде.

Исходя из вышеуказанных, нами разработан метод биологиче ской переработки хлопкового шрота, который предусматривает полу чение в конце процесса биопродукт с влажностью до 12%.

В хлопковом биопродукте, полученном из тостированного шро та содержится до 15% больше белков, растворимая фракция которо го увеличивается от 55 до 70%. Содержание свободного госсипола уменьшается от 0,02 до 0,003% при обработки тостированного и до следов при обработки низкогоссипольного шрота. Помимо этого, вследствие предотвращения высоких температур, биопродукт со держит активную ферментативную систему, созданную при культи вации микроорганизмов. Применение такого корма в рационе живот ных и птиц улучшает их иммунитет, предотвращает развитие пато генных микроорганизмов, создавая в пищеварительном тракте бла гоприятную среду.

Литература 1. Патент РУз №IAP 03125. Технологии получения легкорафи нируемого хлопкового масла и низкогоссипольного шрота. /Ильясов А.Т., Салихов Ш.И., Серкаев К.П., Шарипов Н.Ш.

В.А. Алехин ТЕРМОПЕЧАТАЮЩИЕ ГОЛОВКИ ДЛЯ УСТРОЙСТВ РЕГИСТРАЦИИ ИНФОРМАЦИИ Московский государственный технический университет радиотехники, электроники и автоматики (МИРЭА) г. Москва, Россия Термопечатающие головки (ТПГ) являются электронными уст ройствами, выполненными на основе высоких технологий, и выпус каются ограниченным числом зарубежных фирм. Наиболее широкий ассортимент высококачественных ТПГ выпускают KYOCERACorpora tion (http://global.kyocera.com/) и ROHMCo. (http://www.rohm.com/), Ltd (Япония). Производителями ТПГ являются Toshiba (Япония) (http://www.hucoto.co.jp/), TDKCorporationofAmerica (США) (http://www.tdk.com/), Gulton (США) (http://www.gulton.com/), SHEC ShandongHualingElectronicsCo., Ltd (http://www.hec-itochu.com/) (со вместное предприятие Китая и Японии). Причем китайское предпри ятие внедряет производственные технологии от MitsubishiElectricCor poration (Япония). В России Государственный завод «Пульсар» (Мо сква) и ОАО «Восход» - КРЛЗ (Калуга) производят только ТПГ с узкой печатью для кассовых принтеров и простых принтеров этикеток. Для проектирования высококачественных термопринтеров (ТП) россий ским разработчикам придется выбирать импортные ТПГ японских или китайских производителей. Такой опыт разработки полутоновых видеопринтеров с использованием ТПГ японских компаний ROHMCo., Ltd и KYOCERACorporation имеется у автора статьи [1,2,3] В развитие классификации, сделанной в [1], мы будем класси фицировать ТПГ по совокупности признаков следующим образом:

По способу печати:

А1-линейные ТПГ, в которых термопечать производится по строчно линейкой нагревательных элементов (НЭ);

А2 - последова тельные ТПГ с малым количеством НЭ и последовательной печатью символов в строке (в настоящее время применяются мало).

По способу управления:

Б1-стандартные ТПГ с одним или несколькими одноразрядны ми входами данных;

Б2-интеллектуальные ТПГ (Intelligent) с одним или несколькими одноразрядными входами данных, содержащие специальные инте гральные схемы контроля “предыстории” печати и многоуровнего управления энергией нагрева каждого НЭ для качественной печати на больших скоростях.

Б3- полутоновые ТПГ со многими входами данных для видео принтеров и цветных принтеров.

По конструкции нагревательных элементов:

В1-толстопленочные ТПГ;

В2-тонкопленочные ТПГ;

В3-с пло ской глазурью;

В4- с частичной глазурью;

В5 – тонкой глазурью;

В6 – с двойной частичной глазурью;

В7 – с качественной глазурью;

В8 – с высококачественной глазурью;

В9 – с полной глазурью;

В10 – пло ские;

В11-с угловым расположением НЭ для печати на плоскости (угловой край);

В12- с торцевым расположением НЭ для печати на плоскости (прямой край).

По скорости печати:

Г1 - для медленной печати (25-50 мм/с);

Г2 - для средней ско рости печати (50-100мм/с);

Г3 - для высокой скорости печати (100 600 мм/с).

По напряжению питания нагревательных элементов:

Д1 – на высокое напряжение (24В);

Д2- на среднее напряжение (12В);

Д3 – низковольтные (3-4В).

По применению:

Е1 - для малых термопечатающих модулей (ТПМ) штрих-кодов, чеков, билетов в торговле, библиотеках, больницах, офисах;

Е2 – для портативных батарейных принтеров торговых пунктов (Pointof sale (POS) – терминалов) и штрих-кодовых систем;

Е3 – для факси мильных аппаратов;

Е4– последовательные ТПГ для печатающих машинок;

Е5 – скоростные ТПГ для печати штрих-кодов и маркировки продукции;

Е6 – высококачественные ТПГ для полутоновой и цвет ной печати цифровых фотографий;

Е7 – ТПГ с торцевым и угловым расположением нагревательных элементов для печати на твердых пластиковых материалах (банковские карточки, удостоверения лич ности);

Е8 – для цифровых копировальных аппаратов и графических плоттеров с термопечатью;

Е9 – для принтеров игровых и торговых автоматов.

Типовая конструкция линейных ТПГ (А1) показана на рис. 1.

ТПГ имеет алюминиевую пластину теплоотвода, керамическую под ложку, слой глазури (у качественных ТПГ), линию нагревательных элементов (НЭ), печатную плату с интегральными схемами (ИС) управления, разъем, крышку, которая защищает ИС и печатную пла ту от повреждений. Прижимной вал термопечатающего модуля диа метром d прижимает термочувствительный материал к линии рези сторов и перемещает его.

В настоящее время для разных применений используют три ос новные технологии термопечати: 1) прямую термопечать (ПТ) на термочувствительную бумагу (ТБ) (DirectPrinting) (Е1, Е2, Е3, Е4, Е5, Е8, Е9);

2) термоперенос расплавленного красителя (ТПРК) на осно ве воска с красящей ленты на приемную бумагу (Wax Thermal Transfer) (Е2, Е5, Е7, Е8, Е9);

3) термоперенос сублимационного кра сителя (ТПСК) с донорской красящей ленты на акцепторную прием ную бумагу (SublimationDyeThermalTransferPrinting) (Е6, Е7). В моно хромных ТП с термопереносом применяют монохромный черный плавкий или сублимационный краситель. В цветных ТП применяют трехцветную или четырехцветную пленку с плавким или сублимаци онным красителем.

Рис. 1. Конструкция термопечатающей головки Рис. 2. Конструкция нагревательных элементов По конструкции нагревательных элементов ТПГ делятся на два класса: толстопленочные ТПГ (В1) и тонкопленочные ТПГ (В2). В толстопленочных ТПГ (рис. 2а) общий алюминевый электрод и управляющие электроды, подключенный к интегральным схемам драйверов, образуют встречно-штыревую структуру. Шаг электродов Dp (dotpitch). Нагревателем служит толстопленочный резистор, на несенный поперек электродов вдоль всей линии нагревательных элементов. На общий электрод подается напряжение питания нагре вателей VH. Драйверы подключают управляющие электроды к «зем ле». При этом два участка нагревателя формируют точку печати.

В тонкопленочной ТПГ (рис. 2б) нагревателем служит тонкоп леночный резистор, на который нанесены общий электрод и управ ляющие электроды, подключенные к драйверам. Точка печати фор мируется одним нагревательным элементом. На рис. 2в показана новая конструкция U-электродов фирмы Toshiba, в которой точка печатается двумя НЭ. Стрелками показано направление токов.

Для повышения качества и скорости термопечати и снижения энергетических затрат необходимо обеспечивать наилучший контакт НЭ с термочувствительным материалом. Это достигается совершен ствованием технологии изготовления глазури и НЭ (применение ультра-вакуумного оборудования для ионного распыления, физиче ского и химического осаждения тонких пленок из паровой фазы) и новых конструкций ТПГ.

Обычные ТПГ с плоской глазурью (flatglaze), класс В3 (рис. 3а) могут работать с гибкими материалами (термобумагой и красящими лентами), имеют конструктивные ограничения диаметра ведущего вала (как правило, не более 20 мм). Керамическая подложка покрыта плоским слоем глазури, на которой размещены электроды и рези стивные нагревательные элементы, покрытые сверху защитным по крытием. Электроды подключены к общей шине и к драйверам.

Энергетические характеристики таких ТПГ невысокие и определяют ся мощностью печати одной точки Po (Вт/точка) при заданных цикле печати Тц, длительности импульса печати Тимп и оптической плотно сти отпечатка D (как правило, D=1). Энергия печати точки Eo=PoTц составляет для ТПГ с плоской глазурью 0,2 мДж/точка.

Улучшение характеристик было достигнуто в ТПГ с частичной глазурью (partialglaze), класс В4 (рис. 3б). Такая ТПГ была запатен тована в 1990 году. В классе В4 глазурь 2 выполнена в виде бугорка и частично покрывает керамическую пластину. Выпуклый бугорок, на котором расположены нагревательные элементы, имеет лучший кон такт с термочувствительным материалом и обеспечивает хорошие энергетические характеристики и высокое качество печати.

А. Плоская глазурь Б. Частичная глазурь В. Тонкая глазурь Г. Двойная глазурь Д. Качественная (острая) глазурь Е. Суперглазурь Ж. Полная глазурь Рис. 3. Варианты конструкции нагревательных элементов К 1999 году появились новые классы ТПГ. Класс В5 с тонкой глазурью (рис. 3в) имеет меньший объем глазури по сравнению с классом В4. Это обеспечивает более эффективный отвод тепла в подложку и сохраняет меньше тепла к моменту печати следующей линии. Тонкая глазурь увеличивает пределы скорости печати до зна чений, при которых уже требуется контроль истории печати. ТПГ класса В5 используют для повышения скорости печати штрих-кодов и этикеток. Класс В6 с двойной частичной глазурью (рис. 3г) имеет дополнительную выпуклость непосредственно на линии НЭ, что обеспечивает дополнительное парциальное давление на термочув ствительный материал и повышает эффективность теплопередачи.

Такие ТПГ применяют для черно-белой печати в батарейных термо принтерах. Класс В7 с качественной глазурью (другой название – с «острой глазурью») имеет узкую кромку глазури на более широком основании (рис.3д). Кромка имеет такой малый радиус кривизны, что соседние электроды не касаются материала, а ведущий вал давит на поверхность НЭ. В результате достигается более высокое давление, лучшая теплопередача в материал и более четкая печать точек.

Кромка должна быть чрезвычайно прямой, так чтобы все НЭ находи лись на ее вершине на одной и той же высоте вдоль всей ТПГ. Каче ственная глазурь относительно высока и замедляет отвод тепла че рез керамическую пластину. ТПГ класса В7 применяют для печати цветных цифровых фотографий и полутоновых изображений.

К настоящему времени добавились еще два класса конструкций глазури. В классе В8 – высококачественная глазурь (superfineglaze) (рис. 3е) линия НЭ формируется на вершине выпуклой части слоя глазури, который покрывает всю поверхность керамической пласти ны. Точная выпуклая форма глазури и большая гибкость при выборе ее толщины позволяет ТПГ класса В8 перекрыть широкий диапазон требований по скорости печати, высокому качеству и тепловой эф фективности.

Класс В9 –полная глазурь (fullglaze) (рис. 3ж) является усовер шенствованной конструкцией, в которой глазурь покрывает всю по верхность керамической пластины как в ТПГ с плоской глазурью класса В3. При этом обеспечивается широкий выбор толщины глазу ри для оптимального управления теплотой, чтобы создать лучшее качество отпечатка при любых требованиях скорости печати.

Плоские ТПГ класса В10 (рис. 1) используют для печати на гиб ких материалах (термобумага). При этом ограничения на диаметр прижимного вала (не более 12 - 20 мм) обусловлены возможным ка санием крышки ТПГ.

Для печати на плоских твердых материалах (пластиковые кар ты, акцепторные приемные листы для цветной печати) разработаны ТПГ с угловым (Corner edgetype) (класс В11) (рис. 4а) и торцевым (Trueedgetype) (класс В12) (рис. 4б) расположением НЭ. Диаметр ведущего вала может составлять 50 мм.

Рис. 4. Конструкции ТПГ с угловым (а) и торцевым (б) расположением нагревательных элементов Для портативных термопринтеров выпускаются низковольтные ТПГ класса Е1 без теплоотвода. Керамическая пластина устанавли вается непосредственно на держатель ТПМ. Ведущий вал в таких ТПМ не превышает 10 мм.

Ведущие производители ТПГ успешно решили задачи повыше ния качества и скорости печати, надежности и энергетической эф фективности ТПГ. KYOCERACorporation производит преимуществен но тонкопленочные ТПГ. Каждый нагревательный элемент выполнен из чрезвычайно тонкого керамического материала, имеет точную прямоугольную форму, плотный контакт с термочувствительным ма териалом, изменение температуры к середине слоя очень незначи тельное. Тонкопленочный нагреватель имеет лучший тепловой от клик по сравнению с толстопленочными нагревателями. Оптимизи руя размеры и форму глазури, можно увеличить скорость печати (класс применения Е5). Надежность ТПГ определяется стабильно стью сопротивления НЭ, качеством защитного покрытия, снижающе го истирание ТПГ. В качестве защитного покрытия используется тон кая пленка алмазоподобного углерода, выдерживающая печать км термочувствительного материала. Количество циклов печати дос тигает 100 миллионов.

Высококачественные ТПГ для цветной печати цифровых фото графий (класс Е6) имеют строгие ограничения по разбросу сопротив ления НЭ, особенно соседних, вызывающих заметную полосатую структуру изображения (не более +/- 1,5%). В тонкопленочных ТПГ применяют специальные технологии компенсации неоднородности сопротивления НЭ и оптической плотности отпечатка.

Toshiba производит высококачественные тонкопленочные ТПГ для печати штрих-кодов, полутоновых и цветных изображений. Раз работана новая конструкция U – электродов (рис. 2в), в которой об щий электрод разделен на секции по числу драйверов. При этом снижается ток в общем электроде, каждая точка печатается двумя нагревателями, линия НЭ приближается к краю ТПГ. Улучшается равномерность температуры на поверхности НЭ. Такие ТПГ реко мендуются для цветной печати по технологии ТПРК и ТПСК. Для улучшения теплового контакта ТПГ с термочувствительным мате риалом Toshiba выполняет полировку канавки над нагревательными элементами в ТПГ классов А1Б123В23459.

Рассмотрим схемы управления линейными ТПГ. Стандартная ТПГ класса А1Б1 содержит один или несколько последовательно параллельных сдвиговых регистров с входами данных, тактовым входом, параллельно-параллельный регистр хранения, буферные усилители со стробами управления, нагревательные резисторы, под ключенные к общей шине питания нагревателей. Термистор служит для контроля температуры алюминиевого теплоотвода. Регистры и буферы выполнены на кристаллах интегральных схем (ИС), имею щих не менее 64 выходов. Сигналы стробов включают те буферные усилители, которые соответствуют темным точкам строки. Длитель ность импульса печати Tимп определяется требуемой энергией печа ти точки Eo (мДж/точка) и подведенной к НЭ мощностью Po (Вт/точка). Количество стробов зависит от максимального допустимо го числа точек, которые можно печатать одновременно, что ограни чено максимальным током печати (обычно не более 10А). Так, на пример, при сопротивлении НЭ равном 1200 Ом, напряжении VH =24В, количестве НЭ равном 1280 одновременное включение всех НЭ требует ток 25,6А.

При скоростной термопечати, когда время цикла печати Тц ме нее 3 мс, в стандартной ТПГ происходит накапливание тепла и по вышение температуры НЭ при печати нескольких черных фрагмен тов подряд, а также за счет печати смежных фрагментов. Появляют ся дефекты изображения и снижается контраст краев. Поэтому для повышения качества печати (в частности, штрих-кодов) в скоростных термопринтерах применяют, так называемые, интеллектуальные термопечатающие головки с «контролем истории» (Historycontrol HC). В интеллектуальных ТПГ контроль истории может выполняться внутренними интегральными схемами контроля (ControlIC) или во внешнем процессоре, управляющем печать. Температура печати стабилизируется.

За последнее десятилетие термопринтеры заняли лидирующие позиции в торговом и кассовом оборудовании, штрих-кодировании, печати билетов, банковских карт, удостоверений. Широкое распро странение находят полутоновые и цветные фотопринтеры. В на стоящее время достигнуты следующие параметры: плотность печати 24 точки/мм, скорость печати 600 мм/с, минимальное напряжение питания нагревателей 3В, стойкость к истиранию 150 км термобума ги, количество циклов печати 100 млн.

Развитие отечественного приборостроения несомненно потре бует применения высококачественных импортных комплектующих.

Мы надеемся, что эта статья поможет разработчикам создать новые приборы, соответствующие мировому уровню развития техники.

Литература 1. Алехин В.А. Термопечатающие головки для устройств реги страции информации// Приборы и системы управления. 1999. №6. С.

55-59.

2. Алехин В.А., Парамонов В.Д. Термографические видеоприн теры// Приборы и системы управления. 1991. №8. С. 30-33.

3. Алехин В.А., Кузнецов В.В., Парамонов В.Д. Полутоновой термографический видеопринтер// Приборы и системы управления.

1992. №8. С. 38-39.

4. Алехин В.А., Кузнецов В.В., Парамонов В.Д.Устройство реги страции статических телевизионных изображений. Патент РФ N2054818,20.02.96. Опубл. БИ N 5, Связь с автором: alekhin@mirea.ru В.В. Артюхин, С.А. Тергеусизова СДЕРЖИВАЮЩИЕ ФАКТОРЫ ВНЕДРЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ POWERLINE COMMUNICATIONS Алматинский университет энергетики и связи г. Алматы, Казахстан Технология PLC (Power Line Communications - коммуникации по силовым линиям), также называемая PLT (Power Line Telecoms), является проводной технологией, направленной на использование кабельной инфраструктуры силовых электросетей для организации высокоскоростной передачи данных и голоса. В зависимости от скорости передачи делится на широкополосную (ВPL) со скоростью более 1 Мбит/с и узкополосную (NPL).

Сеть может передавать голос и данные, накладывая аналого вый сигнал поверх стандартного переменного тока частотой 50 Гц или 60 Гц. PLC включает BPL (англ. Broadband over Power Lines — широкополосная передача через линии электропередачи), обеспечи вающий передачу данных со скоростью более 1 Мбит/с, и NPL (англ. Narrowband over Power Lines — узкополосная передача через линии электропередачи) со значительно меньшими скоростями пе редачи данных.

Электропроводка — совсем не простая среда для передачи данных, поскольку ее качественные показатели подвержены флук туациям. Впрочем, за последние годы производителям оборудова ния удалось найти способы преодоления большинства барьеров на пути передачи цифровых данных по бытовой электросети.

Одна из основных проблем связана с большим затуханием сиг налов на определенных частотах, что ведет к потере данных. Чтобы избежать этого, применяемый метод предусматривает динамическое включение и выключение передачи сигнала (dynamically turning off and on data-carrying signals). Устройство PLC осуществляет постоян ный мониторинг канала передачи с целью выявления проблемного участка спектра, на котором превышен порог затухания. При его об наружении использование соответствующих частот прекращается до восстановления нормального значения затухания. Так удается обеспечить электромагнитную совместимость и избежать взаимного влияния между основными источниками сигнала.

Решение проблемы помехоустойчивости стало возможным с появлением цифровых сигнальных процессоров DSP, позволив ших, в частности, реализовать метод мультиплексирования с ор тогональным разделением частот (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM). Он взят на вооружение практически всеми про изводителями PLC. Суть его в том, что основной сигнал разбивается на несколько составляющих, каждая передается на собственной час тоте с компенсацией помех. На выходе из этих составляющих фор мируется суммарный результирующий сигнал. В бытовой электросе ти большое влияние на передачу сигнала оказывают краткосрочные импульсные помехи (до 1 мкс), источниками которых могут служить пусковые токи мощных бытовых электроприборов с электрическими двигателями (лампы дневного света, микроволновые печи, электро дрели, компрессоры холодильников). Достоинство технологии PLC заключается в том, что при разрыве соединения вследствие помех его можно быстро восстановить. Впрочем, сеть PLC и сама может влиять на работу бытовых устройств (радиоприемников и телевизоров), однако лишь в том случае, если они располагаются на расстоянии менее 30—40 см от электропроводки. В нашей стране внедрению технологии PLC препятствует и использование алюминия в качестве материала проводящей среды, а также неоднородность среды передачи (например, скрутка «алюминий-медь»). Алюминий обладает худшей по сравнению с медью электропроводностью в результате затухание сигнала довольно велико. В последние годы PLC развивалась весьма успешно. Технология интенсивно совер шенствуется, поэтому уязвимых мест становится все меньше. Если в спецификации HomePlug 1.0 базовая скорость передачи данных по бытовой электропроводке внутри помещений составляла 14 Мбит/с, то сегодня оборудование PLC способно обеспечить ско рость подключения здания к Internet до 200 Мбит/с, при этом сфера его применения не ограничивается рамками внутреннего использо вания. Основываясь на опыте развертывания сетей PLC в нескольких российских городах, специалисты компании «Электро Ком» указывают, что скорость доступа у абонента сильно варьирует ся в зависимости от структуры и качества электропроводки в доме и квартире.

Отечественные линии электропередачи отличаются высоким уровнем шумов, быстрым затуханием высокочастотного сигнала, с помощью которого осуществляется передача данных, а также из менениями ее параметров во времени. Развертыванию сетей PLC зачастую препятствует физический износ электропроводящей среды в эксплуатируемых зданиях: на искрящей проводке непросто добить ся приемлемых скоростей. Как отмечает Михаил Айзман, вице президент «Электро-Ком», индивидуальная скорость подключения абонента по сети PLC иногда не превышает 100 Кбит/с, а причиной тому могут стать плохие контакты, оголенные провода, незатянутые винты — все это вносит дополнительные помехи для сигнала PLC.

Поэтому до запуска сети PLC в коммерческую эксплуатацию жела тельно протестировать ее в реальных условиях.

Р.В. Беляевский ЭКОНОМИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ УПРАВЛЕНИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТЬЮ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ Кузбасский государственный технический университет им. Т.Ф. Горбачева г. Кемерово, Россия Реактивная мощность, наряду с напряжением и частотой, явля ется одним из основных параметров энергосистемы.Она служит для создания переменных магнитных полей в индуктивных приемниках электроэнергии, непрерывно циркулируя между источником и по требляющими ее электроприемниками. При этом реактивная мощ ность оказывает существенное влияние на режим напряжения в энергосистеме.При нарушении баланса реактивной мощности, ко гдавырабатываемая реактивная мощность становится больше по требляемой, напряжение в узлах сети возрастает,а при дефиците реактивной мощности – снижается, следствием чего может быть на рушение устойчивости нагрузки. Кроме того, передача реактивной мощности по сети приводитк увеличению потерь электроэнергии, снижению ее качества, уменьшению пропускной способности линий электропередачи и трансформаторов и т. д.

Поэтому актуальной задачей является рациональное управле ние реактивной мощностью в электрических сетях. Для этого исполь зуются компенсирующие устройства – технические средства, уста навливаемые в определенных узлах сети и осуществляющие регу лирование вырабатываемой (потребляемой) реактивной мощности в зависимости от требований нагрузки. Однако сегодня, в условиях рыночных отношений, очевидно, что помимо технических средств, важную роль в процессе рационального управления реактивной мощностьюдолжны играть также экономические механизмы.

В настоящее время данные механизмы, включающие в себя, прежде всего, взаимоотношения энергоснабжающих организаций и потребителей электроэнергии в части потребленияи генерации реак тивной мощности,определены действующей нормативной докумен тацией. Так, в соответствии с [1] потребители электроэнергии долж ны соблюдать соотношения потребления активной и реактивной мощности (tg), определенные в договоре энергоснабжения. В слу чае несоблюдения указанных соотношений потребитель должен ус тановить компенсирующие устройства либо оплачивать услуги по передаче электрической энергии с учетом повышающего коэффици ента к тарифу. В случае участия потребителя по соглашению с сете вой организацией в регулировании реактивной мощности к стоимо сти услуг по передаче электрической энергии применяется пони жающий коэффициент.

Вместе с тем, анализ существующих на сегодняшний день в РФ экономических механизмов управления реактивной мощностью пока зал, что данные механизмы нуждаются в серьезном совершенство вании [2]. В частности, это связано с тем, что установленные значе ния tg и повышающие (понижающие) коэффициенты к тарифам на электроэнергию не являются результатом строгого расчета затрат энергоснабжающих организаций и потребителей электроэнергии на передачу реактивной мощности, хотя эти затраты принимались во внимание при определении численных значений коэффициентов [3].

Очевидно, что при значениях коэффициентов, не окупающих затраты на компенсирующие устройства, плата за реактивную мощность пре вращается в дополнительную прибыль в пользу энергоснабжающих организаций, т. к. потребителям выгоднее платить за реактивную мощность, чем устанавливать компенсирующие устройства. Кроме того, в нормативных документах не установлены количественные критерии существенности влияния потребителей на режим работы энергосистемы и необходимости установки компенсирующих уст ройств. Не определены и экономические механизмы действий по требителей в часы малых нагрузок электрической сети, поскольку в этом случае потребителям также целесообразнее потреблять реак тивную мощность из сети энергоснабжающей организации, чем уста навливать компенсирующие устройства.

Задача же заключается в том, чтобы компенсирующие устрой ства были установлены, и при этом поддерживался оптимальный режим работы электрической сети, а потребитель не платил за избы точное потребление реактивной мощности. Достичь этого можно только путем модернизации существующей нормативно-правовой базы, которая должна осуществляться в соответствии с рыночными принципами и учитывать взаимные интересы энергоснабжающих организаций и потребителей электроэнергии. При этом обязательст ва сторон в части потребления и генерации реактивной мощности должны быть строго определены в договорах энергоснабжения. Со вершенствование экономических механизмовуправления реактивной мощностью позволит определить экономически целесообразные значения и технические пределы ее потребления и генерации и бу дет способствовать повышению энергоэффективности электросете вого комплекса.

Литература 1. Правила недискриминационного доступа к услугам по пере даче электрической энергии и оказания этих услуг: утв. Постановле нием Правительства РФ от 27.12.2004 № 861 (в ред. Постановления Правительства РФ от 21.03.2007 № 168).

2. Ефременко В.М., Беляевский Р.В. О совершенствовании ме ханизмов взаимоотношений энергоснабжающих организаций и по требителей в области компенсации реактивной мощности / Вестн.

Кузбасского гос. тех. унив. – 2012. – № 2. – С. 59-62.

3. Железко Ю.С. Новые нормативные документы, определяю щие взаимоотношения сетевых организаций и покупателей электро энергии в части условий потребления реактивной мощности / Про мышленная энергетика. – 2008. – № 8. – С. 2-6.

Связь с автором: belaevsky@mail.ru О.А. Буймистрова, И.С. Кущева, М.В. Манькова, Е.С. Хухрянская АВТОМАТИЗАЦИЯ ПАРКЕТНЫХ РАБОТ Воронежская государственная лесотехническая академия г. Воронеж, Россия Паркетные полы являются традиционным способом художествен ной отделки пола в помещениях, такая отделка подходит к любому ин терьеру, и ее можно комбинировать с другими материалами.

В период 2008-2011 гг. наблюдается изменение в структуре по требления паркета по типам продукции: сокращается доля штучного паркета и увеличивается доля паркетной доски (в основном импортного производства). В настоящее время на долю штучного паркета отечест венного производства приходится более 37% рынка [1].

Крупнейшими компаниями-дистрибьютерами, занимающимися паркетом на российском рынке являются «Паркет Холл», «Дом Парке та», «Мир паркета» и «Паркет дизайн». Кроме продажи «Паркет Холл»

занимается изготовлением художественного паркета, а «Паркет дизайн»

имеет собственные производственные мощности.

Все фирмы, так или иначе занимающиеся сознанием паркетного напольного покрытия можно условно разделить на две категории. Пер вые имеют обширную базу осуществленных проектов, из которых заказ чик выбирает типовое решение с небольшими изменениями, и они ори ентированы на выпуск и настил дорогого штучного и наборного паркета.

Вторые ориентируются на среднего покупателя и применяют так назы ваемую модульную сборку пола, когда паркет выпускается в виде гото вых прямоугольных (квадратных) блоков раппортов укладки. Конструк ция модульных элементов позволяет «вживлять» их в орнамент штучно го паркета, сочетать художественные элементы со стандартными уклад ками и облегчать проектирование пола изотетичных помещений. В обо их случаях всякое изменение типового варианта влечет к дополнитель ным затратам.

Укладка штучного паркета является трудоемким процессом, тре бующим высокой квалификации персонала, поэтому целесообразно использовать автоматизированную систему проектирования (САПР) паркетных работ «Мозаика», которая позволяет объединить и согласо вать существующие разрозненные системы российских и зарубежных стандартов на паркетную продукцию [2].

В России сегодня по действующему ГОСТу 862.1-85 «Паркет штучный. Технические условия» паркетные планки подразделяются на две марки: «А» (высшая категория) и «Б». Стандарт Германии (DIN 280, Teil 1) предусматривает три группы качества (от высшего к низшему):

Natur (N), Gestreift (G) и Rustical (R). В частности Natur предполагает от сутствие заболони, резких изменений окраски и нерегулярности струк туры. Допускаются одиночные здоровые сучки: темные диаметром до мм и светлые – до 8 мм. Стандарт Австрии (D3000, Teil 2) вводит допол нительно более высокую категорию Exwisit (E) – улучшенное качество.

Такое многообразие критериев создает проблему согласования качест вапаркетных ресурсов, поставляемых из разных регионов. Использова ние динамической базы данных, включающей следующие библиотеки:

элементов, материалов и укладок, - дает возможность не только сохра нить полученное художественное решение, но и осуществить на этапе проектирования контроль соответствия стандартам.

Подсистема САПР формирования укладки состоит в равномерном заполнении проектируемого объема однородными фрагментами (рап портами) и содержит некоторый набор типовых задач с возможностью модифицирования любого элемента под требующиеся исходные вели чины:

– генерация окна видимости, соответствующего конфигурации проектируемого помещения [3];

– выбор орнамента напольного покрытия;

– выбор технологии укладки;

– выбор и расчет количества необходимого материала.

Решение данных задач предполагает ресурсные затраты на рас смотрение всех допустимых вариантов, большинство из которых далее не используется. Для упрощения этих этапов в автоматизированной системе проектирования паркетных работ используется подсистема геометрического моделирования, дающая визуализацию общего худо жественного решения с расчетом оптимального объема расходуемого материала. Входными параметрами являются: тип, конфигурация по мещения;

размеры паркетной клепки;

угол наклона рисунка и нали чие/отсутствие фриза.

Система поддержки принятия решений предназначена для оценки возможных вариантов и поиска стратегии оптимального управления, и позволяет рассмотреть возможные способы укладки с визуализацией по каждому предлагаемому методу и произвести выбор наилучшего реше ния.

Определение количества расходуемого материала особенно важ но при нетрадиционном подходе к оформлению интерьера т.к. извест ные в настоящее время методы укладки (шахматный, «плавающий») целесообразно использовать лишь для типовых укладок на изотетичных площадях. Стандартно данная величина определяется согласно общей методике, учитывающей размер проектируемого помещения и коэффи циент запаса материала kz, который зависит от типа укладки. Различают укладки:

– без изменения стандартных параметров плашки (kz =5%);

– требующие нарезки клепок под прямым углом (kz = 20%);

– использующие сочленение паркетных планок под углом, отлич ным от прямого (kz = 40%).

Применение САПР для минимизации отходов (количества мате риала) позволяет расположить паркетный рисунок, чтобы обеспечить минимум обрезки ламелей, а также применить части нецелых планок в дальнейшем комплексе работ по настилу пола.

Наглядность получаемых результатов позволяет оценить все дос тоинства выбранной укладки, исходя из общего стиля интерьера проек тируемого помещения, и дает возможность составить оптимальный план раскладки паркетных планок. При этом учитывается: неизотетич ность помещений;

сложность мозаичных и орнаментальных рисунков из нескольких типов базовых деталей различной текстуры;

расположение оконных и дверных проемов, батарей отопления;

треугольные про странства, которые образуются в пристенных и прифризовых рядах и т.д.

Критериями оптимизации являются: минимизации отходов, макси мизация целых плашек, эргономические показатели. Расчет требуемого материала в этом случае будет получаться наиболее точным.

Для апробации алгоритма были рассмотрены несколько стандарт ных вариантов простой укладки паркета: палубный, елка, вьетнамка, – при разной величине помещения. При этом рассчитанный объем тре буемого материала оказался меньше на 1,5 7,2% от традиционно рас считываемого, верхняя граница относится к большей разнице длины и ширины помещения.

Литература 1. Маркетинговое исследование. Рынок паркета. Февраль ресурс]. Режим доступа.

[Электронный / – URL:http://www.indexbox.ru/sale_reports/?research_id= 2. Хухрянская, Е.С. Математическое обеспечение САПР паркетных работ [Текст] / Е.С. Хухрянская, И.С. Кущева // Информационные и управляющие системы в пищевой и химической промышленности: ма тер. междунар. науч.-практ. конф. / Воронеж.гос. технол. акад. – Воро неж: ВГТА, 2009. – С. 209-212.

3. Хухрянская, Е.С. Унифицированное описание модели входного объекта для САПР паркетных работ [Текст] / Е.С. Хухрянская, В.Н. Ха рин, И.С. Кущева // Системы управления и информационные техноло гии. – 2006. – №3 – с.92 – 96.

Связь с автором: oksana_buymistrova@mail.ru В.Г. Дегтярев, Н.В. Коженко УСОВЕРШЕНСТВОАНИЕ МЕТОДА КОМПЛЕКСНОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ Кубанский государственный аграрный университет г. Краснодар, Россия В настоящее время в нашей стране большая часть жилых зда ний и производственных сооружений имеет значительный мораль ный и физический износ. К ним можно отнести жилые дома, постро енные не только в 50 - 70-е года, но и сравнительно недавние по стройки, которые, в силу конструктивно-технологических особенно стей возведения, технологических процессов, эксплуатируются в неблагоприятных условиях и подвержены воздействию агрессивных сред, которые и вызывают различные повреждения основных конст руктивных элементов.

К решению данного вопроса в настоящее время разработано большое количество государственных стандартов, инструкций и ре комендаций по обследованию зданий и сооружений. Однако практи чески отсутствуют работы, охватывающие весь комплекс вопросов, связанных с обследованиями, как отдельных конструкций, так и зда ний в целом. Литература по современным методам обследований зданий крайне ограничена, а описанные в ней алгоритмы, если рас сматривать их по отдельности, нельзя сказать, что они правильные, что соответственно приводит к ошибкам.Алгоритм считается пра вильным, если он отвечает требованиям задачи (например, даёт физически правдоподобный результат) и не правильным, если со держит ошибки, если для некоторых исходных данных он даёт не правильные результаты, сбои, отказы или не даёт никаких результа тов вообще.

В результате проведенного анализа существующих методик нами был разработан алгоритм (см. рис.1) комплексного обследова ния зданий, включающий все необходимые стадии. Комплексное обследование несущих конструкций и всего здания или сооружения в целом имеет главную цель — определить действительное техниче ское состояние конструкций, их способность воспринимать дейст вующие в данный период расчетные нагрузки и обеспечивать нор мальную эксплуатацию здания, спрогнозировать дальнейшее пове дение конструктива здания или сооружения по средствам построения математической модели основанной на результатах комплексного обследования (с применением приборов неразрушающего контроля) и методе конечных элементов.

Предлагаемый нами алгоритм предполагает существование начальных (входящих) данных и в результате работы приводит к получению определенного результата. Работа алгоритма происходит путем выполнения последовательности некоторых элементарных действий. Эти действия называют шагами, а процесс их выполнения называют алгоритмическим процессом. Начальными данными в на шем алгоритме служит «Ознакомление с документацией объекта» что подразумевает под собой сбор и анализ проектной и не только документации по интересуемому объекту и составление плана работ по обследованию. Следующий шаг «Визуальное обследование»

включающее полный осмотр объекта на предмет обнаружения види мых дефектов с применением фотофиксации и приборов, не тре бующих специальных знаний. Далее следует произвести анализ по лученных данных в результате данного вида обследования, что так же является отдельным шагом (стадией) в данном алгоритме. Ста дия «Инструментального обследования» подразумевает под собой выявление дефектов, их качества и количества по средствам прибо ров требующих специальных знаний. По окончании данной стадии следует другая – «Анализ полученных данных». Стадия «Работы индивидуального характера» - не всегда присутствует в алгоритме, все зависит от специфики объекта и места его расположения (на пример: мероприятия по укреплению склона на котором располага ется объект).

Комплексное обследование Ознакомление с документацией объекта Методы неразрушающего контроля Визуальное обследование Инструментальное обследование Работы индивидуаль ного характера Обработка полученных данных в программ Анализ полученных данных Анализ полученных данных ных продуктах Параметры энергоэффек Е, р, деформации тивности Анализ полученных данных Прогнозирование Математическое моделирование Анализ полученных данных Комплексный анализ результатов Рис. 1. Алгоритм комплексного обследования При помощи приборов неразрушающего контроля и сопровож дающих их программных продуктов получаем данные «Е» (модуль упругости) и «р» (плотность бетона), а при помощи тахеометра – «l»

(один из видов деформации),через стадию «Обработка полученных данных в программных продуктах». Эти данные вводятся в следую щем шаге «Математическое моделирование», который включает в себя разработку и расчет математической модели обследуемого объекта по результатам полученных данных в натуре.

После обработки данных, наступает стадия «Прогнозирова ния»в которой объединяются все полученные данные в результате построения и расчета математической модели, а также данные не участвующие в построении модели, но имеющие не мало важную значимость для оценки общего состояния конструктива. Далее сле дует стадия «Анализ полученных данных» для всей полученной ин формации по стадии «Методы неразрушающего контроля».

Параллельно стадии «Математического моделирования» про ходит стадия обработки данных энергоэффективности (в соответст вующих программных продуктах), полученных с приборов неразру шающего контроля также не участвующих в построении математиче ской модели, но несущих в себе информативность другого не мало важного характера. Данная стадия также не всегда применима, ис ходя из востребованности на сегодняшний день в основном в харак теристиках несущей способности и деформативности зданий и со оружений.

В конечном итоге все результаты полученные нами по четырем стадиям «Анализ полученных данных» комплексно рассматриваются в следующем шаге «Комплексный анализ результатов», в котором прослеживается влияние друг на друга полученных результатов, со стояние конструктива объекта как по отдельности, так и в целом, а также даются рекомендации по усилению, сносу, реконструкции, ка питальному ремонту объекта и т.п.

Разработанный нами алгоритм позволяет получить наиболее полную и точную информацию о фактическом состоянии обследуе мого объекта по сравнению с традиционными методами обследова ния. Также еще одно преимущество данного алгоритма заключается в том, что он позволяет прогнозировать дальнейшее поведение кон структива здания, как до его реконструкции, так и после на основе математического моделирования и методов неразрушающего кон троля.

Литература 1. МДС 13-20.2004 «Комплексная методика по обследованию и энергоаудиту реконструируемых зданий», Москва 2004г.

2. АО «ЦНИИПРОМЗДАНИЙ» Пособие по обследованию строи тельных конструкций зданий, Москва – 3. МРР-2.2.07-98 «Методика проведения обследований зданий и сооружений при их реконструкции и перепланировке», Москва 1998г.

Связь с автором: er.folg@mail.ru А.А. Ержан, З.К. Куралбаев АКТИВНЫЕ ФИЛЬТРЫ С ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ СОПРОТИВЛЕНИЯ И ИХ АНАЛИЗ Казахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаева г. Алматы, Казахстан Доклад посвящен анализу фильтров с преобразователями со противления. Известно, что в настоящее время преобразователи сопротивления широко используются для реализации безиндуктивных фильтров [1]. Особый практический интерес представляют преобразователи сопротивления на интегральных операционных усилителях. Известны различные схемы таких преобразователей и фильтров.

Актуальными являются исследования и реализации преобразователей сопротивления на операционных усилителях (ОУ), позволяющие получить высокостабильные схемы фильтров.

Для построения активных RC – фильтров могут быть использо ваны различные преобразователи сопротивления на ОУ (гираторы, мутаторы, четырехполюсники, реализующие частотно-зависимые отрицательные сопротивления). Применение частотно-зависимых отрицательных сопротивлений уменьшает необходимое число опе рационных усилителей для безиндуктивной реализации низкочастот ных и полосовых фильтров. Эти фильтры имеют весьма низкую чув ствительность к изменению параметров схемы.

В любой L,R,C- схеме можно смоделировать индуктивность с помощью гираторов, мутаторов [2] и емкостей.

Идеальный гиратор представляет собой четырехполюсник, описываемый уравнениями u1 = Ri2 ;

u2 = Ri1;

(1) где R = – вещественная постоянная, называемая сопротивлением q гирации (соответственно проводимость гирации).


Если к выходным зажимам гиратора присоединить нагрузку с сопротивлением ZH, то входное сопротиление R Zвх =. (2) ZH Следовательно, гиратор обладает свойством инвертирования иммитанса. Так, идеальный гиратор, нагруженный емкостью С, эквивалентен индуктивности.

Гираторное полосовое звено на двух ОУ имеет стабильность частотных характеристик не хуже, чем звенья на трех ОУ при одина ковом числе емкостей и меньшем числе резисторов. Гираторное по лосовое звено второго порядка можно видоизменить, чтобы получить звенья второго порядка для фильтров низких частот (ФНЧ) и фильтров высоких частот (ФВЧ).Необходимо отметить, что в гира торных звеньях имеется возможность независимой регулировки ос новных параметров путем увеличения сопротивлений резисторов.

Схема отвечает требованиям технологии изготовления интегральных схем. Это позволяет сделать вывод о перспективности использова ния гираторного звена в качестве унифицированного блока для по строения активныхRC-фильтров.

Для синтеза линейных цепей могут применяться мутаторы [2], в частности, L-R-мутатор преобразует сопротивление. Продольная незаземленная индуктивность, физически реализуемая при помощи мутаторов, будет иметь хорошее качество лишь при весьма тща тельном согласовании параметров обоих мутаторов. Требования к согласованию мутаторов аналогичны требованиям к согласованию параметров заземленных гираторов, реализующих незаземленную индуктивность.

Поэтому рассматриваемые преобразователи сопротивления могут быть представлены эквивалентной схемой. Наличие в схеме управляемого источника напряжения с ненулевым выходным сопро тивлением объясняется тем, что выходной зажим совпадает с выхо дом одного из операционных усилителей, которые считаются иде альными. Возможность реализации управляемого источника напря жения в качестве составной части гиратора позволяет уменьшить общее число необходимых ОУ.

Литература 1. Жунусов З. А., Миронов В.Г., Пуньков И. М. Адаптивная стра тегия при анализе нелинейных схем на ЭВМ 1989г. Том 32. № 7 Ра диоэлектроника /Изв. высш. учебных заведений/ С.11 – 16.

2. Власов А.И., Петренко А.И., Тимченко А.П. Табличные мето ды моделирования электронных цепей на ЭЦВМ.-Киев: Вищ.шк.

1977.-192с.

3. Чуа Л.О. и др. Машинный анализ электронных схем / Пер. с англ. По ред. В.Н. Ильина. –М.: Энергия, 1980. -636с.

4. Ержан А.А., Жунусов З.А. Уравнения в гибридных координат ных базисах. Сборник трудов // I-ая Международная научно практическая конференция - 2010г.-Алматы.-с.145- 5. Ержан А.А.,Жунусов З.А. Метод последовательного частич ного LU – разложения для анализа в частотной области. Вестник АУЭС. 2010, № 3/2(10). – с.88- Связь с автором: erjanasel@gmail.com Е.М. Желтобрюхов, А.В. Неклюдов, М.С. Кузнецов СПЕЦИАЛИЗИРОВАННАЯ САПР ДОЛБЯКОВ Хакасский технический институт – филиал Сибирского федерального университета г. Абакан, Россия Одной из важнейших функций технологической подготовки про изводства является инструментальное обеспечение технологических процессов изготовления деталей машин. Проектирование инстру мента, особенно сложнопрофильного, представляет собой достаточ но трудоемкую, сложную и многовариантную задачу, решить которую без использования современных вычислительных средств и методов расчета весьма затруднительно. Построение сложного профиля ре жущих кромок инструмента производится с помощью различных пе реходных кривых - плоских и пространственных (эвольвенты, тро хоиды и др.), но в современных графических САПР нет предустанов ленных кривых, поэтому они строятся приближённо по точкам при помощи кривых Безье или NURBS. Точность в 4 – 5 точек на одну кривую даёт хороший результат, Однако формулы для вычисления координат точек и граничных углов переходных кривых достаточно сложны и громоздки, поэтому их ручное вычисление весьма трудо емко. Еще более сложным и трудоемким является построение про странственной модели сложнопрофильного инструмента. Например, долбяк – инструмент для изготовления зубчатых колес, - представ ляет собой совокупность бесконечного числа зубчатых колёс с пере менным коэффициентом смещения. Поэтому зубчатый венец модели долбяка представляет собой криволинейную поверхность, огибаю щую несколько сечений. Для создания качественной модели требу ется построение не менее 3 – 4 сечений. Следовательно, координа ты точек переходных кривых требуется вычислять отдельно для ка ждого сечения, что в несколько раз увеличивает объём вычислений.

Эту проблему лучше всего решать с помощью специализированной САПР долбяков, автоматически создающей переходные кривые ср сра зу для нескольких сечений и требуемую криволинейную поверхность поверхность.

Программы автоматизированного проектирования долбяков реализованы с помощью языка С++. Для автоматизации построения модели и чертежа инструмента был выбран программный комплекс КОМПАС, широко распространенный на отечественных предприят предприяти ях и вузах и предоставляющий гибкие возможности для построения ставляющий чертежей из приложений за счет внутренних средств автоматизации - (прикладных библиотек и приложений), предназначенных для орг орга низации вызова функций КОМПАС из внешних программ.

Работа программы начинается с ввода исходных данных для да проектирования, которые должны быть введены в соответствующие поля (рис. 1) путем выбора из предложенных значений или непнепо средственным вводом.

Рис. 1. Главное окно программы. Ввод исходных данных для проектирования и рассчитанные значения параметров долбяка После прохождения ряда этапов, на которых обеспечивается контроль и уточнение необходимых данных, программой будет пре пред ложено произвести расчет, провести анализ результатов (с возмо возмож ностью корректировки введенных исходных данных и проведения х нового расчета), сохранить полученные результаты в текстовом формате и перейти к построению модели и рабочего чертежа.

тежа.

Применение большинства известных методик расчета долбяков основано на выборе большого количества параметров с использов использова нием обширных справочных данных, не поддающихся корреляции и ем возможности установления точных функциональных связей пар пара метров инструмента и детали. Это вызвало необходимость введения режима диалога при выборе определенных параметров и в ходе расчета, а также создания баз данных по справочным материалам.

Вместе с тем, использование режима диалога, как правило, повыш повыша ет качество принимаемых решений, а также является полезным при использовании этой программы в учебных целях. Итогом работы программы является построение 3D-модели (рис. 2) и рабочего че модели чер тежа инструмента.

Рис. 2. 3D-модель спроектированного долбяка модель Рис. 3. Чертеж долбяка Пример созданного в редакторе KOMПАС-3D с помощью раз работанной программы чертежа долбяка типа 1 по ГОСТ 9323- представлен на рисунке 3.

По результатам работы можно утверждать, что созданное про граммное обеспечение для автоматизированного проектирования долбяков позволяет проводить расчеты геометрических и конструк тивных параметров инструментов, а также автоматическое построе ние 3D-модели и рабочего чертежа по рассчитанным данным.

Разработанные компьютерные программы предназначены для повышения качества проектных решений и сокращения затрат вре мени на этапе инструментальной технологической подготовки произ водства, а также могут быть использованы как обучающие програм мы в учебном процессе студентов машиностроительных специаль ностей вследствие наличия удобного и наглядного интерфейса и развитой справочной системы.

Связь с автором: tms_hti@list.ru В.А. Зибров, Д.А. Мальцева ОРГАНИЗАЦИЯ АКУСТИЧЕСКОГО КАНАЛА В РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ МАГИСТРАЛЬНЫХ СЕТЯХ МАЛОГО ДИАМЕТРА Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса г. Шахты, Ростовская обл., Россия В настоящее время деятельность жилищно-коммунального хо зяйства сопровождается весьма большими потерями ресурсов, по этому информация относительно текущего структурного состояния локальных водопроводных магистралей, в совокупности со статисти чески выведенными эмпирическими моделями отказов, может уве личить долговечность эксплуатации ипозволит управлять системами водоснабжения рентабельным способом[1].

Оценка состояния водопроводных магистралей и соответствен но принятия решения по восстановлениюводопровода состоит из нескольких этапов: моделирование водопроводав наземном и под земном вариантах прокладки;

оценка состоянийводопроводапри по мощи средств измерительной техники, в том числе дефектоскопия труб;

интерпретация измеренных показателей, определяющих теку щее состояние водопровода;

эмпирическое моделирование отказов в распределительных магистральных сетях малого диамет ра;

определение срока службы водопровода;

оценка последствий аварийных отказов;

планирование затрат для полного срока эксплуа тации водопровода (количество, качество, надежность, и т.д.).

Современный уровень развития вычислительной техники и средств связи позволяет перевести большинство объектов жилищ но-коммунального хозяйства на автоматический режим работы с пре доставлением возможности дистанционного мониторинга и управле ния сетью объектов с единых диспетчерских пунктов.

Применение ультразвуковой технологии передачи данных для учета энергоресурсов, позволяет измерять параметры любых сред:

жидкостей, газов и даже пара. Измерение и передачу данных можно проводить, используя гидроакустический ультразвуковой канал связи в магистрали трубопровода при транспортировке тех или иных сред[2,3].

Акустическая система связи основана на обмене акустическими сигналами между стационарными узлами в сети через воду, текущую в водопроводе. Сгенерированный акустический сигнал предается передатчиком в водопровод и через водную среду передается при емнику на удаленном расстоянии 100…500м.

Во время распространения по водопроводу акустическая волна подвергается искажениям, которые изменяют ее форму, амплитуду, частотные и фазовые характеристики (рис.1). Основными механиз мами искажения акустического сигнала в водопроводе являются фо новый шум и дисперсия. Высокий уровень дисперсии и затуханияа кустического сигнала в замкнутом объеме водопровода вызван, главным образом тем, что сигналы высокой частоты образуют мно жество мод колебаний, которые последовательно распространяются в водопроводе на различных скоростях. Кроме этого уменьшается уровень акустического сигналав водопроводевызванный ревербера цией волн в точках разрыва, соединения и изгибатрубы [3].

Рис. 1. Формы распространения акустической волны Решение уравнения для акустического давления имеет вид [3]:

[ ] N P(r,, x ) = J (k r ) cos(n ) J (k r ) n nm 0 0 n nm 2R 2 n = ik ( x x ) cos(n)e nm 0 (1) где R – радиус трубы;

k = 2 f / c – волновое число;

r – расстояние до источника излучения;

(r0 = 0,1 * R;

0 = 0,174рад;

x 0 = 0м) – коорди наты передатчика;

(r = 0,5 * R;

= 0,262рад;

x = 100м, 500м) – коорди наты приемника;

J (kr ) – функция Бесселя;

= 1000 кг/м – плот n ность воды. Из общего решения выбираем только те решения, кото d рые удовлетворяют граничным условиям J (kr ) = = 0 и, J (kr ) r =R n dr n = k2 k2 учитывает только те значения k, которые k nm nm 0 nm k. Скорость распространения звука удовлетворяют условию k nm c = 1500 м/с, частота акустического сигнала f =40кГц, и опре в воде деляем наибольшие допустимые значения k :

nm = k = 240 / 1,50 167,5.

k nm(макс ) 0 м Для трубы радиусом R =0,024м все значения k R удовлетво nm ряют k R 167,5*0,024=4,02 и заданным граничным условиям. Мо nm да с индексом (0,0) это плоская волна со скоростью распространения звука в воде и волновым числом k = k. В статье рассмотрен сиг 00 f ( t ) = cos(2 fC t ), 0 t 4 / f C.

нал Рассмотрим распространение импульса на расстояниях x=100м, 500м (рисунок 2-4) для различных мод. В работе использо вана интерактивная система для выполнения инженерных и научных расчетов Matlab 7.11.0.584.

Таким образом, в цилиндрическом продуктопроводе желатель но передавать информацию с помощью оговоренной выше волны с модой (0,0). При этом следует обратить внимание на следующее:

необходимо применение согласованного фильтра для выделения режима распространения (0,0) из принятых импульсов;

большая часть энергии импульса приходится на распространение многих мод, значительно ослабляя моду (0,0).

x 10 x Pressure amplitude Pressure amplitude 0 -1 - -2 - -3 - 0 50 100 150 200 250 300 0 50 100 150 200 250 Time(msec) Time(msec) а) б) Рис. 2. Вид импульса на расстоянии 100м(а), 500м(б) для моды (0,0) Pressure amplitude Pressure amplitude - - - - - - - - 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Time(msec) Time(msec) а) б) Рис. 3. Вид импульса на расстоянии 100м(а), 500м(б) для моды (0,1) x 10 x 2 Pressure amplitude Pressure amplitude 1 0 -1 - -2 - -3 - -4 - 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 Time(msec) Time(msec) а) б) Рис. 4. Вид импульса на расстоянии 100м(а), 500м(б) для моды (0,12) Поэтому целесообразно: разработать имитационные модели распространения ультразвуковых волн в неидеальном продуктопро воде, рассмотреть различные виды сигналов, сигналы с линейной частотной модуляцией и т.п., а также провести численный экспери мент, сравнив полученные результаты с результатами натурного эксперимента.

Литература 1. А.А. Сапронов, В.А. Зибров. Использование пьезоэлектриче ских преобразователей для передачи информации о потребляемых водных ресурсах / Энергосбережение и водоподготовка. Научно технический журнал. – М.: Издательский дом «Граница», 2009. – № – С.44- 2. В.А. Зибров. Ультразвуковая технология мониторинга про дуктопровода // Сборник научных трудов SWorld. Материалы между народной научно-практической конференции «Современные про блемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и обра зовании 2011». Выпуск 4. Том 9. – Одесса: Черноморье, 2011. – С.

24- 3. С.П. Тарасов, В.А. Зибров. Организация акустического кана ла передачи данных в продуктопроводе / Известия ЮФУ. Техниче ские науки. Тематический выпуск «Экология 2011 – море и человек».

– Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2011. - №9(122). – С. 54- Связь с автором: m-milya@yandex.ru К.С. Иванов, Б.Т. Шингисов, Г.К. Балбаев РАЗРАБОТКА БЕССТУПЕНЧАТО-РЕГУЛИРУЕМОЙ ПЕРЕДАЧИ Алматинский университет энергетики и связи г. Алматы, Казахстан Законы механики позволяют создать механическую передачу, способную приводить передаточное отношение в соответствие на грузке только за счет свойств механизма без использования какого либо управления. Для самостоятельного регулирования передаточ ного отношения в зависимости от нагрузки передача должна содер жать замкнутый контур, который накладывает дополнительную диф ференциальную связь на движение звеньев и превращает кинемати ческую цепь в механизм. При этом механизм приобретает свойство адаптации к переменной внешней нагрузке.

Для самостоятельного регулирования передаточного отноше ния в зависимости от нагрузки передача должна иметь дополнитель ную степень свободы. Но определимость кинематической цепи име ет место, если число входных звеньев равно числу степеней свобо ды [1].

Ранее [2, 3, 4] на основе принципа возможных работ было пока зано, что в частном случае кинематическая цепь с двумя степенями свободы, имеющая только один вход, может быть определимой. Та кая передача должна содержать замкнутый контур, который накла дывает дополнительную дифференциальную связь на движение звеньев и превращает кинематическую цепь в механизм. При этом механизм приобретает свойство адаптации к переменной внешней нагрузке. Наличие эффекта силовой адаптации было подтверждено числовыми примерами, анимационной моделью, опытными образ цами.

Теорема. Подвижный четырехзвенный замкнутый контур нахо дится в равновесии, если активные силы приложены к несмежным звеньям контура Четырехзвенный замкнутый контур C, E, G, D, на который дейст вуют активные силы, находится в структуре кинематической цепи с двумя степенями свободы (рис. 1). Кинематическая цепь содержит стойку 0, одно входное звено 1, замкнутый четырехзвенный контур 2 3-4-5 и выходное звено 6. Внешние произвольные силы действуют на контур: входная движущая сила F1, передаваемая со стороны вход ного звена 1 в точке B, и выходная сила сопротивления R6, переда ваемая со стороны выходного звена 6 в точке K. Внешние переме щения контура sB, sK точек B и K соответствуют внешним силам контура. Пассивным (внутренним) силам в точках C, E, D, G, реакциям R32, R35, R42, R45, соответствуют внутренние перемещения контура, перемещения sC, sE, sD, sG точек C, E, D, G.

2C A E AA A a 0 c A sB A F1 B A AA sK L R A K A A b d D GA A A Рис. 1. Подвижный четырехзвенный замкнутый контур в структуре кинематической цепи Отметим предварительно, что подвижный четырехзвенный замкнутый контур может находиться в структуре кинематической це пи с двумя степенями свободы только при наличии в ней одного вхо да. - На входном звене 1 движущая сила совпадает по направлению с входным перемещением. Следовательно, звено 6 цепи должно иметь силу, направленную противоположно перемещению, то есть быть выходным звеном. Иначе для замкнутого контура 2-3-4-5 не будет выполняться равенство нулю работ внешних сил.

Для доказательства теоремы выразим внутренние силы конту ра через внешние силы.

Так как звенья 2 и 5 контура, к которым приложены активные силы, не являются смежными, то для каждого из этих звеньев внут ренние силы R32, R35, R42, R45 выражаются через активные силы F1 и R6 с помощью условий статики.

Чтобы замкнутый контур находился в равновесии, необходимо, чтобы условия равновесия соблюдались и для внешних сил и для внутренних сил.

При произвольных внешних силах внутренние силы отдельно на звене 3 и на звене 4 не будут соответствовать условиям статики.

Однако в замкнутом контуре при движении его звеньев происходит взаимодействие работ сил.

Составим для несмежных звеньев 2 и 5 условия равновесия по принципу возможных работ.

Для звена F1sB = R32 sC + R 42 sD. (1) Для звена R6 sK = R35sE + R45sG. (2) Сложим уравнения (1) и (2), получим F1sB + R6 sK = R32 sC + R42 sD + R35sE + R 45sG. (3) Здесь внутренние силы, действующие во всех точках контура, выражены через активные силы. Внутренние перемещения могут быть определены через внешние перемещения.

Левая часть уравнения (3) представляет собой сумму работ внешних сил контура. При наличии равновесия для внешних сил со гласно принципу возможных работ для контура (или для всей цепи) F1sB + R6 sK = 0. (4) Для выполнения равновесия уравнение (4) должно содержать один неизвестный параметр. Если принять, что заданными парамет рами являются сила сопротивления R6 и входная обобщенная коор дината sB, то в уравнении (4) логично принять в качестве неизвест ного параметра не входную активную силу F1, а внешнее перемеще ние sK.

Правая часть уравнения (3) представляет собой сумму работ внутренних сил контура. Поскольку в правой части уравнения внут ренние силы определены через известные внешние силы, внутрен ние перемещения определены через внешние перемещения, то со блюдение условия (4) приведет также к соблюдению равенства нулю работ внутренних сил на возможных внутренних перемещениях R 32 sC + R 42 sD + R35sE + R 45sG = 0. (5) Это означает, что условие равновесия (4) для внешних пара метров контура обеспечивает также выполнение условия равновесия (5) для внутренних параметров контура.

Так как имеет место равновесие внешних и внутренних сил действующих на контур, то подвижный четырехзвенный замкнутый контур находится в равновесии, если активные силы приложены к несмежным звеньям контура, что и требовалось доказать.



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 

Похожие работы:





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.