CS276927B6

CS276927B6 - Regulating system for continuous adjustment of a mechanical system

Info

Publication number: CS276927B6
Application number: CS281490A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Ing Csc Homisin
Original assignee: Univ Tech Kosiciach
Priority date: 1990-06-07
Filing date: 1990-06-07
Publication date: 1992-09-16
Also published as: CS9002814A2

Abstract

Riešenie sa týká regulačného systému /1/, ktorý je určený pre realizáciu plynulého ladenia torzne kmitajúcej mechanickej sústavy za jej chodu a pozostáva z riadiaceho a ovládacieho podsystému /2,3/, pričom riadiaci podsystém /2/ pozostáva z indukčného snímača /4/, přenosného zariadenia /5/ a mikroprocesoru /6/.The solution concerns the regulatory system / 1 /, which is intended for the realization of a smooth tuning torsional oscillating mechanical system during its operation and consists of the controller and a control subsystem (2,3), wherein control subsystem (2) consists of inductive sensor / 4 / portable device (5) and microprocessor (6).

Description

Regulačný systém pre realizáciu plynulého ladenia mechanickéj sústavyControl system for the implementation of continuous tuning of the mechanical system

Oblast technikyField of technology

Regulačný systém pre realizáciu plynulého ladenia torzne kmitájúcej mechanickéj sústavy za jej chodu zaraduje sa do oblasti meracej, vyhodnocovacej a riadiacej techniky.The control system for the implementation of continuous tuning of the torsionally oscillating mechanical system during its operation is included in the field of measuring, evaluation and control technology.

Potěra~iší stav technikyThe state of the art

Z dóvodu nadměrného torzného kmitania mechanickej sústavy a z dóvodu jej doterajšieho spósobu ladenia /ladenie prevádzané pri zastavení danej sústavy/ navrhujeme realizáciu plynulého ladenia torzne kmitájúcej mechanickej sústavy za jej chodu.Due to the excessive torsional vibration of the mechanical system and due to its current method of tuning / tuning performed when the system is stopped / we propose the implementation of continuous tuning of the torsionally oscillating mechanical system during its operation.

Všetky v súčasnej době prevádzané ladenia torzne kmitájúcej mechanickej sústavy predstavujú zásahy do jej dynamiky, t.j. prispósobenie tuhostných, tlmiacich alebo hmotnostných parametrov niektorých jej členov za kludu, čiže v čase před jej uvedením do prevádzky. Potom sústava pracuje s vyladěnými charakteristickými vlastnosťami, ktoré však počas jej prevádzky sú stále a nemenné, samozřejmé ak neberieme v úvahu starnutie a únavu pružných členov najčastejšie používaných pružných hriadelových spojok. Stárnutím a únavou pružná hriadelová spojka postupné stráca svoje póvodné pozitivně vlastnosti, v dósledku čoho vopred vyladěná mechanická sústava začína byť rozladěnou. Z toho vyplývá, že ladenie torzne kmitájúcej mechanickej sústavy by sa málo prevádzať novým sposobom - sposobom plynulého ladenia danej sústavy za jej chodu pomocou vhodného regulačného systému.All tunings of the torsionally oscillating mechanical system currently performed represent interventions in its dynamics, i. adjustment of the stiffness, damping or mass parameters of some of its members at rest, ie in the time before its commissioning. Then the system works with tuned characteristics, which, however, during its operation are constant and unchanged, of course, if we do not take into account the aging and fatigue of the flexible members of the most commonly used flexible shaft couplings. Due to aging and fatigue, the flexible shaft coupling gradually loses its original positive properties, as a result of which the pre-tuned mechanical system begins to be out of tune. It follows that the tuning of a torsionally oscillating mechanical system would be little performed in a new way - a way of continuous tuning of the system during its operation using a suitable control system.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Uvedené nedostatky odstraňuje námi navrhovaný regulačný systém pre realizáciu plynulého ladenia mechanickej sústavy, pozostáva júci z riadiaceho a ovládacieho podsystému. Podstatou vynálezu je to, že riadiaci podsystém, tvořený indukčným snímačom, přenosným zariadením a mikroprocesorem je schopný pomocou regulácie pneumatickéj pružnéj hriadelovej spojky zabezpečiť plynulé ladenie torzne kmitájúcej mechanickej sústavy za jej chodu a zároveň aj to, že samotný indukčný snímač je vhodné umiestnený v pneumatické j spojke.These shortcomings are eliminated by our proposed control system for the implementation of continuous tuning of the mechanical system, consisting of a management and control subsystem. The essence of the invention is that the control subsystem, consisting of an inductive sensor, a portable device and a microprocessor, is able to ensure smooth tuning of the torsionally oscillating mechanical system during operation by regulating the pneumatic flexible shaft coupling and also that the inductive sensor itself is suitably located in the pneumatic. clutches.

Reguláciou pneumatickéj spojky, t.j. reguláciou přetlaku plynného média v nej, navrhnutým regulačným systémom, vytvoříme uzavretý regulačný obvod so spatnou vazbou, čím dokážeme plynule meniť, čiže prispósobovať tuhostné a tlmiace parametre danej spojky tak, aby počas pracovného režimu nevzniklo nebezpečné torzné kmitanie. Na základe plynulého prispósobovania dynamických vlastností pneumatickéj spojky k dynamickým vlastnostiam .samotnéj torzne kmitájúcej mechanickej sústavy je založený aj základný princip realizácie plynulého ladenia danej sústavy za jej chodu, právě námi navrhovaným regulačným systémom.By regulating the pneumatic clutch, i. By regulating the overpressure of the gaseous medium in it, the proposed control system, we create a closed control circuit with poor connection, which we can continuously change, ie adjust the stiffness and damping parameters of the coupling so that no dangerous torsional vibrations occur during operation. Based on the continuous adaptation of the dynamic properties of the pneumatic clutch to the dynamic properties of the torsionally oscillating mechanical system itself, the basic principle of the implementation of continuous tuning of the system during its operation, based on our proposed control system.

Hlavnou výhodou uvedeného riešenia je to, že ladenie torzne kmitajúcej mechanickej sústavy je realizované za jej chodu na rozdiel od súčasného sposobu ladenia mechanických sústav, představované laděním za ich kludu. Ďalšou výhodou je aj to, že získaný elektrický signál indukčným snímačom, charakterizujúci velkost torzného kmitania mechanickéj sústavy, nie je ovplyvňovaný vlastnostami iných častí tejto sústavy ako napr. pri stanovení velkosti torzného kmitania za pomoci tenzometrov nalepených na rotujúcom hriadeli alebo pri vložení torznej tyči do hriadelového systému sústavy a pod. ,The main advantage of this solution is that the tuning of the torsionally oscillating mechanical system is realized during its operation, in contrast to the current method of tuning the mechanical systems, represented by tuning at rest. Another advantage is that the obtained electrical signal by the inductive sensor, characterizing the magnitude of the torsional oscillation of the mechanical system, is not affected by the properties of other parts of this system such as e.g. when determining the magnitude of torsional vibration by means of strain gauges glued to a rotating shaft or when inserting a torsion bar into the shaft system of the system, etc. ,

Prehlad obrázkov na výkreseOverview of images in the drawing

Na priloženom výkrese je na obr. 1 schematicky v rámci blokovej štruktúry znázorněný regulačný systém pre zabezpečenie plynulého ladenia torzne kmitajúcej mechanickéj sústavy a na obr. 2 uvedené schematické ovládanie samotnéj pneumatickéj pružnéj hriadelovej spojky tangenciálněj.In the accompanying drawing, in FIG. 1 is a schematic view of a control system within a block structure for ensuring continuous tuning of a torsionally oscillating mechanical system, and FIG. 2 shows a schematic control of the pneumatic flexible shaft coupling tangentially.

Příklad uskutočnenia vynálezuExample of an embodiment of the invention

Regulačný systém 1 pre realizáciu plynulého ladenia torzne kmitajúcej mechanickéj sústavy, pozostáva z riadiaceho podsystému 2 a ovládacieho podsystému 3. Riadiaci podsystém 2 je charakterizovaný mikroprocesorom 6., indukčným snímačom 4, zabudovaným v pružnom dutom telese 10 pneumatickéj spojky 11 a přenosným /kontaktným alebo bezkontaktným/ zariadením 5 elektrického signálu, ktorý je umiestnený na rotujúcom hriadeli mechanickej sústavy. Ovládací podsystém 2 pozostáva z elektromagnetického rozvádzača 9, ktorý je cez redukčný ventil 8 napojený na zásobník 7 plynného média. Mikroprocesor 6., ktorý tvoří základnú riadiacu zložku celého regulačného systému 1, zopnutím elektromagnetického rozvádzača 9 spósobí jeho premiestnenie, čím prívodnou vetvou P alebo vypúštanou vetvou T sa zabezpečí plynulá regulácia samotné j pneumatickéj spojky a to za chodu mechanickej sústavy. Podstatou plynulej regulácie pneumatickéj spojky 11 je zvýšenie alebo zníženie přetlaku plynného média v jej pružných dutých telesách 10.The control system 1 for realizing the continuous tuning of the torsionally oscillating mechanical system consists of a control subsystem 2 and a control subsystem 3. The control subsystem 2 is characterized by a microprocessor 6, an inductive sensor 4 built into the flexible hollow body 10 of the pneumatic clutch 11 and a portable / contact or contactless / an electrical signal device 5, which is located on the rotating shaft of the mechanical system. The control subsystem 2 consists of an electromagnetic distributor 9, which is connected via a reduction valve 8 to a reservoir 7 of gaseous medium. The microprocessor 6, which forms the basic control component of the whole control system 1, causes its displacement by switching on the electromagnetic distributor 9, whereby the supply branch P or the discharged branch T ensures continuous regulation of the pneumatic clutch itself while the mechanical system is running. The essence of the continuous regulation of the pneumatic coupling 11 is to increase or decrease the overpressure of the gaseous medium in its flexible hollow bodies 10.

Pri práci mechanickej sústavy v nepriaznivej oblasti pracovného režimu, kedy frekvencia prenášaného zataženia je rovná alebo blízka frekvencii vlastného kmitania. danej sústavy, čiže hovoříme, že sústava sa dostala do rezonančných kmitov alebo kmitov blízko rezonančného stavu, dochádza k nebezpečnému torznému kmitaniu celej mechanickej sústavy. Velkost nebezpečného torzného kmitania mechanickej sústavy je momentálně snímaná indukčným snímačom 4 zabudovaným na najvhodnéjšom mieste danej spojky. Umiestnením indukčného snímača v pružnom dutom telese 10 pneumatickej spojky 11 snímáme momentálnu velkost torzného kmitania mechanickej sústavy priamo. Touto metodou získaný elektrický snímač je úměrný momentálněj velkosti torzného kmitania danej sústavy. Získaný elektrický signál indukčným snímačom 4 je prostredníctvom přenosného zariadenia 5 přivedený do mikroprocesoru 6 na jeho prehodnotenie. Prehodnotením přivedeného elektrického signálu mikroprocesorom 6 dochádza k zopnutiu elektormagnetického rozvádzača 9 do přívodněj P alebo vypúštacej polohy T, čím sa mění přetlak plynného média v pružných dutých telesách 10 pneumatickej spojky 11. Plynulou změnou přetlaku plynného média v pneumatickej spojke plynule meníme jej základné dynamické vlastnosti /dynamická torznú tuhost a koeficient tlmenia/, čiže prevádzame plynulú reguláciu tejto spojky. Právě touto cestou zabezpečíme plynulé ladenie mechanickej sústavy za jej chodu regulačným systémom, podlá tohto vynálezu.When operating a mechanical system in an unfavorable area of the operating mode, when the frequency of the transmitted load is equal to or close to the frequency of its own oscillation. of the given system, ie we say that the system got into resonant oscillations or oscillations close to the resonant state, there is a dangerous torsional oscillation of the whole mechanical system. The magnitude of the dangerous torsional vibration of the mechanical system is currently sensed by an inductive sensor 4 built into the most suitable place of the given coupling. By placing the inductive sensor in the flexible hollow body 10 of the pneumatic coupling 11, we sense the current magnitude of the torsional vibration of the mechanical system directly. The electrical sensor obtained by this method is proportional to the current magnitude of the torsional oscillation of the system. The obtained electrical signal by the inductive sensor 4 is fed by means of a portable device 5 to the microprocessor 6 for its re-evaluation. By re-evaluating the supplied electrical signal by the microprocessor 6, the electromagnetic distributor 9 is switched to the supply P or discharge position T, thereby changing the overpressure of the gaseous medium in the flexible hollow bodies 10 of the pneumatic coupling. dynamic torsional stiffness and damping coefficient /, ie we perform continuous regulation of this clutch. It is in this way that we ensure the continuous tuning of the mechanical system during its operation by the control system according to the present invention.

Priemvselná využitelnostIndustrial usability

Regulačný systém a ním vytvořená metoda plynulého ladenia torzne kmitajúcej mechanickej sústavy za jej chodu sa móže uplatnit všade tam, kde chceme vopred predíst nebezpečnému torznému kmitaniu danej sústavy. Z toho vyplývá, že tento regulačný systém bude zvyšovat techriickú úroveň a prevádzkovú spolehlivost všetkých mechanických sústav s torzným kmitáním, v ktorých bude zařáděný.The control system and the method created by it for continuous tuning of the torsionally oscillating mechanical system during its operation can be applied everywhere where we want to prevent dangerous torsional vibrations of the given system in advance. It follows that this control system will increase the technical level and operational reliability of all mechanical systems with torsional oscillations in which it will be installed.

Claims

PATENT CLAIMS

A control system for realizing continuous tuning of a mechanical system, consisting of a control subsystem and a control subsystem, characterized in that the control subsystem (2) is formed by an inductive sensor (4), the electrical signal of which is fed to a microprocessor via a portable device (5). / 6 /.

2. A control system for realizing the continuous tuning of the mechanical system, according to point 1, characterized in that the inductive sensor / 4 / is built in a straight flexible hollow body / 10 / of the pneumatic coupling / 11 /.