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侃過驅(qū)動(dòng)的方式以后,,還可以侃一下被驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu),。
假如一個(gè)驅(qū)動(dòng)力可以使系統(tǒng)啟動(dòng)的話,,系統(tǒng)就可以開始運(yùn)轉(zhuǎn),,但運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中還會(huì)發(fā)生許多的問題,。按我的習(xí)慣,,我把這些問題歸為四類,,即:
1 控制位置精度的問題,。
2 平衡問題,。
3 振動(dòng)問題,。
4 潤滑問題。
控制位置精度的問題是一個(gè)比較復(fù)雜的問題,,它與控制系統(tǒng)的選擇,、被驅(qū)動(dòng)件的慣量、控制的算法等一系列因素有關(guān),。
對(duì)于要求高速運(yùn)動(dòng),,而定位準(zhǔn)確的物體,減少自身的慣量而提高其剛度是尤其重要的,。有時(shí),,你必須放棄鋼鐵、鋁合金等結(jié)構(gòu)而轉(zhuǎn)求采用復(fù)合材料,。不管對(duì)誰來說,,一個(gè)大而重的東西比輕的東西就是難以控制。在提高剛度的同時(shí),,還應(yīng)該提高結(jié)構(gòu)的自振頻率,,這對(duì)于提高位置控制精度都有很大的幫助。
就控制系統(tǒng)來說,,不是你選擇的系統(tǒng)精度越高就越好,,過高的精度有時(shí)沒有必要,,它無故地增加了制造的成本。有時(shí),,你提出的、超高的精度其實(shí)是實(shí)現(xiàn)不了的,,比如,,你要求熱軋板帶的精度到‘繆’級(jí)就很難做到。還有就是,,太高的精度引起的系統(tǒng)震蕩也是很難處理的,,有時(shí)是對(duì)生產(chǎn)過程的嚴(yán)重干擾,可以大大地降低生產(chǎn)效率,。
提高一個(gè)系統(tǒng)的位置控制精度和算法還有很大的關(guān)系,,你的算法比較先進(jìn),簡單地解出軌跡和正確地修正和差補(bǔ),,都是提高控制精度的有效手段,。
作為機(jī)械設(shè)計(jì)者,在設(shè)計(jì)這類東西時(shí),,你應(yīng)該是先設(shè)計(jì)好你的所有機(jī)構(gòu),,做完所有的慣量計(jì)算,找到最大的慣性力作用點(diǎn)和外載荷的附加點(diǎn),,再和專業(yè)的自控公司的家伙談控制,,看他們的伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)的力能參數(shù)是不是可以,控制卡是不是有這么高的響應(yīng)和適當(dāng)?shù)碾娏鬏敵�,,你就可以得出結(jié)論,,誰的東西是可以使用的,誰是真正混事的家伙,。只有這樣,,你設(shè)計(jì)的東西,你才知道最終是不是可以使用,,即使在使用中有問題,,也可以知道是在哪里出了問題?到底是驅(qū)動(dòng)跟不上,?還是算法的問題,,或是控制電路的問題。不知道這些,,永遠(yuǎn)是糊涂的,。
說到一個(gè)系統(tǒng)的平衡問題,也有許多的講究,,例如大型的棒材軋機(jī)的冷床就是一個(gè)很好的例子,。
從精軋機(jī)經(jīng)過倍尺飛剪上到冷床的棒材的規(guī)格隨著生產(chǎn)的規(guī)格調(diào)整時(shí)刻在變化中,,規(guī)格從∮10到∮40都有,究竟在哪一點(diǎn)平衡冷床是有說道的,,你要和軋鋼工藝的家伙仔細(xì)探討,,找到最常生產(chǎn)的規(guī)格,還要考慮生產(chǎn)的連續(xù)時(shí)間,,工作做細(xì)了,,對(duì)設(shè)備的壽命、電耗都有利,,畢竟國家的錢也是錢,,和大家都有關(guān)系,但能考慮這些東西的家伙是非常少的,,說不清為什么,!
平衡不好的話,不僅是設(shè)備壽命受影響,,基礎(chǔ)的壽命減低,,還可能把床面甩下來,幾百噸的家伙,,甩飛是什么后果,?你想過嗎? 非�,?膳碌�,!所以,當(dāng)你接手設(shè)計(jì)這東西的時(shí)候,,會(huì)有許多的人勸你這家伙的可怕后果,,但東西設(shè)計(jì)好,擺在那里,,大家能抄許多年,,也是一件趣事。
平衡問題與振動(dòng)問題有時(shí)是一個(gè)問題,,有時(shí)是兩個(gè)問題,,有時(shí)二者有關(guān)系,有時(shí)一點(diǎn)關(guān)系都沒有,。做好平衡在某些場(chǎng)合可以減少振動(dòng),,有時(shí)就不能,甚至根本就不能,。
運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)有許多的原因,,一些是由不平衡引起的,這些東西只要簡單地加以平衡就可以解決,。有些是由于外界的激振源的振動(dòng)頻率和系統(tǒng)接近而導(dǎo)致振動(dòng),,附近的空壓機(jī),、活塞式內(nèi)燃機(jī)、有時(shí)甚至是某些液壓泵組也可以引起振動(dòng),,要先找到振動(dòng)的激勵(lì)源,,做相應(yīng)的處理,此類問題就可以解決,。
比較難以處理的是扭轉(zhuǎn)振動(dòng),,特別是采用活塞式內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的設(shè)備。這種振動(dòng)一旦發(fā)生,,很難消除,并嚴(yán)重地影響設(shè)備的使用壽命,,甚至是很嚴(yán)重的破壞事故,,必須事先加以避免。
你在做長軸系的設(shè)計(jì)的時(shí)候,,要事先計(jì)算整個(gè)系統(tǒng)的扭振問題,,只有計(jì)算完了這東西,才能開展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),,你要是說你不會(huì),,我估計(jì)你的領(lǐng)導(dǎo)不讓,一定要扣你的工資,,但別人說不會(huì)就有正當(dāng)?shù)睦碛�,,比如說正忙著搬家,或是孩子小,。你沒什么理由,。即使是人家設(shè)計(jì)的系統(tǒng)‘扭振’了,領(lǐng)導(dǎo)也會(huì)問你為什么,?別人只是瞪著無辜的大眼睛看著,,因?yàn)槿思铱梢哉f從來沒聽說過有這東西,難道是從地下冒出來的東西嗎,?這時(shí),,你要處理不了,大家都跟你急,,問你,,你是干什么吃的,這點(diǎn)東西都對(duì)付不了,?�,。衲氵是趁早準(zhǔn)備好了,,免得到時(shí)候著急,!
潤滑問題是非常龐雜的東西,,一個(gè)東西一個(gè)樣,一點(diǎn)規(guī)律都沒有,,你那點(diǎn)所謂的‘經(jīng)驗(yàn)’在什么時(shí)候都不管用,,在一個(gè)大的設(shè)計(jì)院里,做不了設(shè)備設(shè)計(jì)的家伙,,有時(shí)就被派去搞潤滑系統(tǒng),,殊不知,潤滑這東西也很復(fù)雜,,像我這類特笨的家伙,,在不著人‘待見’的時(shí)候,有時(shí)就配干點(diǎn)這類雜活,。
低速重栽的非精密的場(chǎng)合,,許多人愿意用軸套,隨便抓一個(gè)就用,,人家能用,,我也能用,但場(chǎng)合不同,,材料和使用的方法還真是不同,,有時(shí)就不能亂用。
見過一個(gè)設(shè)備的軸套,,使不了幾天就壞了,,換上還是壞,設(shè)計(jì)者說不知道怎么處理,�,?纯喘h(huán)境才知道周圍的溫度特別高,打進(jìn)去的干油熔化以后流出來結(jié)焦,,根本就沒有潤滑作用,,當(dāng)然要燒軸套,換點(diǎn)高溫潤滑脂試試,?那東西250度都不變色,,也不熔化,再打進(jìn)去什么毛病都沒有了,,萬事大吉,。
處理上述的問題有三種方式,第一是選用高溫潤滑脂,。第二是采用水冷軸承座,。第三是每次運(yùn)動(dòng)都打定量的干油,當(dāng)然這很浪費(fèi),,但沒辦法,。
還見過燒油膜軸承的,,在負(fù)荷特重的工況下,油膜軸承的啟動(dòng)要特別小心,,有時(shí)要考慮用靜壓先把油打進(jìn)去,,運(yùn)轉(zhuǎn)以后才可以停掉靜壓,否則就可能燒了軸承,,油膜軸承很貴的,,尤其是大型的。
滾動(dòng)軸承也常有各種各樣的問題,,有時(shí)是選型有問題,,包括選型不對(duì),負(fù)荷能力不足,,潤滑有時(shí)也有問題,。滾動(dòng)軸承一般采用脂潤滑、油潤滑,、油氣潤滑。在高速的情況下,,假如負(fù)荷允許的條件下,,使用油氣的潤滑是個(gè)不錯(cuò)的選擇,既可以幫助散熱,,也可以充分潤滑軸承的滾動(dòng)體,。總之,,設(shè)計(jì)的時(shí)候,,一定要仔細(xì)確定負(fù)荷、轉(zhuǎn)速,、沖擊等問題,,嚴(yán)格按要求潤滑,任何‘拍腦門’和想當(dāng)然的東西都是不可取的,。
當(dāng)人們走過‘堅(jiān)船利炮’的強(qiáng)打時(shí)代,,無論是什么設(shè)備都逐漸有了自動(dòng)化的成分。哪怕今天它是全手動(dòng)的,,恐怕有一天也得加進(jìn)自動(dòng)化的裝置,。自動(dòng)化系統(tǒng)的好壞有時(shí)是至關(guān)重要的,蘇霍伊設(shè)計(jì)局和米高揚(yáng)設(shè)計(jì)局的戰(zhàn)機(jī)設(shè)計(jì)都是一流的,,要論氣動(dòng)布局和動(dòng)力性能都舉世無雙,,但戰(zhàn)斗實(shí)力差在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和自動(dòng)化控制系統(tǒng)上。
美國的B2 是飛翼式氣動(dòng)布局,,單從氣動(dòng)布局上看根本就沒有人工操縱的可能性,,也就是說,,假如停掉其自動(dòng)飛行舵面控制系統(tǒng),它馬上就會(huì)從天上掉下來,,人工是根本操縱不了它的舵面的,。由此可見,一個(gè)好的自動(dòng)化控制系統(tǒng)是很重要的,。
待續(xù)-------------------------------------------------
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