Загрузил azam0602

Каримов К А , Ахмедов А Х , Каримова А Р , Пардаев Р К

Реклама
УДК 621.01.839
ДЕФЛЕКТОР ВА СКАНАТОР МИСОЛИДА ФУНКЦИОНАЛ
ИМКОНИЯТЛАРИ КЕНГАЙТИРИЛГАН БОШҚАРИЛАДИГАН
МЕХАНИЗМЛАРНИ ЯРАТИШНИНГ НАЗАРИЙ АСОСЛАРИ
К.А. Каримов т.ф.д., проф., А.Х. Ахмедов т.ф.ф.д. PhD, доцент, А.Р. Каримова
катта ўқитувчи, Р.К. Пардаев ассистент
Ислом Каримов номидаги Тошкент давлат техника университети
1-шўъба, тел.: (99890)1232287
Аннотация.
Мақолада
прецизион
вибромеханика
принципларига
асосланган дефлектор ва сканатор мисолидаги параметрлари ва боғланишлари
бошқариладиган янги авлод қурилмаларини ишлаб чиқишнинг назарий асослари
ва истиқболлари келтирилган.
Калит сўзлар. Дефлектор, сканатор, прецизион вибромеханика.
Аннотация.
В
статье
представлены
теоретические
основы
и
перспективы разработки нового поколения механизмов с управляемыми
параметрами и связями на примере дефлектора и сканера, основанных на
принципах прецизионной вибромеханики.
Ключевые слова. Дефлектор, сканатор, прецизионная вибромеханика.
Annotation. The article presents the theoretical foundations and prospects for
the development of a new generation of mechanisms with controlled parameters and
links on the example of a deflector and a scanner based on the principles of precision
vibration mechanics.
Keywords. Deflector, scanner, precision vibromechanics.
Замонавий
жараёнларида
машинасозликда
кенг
оғир
қўлланиладиган
ва
енгил
саноат
бошқариладиган
технологик
машиналар
ва
механизмларнинг функционал имкониятлари кенгайтирилган янги авлод
қурилмаларини
ишлаб
чиқиш
учун
уларнинг
такомиллаштириш, фундаментал тадқиқотлар
назарий
асосларини
олиб бориш, инновацион
технологияларни қўллашнинг илмий ва назарий асосларини ишлаб чиқиш
муҳим актуалликка эга масалалардан саналади. Параметрлари ва боғланишлари
бошқариладиган
механизмларнинг
янги
авлод
қурилмалари
аниқ
машинасозликда, асбобсозликда, компьюьер техникаларида, робототехникада,
металл ва деталларга ўта юқори аниқлик билан ишлов берувчи станоклар,
машиналарда кенг қўллаш учун мўлжалланган. Хусусан, механизмларнинг
қўзғалувчан элементларини юқори аниқликдаги позицион ҳаракатларини ҳосил
қилишда, фазонинг берилган нуқтасига талаб қилинган траектория бўйлаб
қурилманинг бошқариладиган ҳаракатини, кўчиши ва тезлигини таъминлашда,
метал ва деталларга механик ишлов берувчи юқори босим ва юқори
температура
таъсирида
ҳаракатланадиган
станок
ва
машиналар
ишчи
органларининг позицион дастурий ҳаракатларини олишда кенг татбиқ этилади.
Фан ва техниканинг биргаликдаги ривожланиши натижасида медицинада,
касалликларни бартараф этиш мақсадида инсон танасида ўтказиладиган турли
мураккаб жарроҳлик амалиётларини бажаришда лазер ва йўналтирилган тўлқин
ва вибрация билан бошқариладиган қурилма ва асбобларнинг хатосиз ва юқори
аниқликда ишлашини таъминлаш учун бажарувчи механизм қурилмаларини
геометрик, кинематик ва динамик катталикларини бошқариш, хусусан, олий ва
қуйи кинематик жуфтларга эга бўғинлар контакт зоналарини аниқ бошқариш
ҳисобига талаб этилган вақт оралиғидаги аниқ, содда, мураккаб ва
биргаликдаги ҳаракатни олиш имкониятлари яратилади. Бундан ташқари олиб
борилган
назарий
тадқиқотлар
асосида
функционал
имкониятлари
кенгайтирилган бошқариладиган фрикцион ва вибрацион механизмларнинг
янги авлод қурилмаларини ишлаб чиқишда прецизион вибромеханика
принципларига таяниш энг самарали ечимларни туҳфа этади [1-3].
Бошқариладиган механизм қурилмаларини ишлаб чиқишда асосий
талаблар
уларнинг
габарит
ўлчамларининг
кичиклиги,
ишончлилиги,
мутаҳкамлиги, юқори тезлик билан ишлаши, юқори ФИК га эга бўлиши,
чизиқли ва виброюкланишларда вакуумда ҳам ишлаш қобилиятига эгалиги,
юқори температурага чидамлилиги ҳисобланиб, иш бажарувчи бўғинлар ва
юқори частотали қурилма ва асбобларга қўлланилади. Ушбу қурилмаларнинг
асосий қисмини виброюритмалар эгаллайди.
Яна
бир
эффектив
синхронизациялаш
бошқача
методлардан
бири
бу
айтганда,
фазовий
тебранишларни
синхронизациялаш
ҳисобланади. Ушбу методда икки осциллятор тебраниш режимини ўрнатиш ва
бошқариш
жараёни
тебранишларни
бир
биридан
синхронизациялаш
жуда
кам
фақатгина
фарқланади.
чизиқсиз
Бу
ҳолда
осциллятор
ҳолатидагина мумкин бўлади. Осциллятор бу ҳолда табиий равишда чизиқсиз
бўлиши керак, масалан тебратиш контури мультивибратор ёки фазали частота
созлагичли системаси чизиқсиз индуктивликка эга. Бу ҳолда чизиқсиз динамик
системанинг назарий масаласи пайдо бўлади. Масалан, ушбу ҳолда қаралаётган
чизиқсиз динамик система автотебранишларни юзага келтиради. Бу каби
масалаларни ечиш учун бир қатор математиклар назарий тадқиқотларида
тезкор ва секин ҳаракатга ажратиш имкониятини ўрнатишган. Таъкидлаш
жоизки, бундай ажратишни юқори тартибли тенгламада кичик параметрлар
системаси
мавжуд
бўлгандагина
амалга
ошириш
мумкин.
Чизиқсиз
дифференциал тенгламаларни ечишни эффектив аналитик усулларидан бири
Ляпунов-Пуанкаренинг кичик параметрлар усули ҳисобланади [4].
Фрикцион механизмларни бошқариш усуллари беш гуруҳга бўлинади.
Ушбу беш гуруҳда механик системаларни фрикцион механизмлар билан
бошқаришда дефлекторлар, сканерловчи қурилмалар, лазер нурининг кўп
ўлчовли дефлекторларини ишлаб чиқишда биринчи марта куч ва бошқариш
функцияларига ажратилди.
Юқори синф кинематик жуфтларда кучлар ва бошқариш функцияларига
ажратиш омилидан фойдаланиш асосида технологик талаблардан келиб чиққан
ҳолда ойнани оғдириш учун оптик сканерловчи қурилма ишлаб чиқилди. Бу
қурилма турли оптик-механик асбоблар ва сканирловчи системаларда оптик
элементларни фазода юқори аниқлик билан бурчакли оғдиришга мўлжалланган.
Бу синфдаги қурилмаларнинг асосий фарқланиши прецизион вибромеханика
принципларидан фойдаланишдан иборат. Хусусан, бундай принциплардан бири
бу – пьезоэлектрик ўзгартиргичлар орқали юқори частотали эластик
тебранишларни ҳосил қилиб, йўналтириб, лазерли нурлантиришда сканирловчи
ойнани кўп ўлчовли бурчак оғишини таъминлаш мумкин.
Ушбу қурилмада юритма ротор шаклида динамик дебалансга эга ва 
.бурчак тезлик билан айланади. Сканирловчи қурилма 1-ойна, 2-ойнани сферик
тутқичи, 3-пьезоэлектрик ўзгартиргич, 4-корпус, 5-динамик дебаланс, 6дебаланснинг айланиш бурчаги датчиги, 7-қувват блоги ва 8-бошқарув
блогидан ташкил топган (1-расм).
Сферик виброўзгартиргичда юқори частотали эластик тебранишларни
қўзғатилса, ойна тутқичи билан динамик дебаланс берадиган куч таъсирида
координата бошидан ўтувчи ўқ атрофида бурилади. Тебранишларни қўзғатиш
давомийлиги  K  2 /  ва қўзғатиш фазаси момент вектори ҳолатига нисбатан
фазода ойнанинг оний айланиш ўқи ҳолати ва бурчак тезлигини аниқлайди,
яъни ойнанинг бурчак тезлик вектори   const ни бошқарув системаси билан
аниқлайди. Шу усул билан, пьезокерамик ўзгартиргич ва сферик тутқич
орасидаги ишқаланиш кучини ўзгартириб, ойнанинг фазода исталган ҳолатини
олиш мумкин.
1-расм. Оптик сканирловчи қурилма схемаси
Қурилманинг
асосий
техник
характеристикаси
қуйидагича:
қўзғалувчанлик сони иккига тенг, ойнанинг максимал массаси 10 кг, ҳар бир
координата бўйича бурчак тезлиги
2 рад/с ,
нотекислик коэффициенти 0,005,
рухсат этилган чегараси 5 107 рад , максимал радиал тезланиш 1,2  103 рад/с 2 ,
ойна диаметри 115 мм дан кичик эмас.
Ушбу қурилманинг камчилиги кам юк кўтаради, яъни ойнанинг айланиш
тезлигига унинг массаси таъсир этади. Прецизион сканирловчи қурилманинг
юк кўтариш қобилиятини ошириш учун сферик тутқичга маҳкамланган ойна
учун зарур динамик тадқиқотларни ўтказишни талаб этади ва бунинг асосида
динамик параметрлар ва омилларни ҳисобга олиб қурилмани қайта ишлаб
чиқиш мумкин бўлади.
Ушбу қурилманинг такомиллашган янги варианти лазер нурлари кўп
ўлчовли дефлектори саналади. Бу қурилма лазер нурлари билан фазода уч
ўлчовли бошқариш учун мўлжалланган бўлиб, ундан турли оптик-механик,
оптик-электрон
системаларда
лазерни
қўллашда
фойдаланиш
мумкин.
Қурилманинг ишлаш принципи тескари пьезоэлектрик эффектга асосланган ва
фазовий ультратовуш частотали механик тебранишларни пьезоэлектрик
ўзгартиргич орқали оптик элементларни кўп ўлчовли ҳаракатига айлантиради.
Механизмнинг
фазодаги
ҳолати
Эйлер
бурчаклари
ёрдамида
аниқланади. Механизмнинг ҳаракат тенгламасини ҳаракат миқдори моментиниг
координата ўқлари бўйлаб ўзгариши ҳақидаги теорема асосида келтириб
чиқариш мумкин:

I x


I y


I z

d x
  y z I z  I y   M xe
dt
d y
  z x I x  I z   M ye
dt
d z
  x y I y  I x   M ze
dt
Ушбу учта дифференциал тенгламаларга аниқланиши лозим бўлган
бурчак тезликнинг қўзғалувчан ёки қўзғалмас координаталардаги проекциялари
ва Эйлер бурчаклари, уларнинг вақт бўйича ҳосилалари орасидаги боғлиқликни
характерлайдиган Эйлернинг кинематик
тенгламалар системасини ҳосил қиламиз:
тенгламаларини
қўшиб олтита
 x   sin  sin    cos 

 y   sin  cos    sin 



 z   cos   
Бу системани интеграллаб, оптик ойнанинг x ,  y , z бурчак тезликлари
аниқланади.
Тадқиқ этилган сканатор ва дефлектор қурилмаларидан робототехникада,
тиббий асбоб-ускуналарни ишлаб чиқариш ва фойдаланишда, космик аппарат
ва техникаларда самарали фойдаланиш мумкин.
Адабиётлар
1. Каримов К.А., Каримов Р.И., Ахмедов А.Х. Развитие теоретических
основ механизмов с управляемыми параметрами и связями / Moнография. Т.:
“Иқтисод-Молия”, 2016 . - 326 с.
2. Каримов К.А., Ахмедов А.Х. Развитие математической модели
управляемых фрикционных и вибрационных механизмов // Международная
научная конференция «Инновация – 2021». Сборник научных статей. Ташкент,
Октябрь 2021 г., С. 116-118.
3.
Каримов
К.А.,
Ахмедов
А.Х.
О
возможностях
разработки
сканирующих устройств прецизионных механизмов с разделенными силовыми
и управляющими функциями // Материалы XXV международной научно технической конференции. г. Севастополь (Россия), 18-22 сентября 2017 г. С.
72-75.
4.
Каримов
К.А.,
Ахмедов
А.Х.
Перспективы
использования
инновационных идей и технологий при решении задач динамики управляемых
прецизионных
механизмов
//
«Деформацияланувчан
қаттиқ
жисмлар
механикаси» мавзусидаги республика илмий-амалий анжуман маърузалар
тўплами. II-жилд. Тошкент шаҳри, 25 октябрь 2018 йил. 32-41 б.
Скачать