Разработка и исследование системы моделирования несоосности валов электромеханического испытательного стенда

В данной работе разработана математическая модель системы несоосности испытательного стенда. Проанализирована зависимость влияния различных соединений (упругие и жесткие) при разных видах перемещений на вибрационное состояние системы. На основании полученных результатов разработана конструкция.

Введение ……………………………………………………………………………………………………… 15

1. Основная часть ……………………………………………………………………………………. 18

1.1 Теоретический анализ ………………………………………………………………………. 18

1.2 Анализ существующих решений ………………………………………………………. 23

1.3 Принципиальная схема системы ……………………………………………………….. 30

1.4 Математическое моделирование ………………………………………………………….. 33

1.4.1 Физическая модель ………………………………………………………………………….. 33

1.4.2 Система дифференциальных уравнений моделирования системы
несоосности……………………………………………………………………………………………… 35

1.5 Анализ параметров …………………………………………………………………………… 50

1.6 Теоретические исследования…………………………………………………………….. 60

1.7 Разработка конструкции системы несоосности валов ………………………… 94

2. Раздел «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение»…………………………………………………………………………………… 109

2.1 Оценка коммерческого и инновационного потенциала инженерных
решений ………………………………………………………………………………………………….. 111

2.1.1 Потенциальные потребители результатов исследований ………………. 111

2.1.2 Анализ конкурентных технических решений ………………………………….. 112

2.1.4 SWOT – анализ ………………………………………………………………………………. 113

2.2 Планирование потребности в человеческих ресурсах ………………………. 116

2.3 Определение возможных альтернатив проведения научных
исследований ………………………………………………………………………………………….. 117

2.4 Структура работ в рамках научного исследования ……………………………… 117

2.5 Определение трудоемкости выполнения работ ……………………………….. 119
2.6 Разработка графика проведения научного исследования …………………. 119

2.7 Бюджет НТИ ……………………………………………………………………………………… 122

2.7.1 Расчет материальных затрат НТИ …………………………………………………… 122

2.7.2 Расчет затрат на специальное оборудование для научных
(экспериментальных) работ ……………………………………………………………………. 125

2.7.3 Основная заработная плата исполнителей темы ……………………………… 125

2.7.4 Дополнительная заработная плата ………………………………………………….. 127

2.7.5 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) ……….. 127

2.7.6 Накладные расходы ……………………………………………………………………….. 128

2.7.7 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта . 128

2.8 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой,
бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования …. 130

3. Раздел «Социальная ответственность»……………………………………………….. 133

3.1 Введение ………………………………………………………………………………………… 135

3.2 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ….. 135

3.3 Производственная безопасность ……………………………………………………… 136

3.4 Микроклимат …………………………………………………………………………………. 138

3.5 Уровень шума на рабочем месте……………………………………………………… 138

3.6 Уровень вибрации на рабочем месте ……………………………………………….. 140

3.7 Освещенность на рабочем месте ……………………………………………………… 141

3.8 Электробезопасность………………………………………………………………………. 142

3.9 Требования во время работы испытательного стенда ………………………. 144

3.10 Экологическая безопасность. ………………………………………………………….. 144

3.10.1 Анализ влияния объекта исследования на окружающую среду и
«жизненного цикла» ………………………………………………………………………………. 144
3.10.2 Обоснование мероприятий по защите окружающей среды ……………. 145

3.11 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ………………………………………… 145

3.11.1 Анализ ЧС, которые может инициировать объект исследования ……. 145

3.11.2 Анализ ЧС, которые могут произойти во время исследования ………. 146

3.11.3 Мероприятия для предотвращения ЧС и их устранения ………………… 146

4.1 Заключение …………………………………………………………………………………….. 148

Заключение ……………………………………………………………………………………………….. 149

Список публикаций студента ……………………………………………………………………… 150

Список литературы и использованных источников …………………………………….. 151

Приложение 1 ……………………………………………………………………………………………. 154

Приложение 2 ……………………………………………………………………………………………. 168

Приложение 3 ……………………………………………………………………………………………. 176

Приложение 4 ……………………………………………………………………………………………. 177

Приложение 5 ……………………………………………………………………………………………. 178

В данной работе разработана и смоделирована в среде MatLAB система
несоосности валов электродвигателей. Проведен теоретический анализ, при
котором выявлено, что центровка наилучшим образом осуществляется при
помощи лазерных систем.
С помощью обзора существующих решений проанализированы
недостатки и достоинства уже известных систем несоосности, которые помогли
разработать принципиальную схему.

Также при помощи математической модели проанализировано влияние
несоосностей на вибрационные характеристики системы и выявлено, что
наибольшие амплитуды колебаний присутствуют при угловых смещениях. В
конкретной модели критическое состояние наблюдается при угловом смещение
опор в противоположные стороны на максимальное значение.

При небольших смещениях наиболее эффективным соединением является
упругое при помощи сильфонной муфты.

На основании всех полученных результатов спроектирована конструкция
электромеханического испытательного стенда.

В дальнейшем имеется возможность доработки разработанной системы
моделирования для получения более точных результатов, расширить диапазон
применения системы для различных типов электродвигателей и соединений
валов.
Список публикаций студента

1. Камышникова О.С., Буханченко С.Е. «Моделирование несоосности
валов технических систем на электромеханическом испытательном стенде» // VI
Международная научно-практическая конференция «Автоматизированное
проектирование в машиностроение» — 84 с.