Глава V. ЗАДАЧИ ОПТИМИЗАЦИИ ВИБРАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВИБРАЦИОННЫХ МАШИН
Весь процесс создания новой конструкции вибрационной машины состоит из нескольких основных этапов.
1. Выбор принципа действия технологического процесса. Примем, что выбран такой принцип, который требует применения средств вибрационной техники. Наиболее рациональной формой поиска принципа действия на этой стадии является
привлечение мнения наибольшего числа специалистов. О современных подходах к вопросу о выборе принципа действия см., например, [17].
2. Нахождение принципиальной схемы вибромашины и оптимальных значений ее параметров.
3. Конструирование (определение размеров, выбора материалов) и создание рабочих чертежей.
4. Построение образца, наладка, необходимая доработка и выпуск окончательной технической документации.
Данная глава главным образом посвящена выбору принципиальной схемы вибромашины и расчету ее параметров. Вопросы конструирования при заданной схеме являются достаточно общими, и поэтому можно рекомендовать [18, 28 и др.] Ниже рассмотрены только некоторые специфические для вибромашин вопросы конструирования.
Теория, которая изложена в этой главе, находит свое применение и часто бывает единственным подходом для решения задач из малоисследованной области. Если речь идет о таких вибромашинах, которые применяются уже долгие годы, то, как правило, основные особенности уже изучены довольно хорошо и известно, какие схемы предпочтительны. Для этих схем изложенный в данной главе подход может только несколько сократить объем вычисления при определении оптимальных значений параметров.
Если созданию подлежит достаточно оригинальная вибромашина, т. е., если ставится вопрос о необходимости резкого повышения производительности или создается машина для нового технологического процесса и т. д., то конструктор должен располагать какой-то информацией, на основе которой можно было бы выбрать варианты принципиальных схем. Данная глава посвящена тому, как получить так называемые идеальные законы движения рабочих органов. Под идеальным законом движения рабочего органа будем понимать такой закон движения, который обеспечивает наилучшие значения показателей качества будущей вибромашины при существующих технологических ограничениях. Таким образом, исходной информацией для решения задачи оптимизации (определения идеального закона движения) являются: а) математическое описание технологического процесса (см. параграф 2); б) представления о том, что следует считать наилучшей вибромашиной (см. параграф 3); в) данные о технических возможностях реализации.
Синтез схемы вибромашины состоит из следующих этапов: 1) определения идеального закона движения (см. параграф 4); 2) сравнения идеальных законов различных классов механизмов и выбора наиболее перспективного класса; 3) выбора схемы, способной наилучшим образом реализовать идеальный закон движения [4, 7, 41, 50, 51 и др.]; 4) определения оптимальных значений параметров схемы из условия наилучшего приближения реального закона к идеальному закону движения (см. параграф 8).
Сравнивая значения критерия оптимальности при идеальном законе движения и выбранной схемы, можно оценить, насколько рационально выбрана схема. Кроме того, идеальный закон движения дает возможность на самых ранних стадиях проектирования с минимальными затратами труда сравнить только на уровне идеальных законов разные, принципиально отличающиеся (например, ограничениями) классы приводных механизмов и наметить перспективные направления дальнейшего проектирования.
