Академиялык изилдөөлөр, түшүнүктүү тил

Verianla | Кыргызча академиялык изилдөөлөр жана илим

27 сентябрь 2026, Жекшемби
VERİANLAКөз карандысыз илимий басма
Менюну ачуу же жабуу
...
Башкы бет / Колдонмо илимдер / Инженерия / Узун Жүрүштүү Кыймылдарга жана Жакшыртылган Эксплуатациялык Мүнөздөмөлөргө Ээ Координаттык Механизм үчүн Позициялык Пневматикалык Актуаторду Иштеп Чыгуу
Инженерия

Узун Жүрүштүү Кыймылдарга жана Жакшыртылган Эксплуатациялык Мүнөздөмөлөргө Ээ Координаттык Механизм үчүн Позициялык Пневматикалык Актуаторду Иштеп Чыгуу

Изилдөөчүлөр узак аралыктагы координаттык кыймылдарда электрдик сызыктуу модулдарга альтернатива боло ала турган позициялык пневматикалык актуаторду иштеп чыгышкан.

12/08/2026  Veri Anla 17 көрүү
Узун Жүрүштүү Кыймылдарга жана Жакшыртылган Эксплуатациялык Мүнөздөмөлөргө Ээ Координаттык Механизм үчүн Позициялык Пневматикалык Актуаторду Иштеп Чыгуу

Изилдөөчүлөр узак аралыктагы координаттык кыймылдарда электрдик сызыктуу модулдарга альтернатива боло ала турган позициялык пневматикалык актуаторду иштеп чыгышкан. Система штоксуз пневматикалык цилиндрди, тешиктүү рельс менен бирге иштеген контактсыз көп функциялуу струялык сенсорду жана тышкы пневматикалык тормоздоо түзүлүшүн бир башкаруу архитектурасына бириктирет. Физикалык эксперименттик стендде жүрүшү 400 mm жана поршенинин диаметри 40 mm болгон цилиндр колдонулса, узунураак жүрүштөгү жүрүм-турум математикалык модель аркылуу изилденген. Эксперименттик жана эсептик жылышуу, ылдамдык жана басым жыйынтыктарынын ортосундагы максималдуу айырма %18ден ашпаганы билдирилген. Эсептик эксперименттерде 6 m жүрүштө позициялоо катасы поршендин диаметри 25, 40 жана 63 mm болгондо тиешелүүлүгүнө жараша 150, 174 жана 189 µm деп табылган. Ошол эле учурда 6 m жүрүштүн жыйынтыктары физикалык түрдө 6 mлик стендде ырасталган эмес; узун жүрүшкө тиешелүү көз карандылыктар келечекте эксперимент жүзүндө текшерилиши керектиги изилдөөнүн өзүндө айтылат.

Иштеп чыгылган системанын негизги идеясы актуаторду бүт кыймыл боюнча өтө төмөн ылдамдыкта айдоонун ордуна ылдам кыймылды, башкарылуучу жайлоону, төмөн позициялоо ылдамдыгын жана механикалык/пневматикалык кулпулоону ырааттуу колдонуу болуп саналат. Тешиктүү рельс аркылуу пайда болгон басым импульстары программалануучу контроллер тарабынан саналып, учурдагы позиция аныкталат. Максаттуу чекитке жакындаганда агым чектелет, ылдамдык болжол менен 0,025 m/s деңгээлине түшүрүлөт, андан кийин тышкы тормоз түзүлүшү ташыгычты бекитет.

Изилдөөнүн жыйынтыктары жүктүн, токтоо координатасынын, жүрүш узундугунун жана поршендин диаметринин позициялоо катасына таасир этерин көрсөтөт. Мисалы, эсептик жыйынтыктарда поршендин диаметри 40 mm болгондо ката 1 m жүрүштө 79 µm, 3 mде 102 µm жана 6 mде 174 µmге чейин өсөт. Изилдөөчүлөрдүн техникалык-экономикалык баалоосунда пневматикалык чечим баштапкы инвестиция, тейлөө жана он жылдык эксплуатациялык чыгымдар боюнча айрым артыкчылыктарды бере алары айтылса, электр энергиясын керектөө электр актуаторуна салыштырмалуу болжол менен үч эсе жогору экени да белгиленет. Демек, изилдөө жөн гана “пневматика арзаныраак” деген жыйынтыкка келбейт; энергия, тейлөө жана жабдуу чыгымдарынын ортосундагы компромиссти көрсөтөт.

Түркиянын көз карашынан баалоо: Изилдөө Түркияда жүргүзүлгөн эмес жана берилген чыгымдар менен эксплуатация шарттарын Түркияга түз көчүрүп колдонууга болбойт. Ошого карабастан, узун жүрүштүү координаттык үстөлдөр, автоматтык сактоо системалары, иштетүү борборлору жана окшош өнөр жай автоматташтыруу системалары үчүн карап чыгууга ылайыктуу инженердик ыкма сунушталат. Түркиядагы мүмкүн болгон колдонмолор үчүн кысылган абаны өндүрүүнүн наркы, тейлөө инфраструктурасы, максаттуу жүрүш жана жүк профили, колдонулуучу жабдуулардын жеткиликтүүлүгү жана жергиликтүү машина коопсуздугу талаптары өзүнчө текшерилиши керек. Изилдөө Түркиядагы реалдуу ишканада экономикалык артыкчылыкты же 6 m жүрүштө талаалык өндүрүмдүүлүктү далилдебейт.

Изилдөөнүн негизги көйгөйү эмнеде?

Пневматикалык актуаторлор жогорку кыймыл ылдамдыгына, салыштырмалуу жөнөкөй түзүлүшкө жана өнөр жайда колдонуу мүмкүнчүлүгүнө ээ болгону менен так позициялоодо негизги кыйынчылык бар: аба кысылуучу чөйрө. Цилиндрдин эки камерасындагы басымдын өзгөрүшү, агымдын чектелиши жана термодинамикалык процесстерден улам ташыгычты белгилүү бир координатада жогорку тактык менен токтотуу электрдик сызыктуу жетектерге салыштырмалуу татаалыраак болот.

Изилдөөчүлөр өзгөчө бутага алган боштук 3 mден узун жүрүштөр. Изилдөөдө каралган мурдагы чечимдердин көбү 3 mге чейинки салттуу цилиндрлерге багытталганы; андан узун кыймылдарда атайын цилиндр, багыттагыч жана башкаруу жабдууларына муктаждык системаны татаалдаштырары айтылат.

Ошондуктан изилдөөнүн максаты жаңы цилиндр иштеп чыгуу менен гана чектелбейт. Иш үч компонентти бирге карайт:

  • Штоксуз негизги пневматикалык цилиндр,
  • позицияны басым импульстары аркылуу аныктаган көп функциялуу струялык сенсор,
  • максаттуу координатада акыркы бекитүүнү аткарган тышкы тормоз түзүлүшү.

Позициялоо цикли кандай иштейт?

Изилдөөдө идеалдаштырылган кыймыл A–F чекиттери менен аныкталган ылдамдык–жылышуу траекториясына бөлүнөт. Актуатор алгач ылдамдайт, туруктуу жогорку ылдамдык аймагына жетет, максатка жакындаганда жайлайт, төмөн позициялоо ылдамдыгы менен жүрөт жана акырында тормоздолуп токтойт.

Позициялоо аймагында өткөн жалпы жол төмөнкү байланыш менен аныкталат:

\[ L_{pz}=L_{pz1}+L_{pz2}+L_{pz3}+L_{tp} \]

Бул жерде \(L_{pz}\) жайлоо башталгандан толук токтоого чейинки жалпы позициялоо аралыкты; \(L_{pz1}\), \(L_{pz2}\) жана \(L_{pz3}\) ар башка которуу чекиттерин; ал эми \(L_{tp}\) максаттуу координата менен реалдуу токтоо координатасынын ортосундагы позициялоо катасын билдирет.

Позициялоо катасы булакта төмөнкүдөй аныкталган:

\[ L_{tp}=L_{k.z.}-L_{k.ost} \]

\(L_{k.z.}\) талап кылынган токтоо координатасы, \(L_{k.ost}\) болсо реалдуу токтоо координатасы. Демек, бул жерде микрометр менен берилген маанилер азайган сайын чыныгы позиция максатка жакындайт.

Verianla Live: Позициялык кыймыл циклинин беш баскычы

Бул процесс изилдөөнүн эсептик экспериментинде аныкталган типтүү циклди көрсөтөт. Баскычтар булакта берилген ырааттуулукта сакталган; ортого жаңы физикалык баскыч кошулган эмес.

БаскычТүшүндүрмөБулак
1. ЫлдамдооБасым камерасы болжол менен 6 bar деңгээлине көтөрүлөт; ташыгычтын ылдамдыгы 0дөн болжол менен 0,26 m/sге чейин өсөт.Эсептик эксперимент, 5-сүрөт жана тиешелүү түшүндүрмө
2. Туруктуу кыймылБасым камерасы болжол менен 5 bar деңгээлинде жана ташыгыч болжол менен 0,26 m/s ылдамдык менен жүрөт.Эсептик эксперимент, 5-сүрөт жана тиешелүү түшүндүрмө
3. ЖайлооБасым жана чыгаруу тарабындагы басымдар өзгөрүп жатканда ташыгычтын ылдамдыгы болжол менен 0,26 m/sден 0,025 m/sге чейин түшүрүлөт.Эсептик эксперимент, 5-сүрөт жана тиешелүү түшүндүрмө
4. Позициялоо ылдамдыгыТашыгыч максаттуу координатага болжол менен 0,025 m/s төмөн ылдамдык менен жакындайт.Эсептик эксперимент, 5-сүрөт жана тиешелүү түшүндүрмө
5. Тормоздоо жана токтооБашкаруу чынжыры тормоздоо абалына өтөт жана тышкы пневматикалык тормоз түзүлүшү ташыгычты бекитет.Эсептик эксперимент жана техникалык схема түшүндүрмөсү
 

Verianla Live: Визуалдаштыруу жогорудагы көрүнүп турган илимий маалымат таблицасынан браузерде түзүлөт. Таблица илимий source-of-truth катары сакталат.

Струялык сенсор позицияны кантип аныктайт?

Негизги кыймыл элементи PC1 деп аталган штоксуз пневматикалык цилиндр. Ташыгычтын кыймылы ошол эле учурда көп функциялуу струялык сенсор менен механикалык жактан байланышкан. Система боюнча тешиктери бар рельс жана NU деп аталган сопло колдонулат. Сопло тешиктердин үстүнөн өткөндө пневматикалык басым импульстары пайда болот. Басым сенсорлору бул импульстарды электрдик сигналдарга айландырат жана программалануучу контроллер импульстарды санап, ташыгычтын учурдагы координатасын аныктайт.

Максаттуу координатага жакындаганда D2 же D4 багыттоочу клапан кыймыл багытына жараша которулат. T1 + D2 жана T2 + D4 дросселдөө элементтери агымды чектеп, актуатордун позициялоо ылдамдыгына өтүшүн камсыздайт. Максаттуу координатага жетип, тормоздоо үчүн ылайыктуу төмөн ылдамдык шарты түзүлгөндө негизги D1 бөлүштүргүчү берүү жана чыгаруу линияларын жабуу абалына өтөт. D3 аркылуу струялык сенсордун башкаруу линиясындагы басым өзгөртүлүп, D5 тарабынан башкарылган PC2–PC3 тышкы тормоз элементтери ишке кирет.

Динамикалык модель эмнени эсептейт?

Негизги цилиндрдин кыймылы поршендин эки тарабындагы басым айырмасы менен сүрүлүү, каршылык, кысылуу жана тормоздоо күчтөрүн бирге камтыган экинчи тартиптеги кыймыл теңдемеси аркылуу моделденген. Булактагы негизги кыймыл теңдемеси төмөнкү түзүлүштө:

\[ m\frac{d^2x}{dt^2} = S(p_1-p_2) - F_{vf}\operatorname{sign}\left(\frac{dx}{dt}\right) - k_{vt}\frac{dx}{dt} - F_y - F_{str} - F_{ex}\operatorname{sign}\left(\frac{dx}{dt}\right) - F_t \]

Бул жерде \(m\) кыймылдуу массаны, \(S\) натыйжалуу поршень аянтын, \(p_1\) жана \(p_2\) цилиндр камераларындагы басымдарды, \(k_{vt}\) илешкектүү сүрүлүү коэффициентин, ал эми \(F_t\) тормоздоо күчүн камтыган күч мүчөлөрүнүн бирин билдирет. Булактагы 3-теңдемеден кийинки символдордун түшүндүрмөсүндө \(F_{vf}\) үчүн кайталанган жана бири-бири менен дал келген аныктамалар болгондуктан, символдор унчукпай кайра аталып кеткен эмес.

Тормоз күчү булакта пружинанын кысылышы жана сүрүлүү коэффициенти менен байланышкан:

\[ F_b=\mu\,c_{pr\,b}(x_{0b}-x_b) \]

Тормоз цилиндринин кыймылы да пружина күчүн, пневматикалык басымды, тышкы каршылыкты жана илешкектүү каршылыкты камтыган өзүнчө динамикалык теңдеме менен моделденет. Булак текстинде бул коэффициент формулада \(c_{pr\,b}\), ал эми түшүндүрмөдө \(c_{sp\,b}\) түрүндө берилиши редакциялык символдук дал келбестик болуп саналат; бул жерде булакта көрүнгөн форма сакталган.

Модель муну менен эле чектелбейт. Термодинамиканын биринчи мыйзамынын негизинде цилиндр жана агым жолдорундагы басымдар үчүн сызыктуу эмес дифференциалдык теңдемелер түзүлгөн; мындан тышкары D1–D5 бөлүштүргүчтөрүнүн жылдыргычтарынын механикалык кыймылдары өзүнчө теңдемелер менен берилген. Тормоздоо чечиминде колдонулган Boolean шарты булакта учурдагы координата максаттуу координатага жеткенде жана актуатордун ылдамдыгы 0,025 m/s же андан төмөн болгондо активдешкен башкаруу логикасы катары аныкталат.

Модель кандай божомолдорго негизделет?

  • Система бир массалуу механикалык модель катары кабыл алынган.
  • Берүү басымы жана абанын температурасы чоң көлөмдүү ресивер менен басым жөнгө салгычтын аркасында туруктуу бойдон калат деп кабыл алынган.
  • Позициялоо убактысы кыска болгондуктан термодинамикалык процесстер адиабаталык деп кабыл алынган.
  • Иштөө басымы 10 barдан ашпагандыктан кысылган аба идеал газ катары моделденген.
  • Майда агып кетүүлөр агып кетүү коэффициенти аркылуу эске алынган.
  • Майланган кыймылдуу кошулмаларда кургак сүрүлүү өзүнчө эсепке алынган эмес.

Бул божомолдор моделди эсептөөгө мүмкүн кылат; бирок реалдуу системадагы бардык сүрүлүү жана сызыктуу эмес таасирлер бирден-бир так берилген дегенди билдирбейт. Изилдөөчүлөр эксперимент менен моделдин ортосундагы эң чоң айырма өзгөчө өткөөл режимдерде байкалганын сүрүлүүнүн жана айрым сызыктуу эмес жүрүм-турумдардын жөнөкөйлөштүрүлүшү менен да байланыштырышат.

Эксперименттик стенд кандай курулган?

Эксперименттик стенддин негизги актуатору Camozzi 52G2P40A0400 штоксуз пневматикалык цилиндри. Цилиндрдин жүрүшү 400 mm, поршендин диаметри 40 mm. Бул деталь маанилүү: макаланын узун жүрүш боюнча максаты 6 mге чейин жеткени менен физикалык текшерүү стенди 0,4 m жүрүштү колдонот.

Струялык сенсордун агымдык жүрүм-турумун көзөмөлдөөдө Camozzi MF4008-10-R-BV-A агым сенсору жана Camozzi SWCN-P10-P3-2 басым сенсорлору колдонулган. Ташыгычтын чыныгы кыймылын өз алдынча көзөмөлдөө жана струялык сенсордун позиция маалыматын салыштыруу үчүн New Hong OVW6-10-2HC энкодери эталондук сенсор катары кызмат кылган. Сенсор маалыматтары Modbus регистрлеринде сакталган, компьютер менен контроллердин ортосундагы байланыш W5500 интерфейси аркылуу ишке ашырылган.

Электрондук башкаруу блогу үчүн негизги текстте GD32F103VET6 микроконтроллери жана GigaDevice өндүрүүчүсү көрсөтүлгөн. Бирок изилдөөнүн 7-сүрөтүнүн түшүндүрмөсүндө STM32F103VET6 жана STMicroelectronics аталышы берилген. Бул бирдей идентификация эмес; булак ичиндеги бул дал келбестик унчукпай оңдолгон эмес.

Эксперимент–модель шайкештиги канчалык?

Эсептик жана эксперименттик жылышуу, ылдамдык жана басым ийри сызыктары бирдей негизги кыймыл этаптарын көрсөткөн: ылдамдоо, туруктуу кыймыл, жайлоо жана токтоо. Изилдөөчүлөр максималдуу айырма %18ден ашпаганын билдиришет. Колдонулган салыштырма айырма төмөнкүдөй:

\[ a=\frac{a_t-a_e}{a_e}\times100\% \]

Бул жерде \(a_e\) эксперименттен алынган жылышуу, ылдамдык же басым маанисин; \(a_t\) болсо теориялык/модель жыйынтыгын билдирет. Максималдуу айырма өткөөл режимдерде пайда болгону жана бул моделдеги сүрүлүү менен сызыктуу эмес таасирлердин жөнөкөйлөштүрүлүшүнөн келип чыкканы белгиленет.

Бул %18 мааниси “модель бардык шартта %82 так” деп чечмеленбеши керек. Булактагы билдирүү каралган эксперименттик жана модель жыйынтыктарынын ортосундагы максималдуу салыштырма айырманы аныктайт.

Жүк көбөйгөндө позициялоо кандай өзгөрөт?

Эксперименттерде ташыгычка 10, 30 жана 60 kg массалар бекитилген. Изилдөөнүн өз баалоосу боюнча 10 kg шартына салыштырмалуу 30 kgда позициялоо тактыгы болжол менен 1,47 эсе, ал эми 60 kgда болжол менен 1,37 эсе начарлаган. Талкуу бөлүмүндө 10–60 kg диапазону үчүн бул таасир болжол менен 1,4 эселик начарлоо катары жалпыланат.

Бул жерде “тактыктын начарлашы” максаттуу координатадан четтөөнүн, башкача айтканда позициялоо катасынын өсүшүн билдирет. Маалыматтар 30 kg менен 60 kg ортосунда жөнөкөй жана толук сызыктуу начарлоону көрсөтпөгөндүктөн, “масса ар көбөйгөн сайын ката бирдей катышта өсөт” деген жыйынтык чыгарылбашы керек.

Токтоо координатасы эмне үчүн маанилүү?

Токтоо координатасы туруктуу максималдуу кыймыл ылдамдыгында өзгөртүлгөндө тактык байкаларлык өзгөргөн. Изилдөөчүлөр токтоо координатасын 0,10 mден 0,22 mге көбөйтүү тактыкты болжол менен 3,2 эсе начарлатканын; координата 0,35 mге жылганда болсо 0,22 m шартына салыштырмалуу болжол менен 2,2 эсе жакшыруу болгонун билдиришет.

Изилдөө бул жүрүм-турумду цилиндр боштуктарынын өзгөрмө көлөмү, поршендин четки дубалдарга салыштырмалуу абалы жана дросселдөө учурунда чыгаруу тарабында пайда болгон каршы басым менен байланыштырат. Ошондуктан жалпы жүрүш гана эмес, максаттуу токтоо цилиндр боюнча кайсы жерде ишке ашары да долбоордук параметр болуп саналат.

6 метр жүрүштө эсептелген ката канча?

Изилдөөнүн узун жүрүш боюнча эң көңүл бурарлык жыйынтыгы ар башка поршень диаметрлери менен жүргүзүлгөн эсептик эксперимент. Текстте 1, 3 жана 6 m үчүн сандык маанилер ачык берилет:

Verianla Live: Жүрүш узундугу жана поршендин диаметри боюнча эсептелген позициялоо катасы

Маанилер изилдөөнүн эсептик экспериментинен алынган. Булар 6 mлик физикалык эксперименттик стендден алынган өлчөөлөр эмес. Сызык берилген 1, 3 жана 6 m эсептик чекиттерди гана бириктирет; аралыктагы башка жерлерде жаңы өлчөө чекити бар дегенди билдирбейт.

Максималдуу жүрүш (m)25 mm поршень — ката (µm)40 mm поршень — ката (µm)63 mm поршень — ката (µm)ТүрүБулак
1657985Эсептик эксперимент14-сүрөт жана тиешелүү текст
386102117Эсептик эксперимент14-сүрөт жана тиешелүү текст
6150174189Эсептик эксперимент14-сүрөт жана тиешелүү текст
 

Негизги жыйынтык: Эсептик моделде жүрүш узарган сайын жана поршендин диаметри чоңойгон сайын максаттуу координатадан четтөө жалпысынан өсөт. 6 mде үч диаметр үчүн эсептелген ката 200 µmден төмөн бойдон калат.

Verianla Live: Визуалдаштыруу жогорудагы көрүнүп турган илимий маалымат таблицасынан браузерде түзүлөт. Таблица илимий source-of-truth катары сакталат.

Бул таблица изилдөөнүн “6 mге чейин 200 µm деңгээлинде позициялоо” деген билдирүүсүнүн эсептик негизин ачык көрсөтөт. Бирок физикалык эксперименттик стенд 400 mm жүрүш менен курулгандыктан, 6 mдеги өндүрүмдүүлүктү түз эксперименттик далил катары көрсөтүү туура эмес. Изилдөөчүлөр жыйынтык бөлүмүндө да ар башка поршень диаметрлеринде максималдуу жүрүш өскөн сайын токтоо тактыгынын кандай өзгөрөрүн келечекте эксперимент жүзүндө текшерүү керектигин белгилешет.

Техникалык жана экономикалык баалоо эмнени көрсөтөт?

Изилдөөчүлөр пневматикалык чечимди узун жүрүштүү электромеханикалык сызыктуу модулдар менен техникалык жана экономикалык жактан салыштырып, өз талдоосунда төмөнкү катыштарды билдиришкен:

Салыштырылган көрсөткүчИзилдөөдө билдирилген жыйынтыкЧечмелөө чеги
Актуатордун баштапкы наркыПневматикалык система болжол менен 1,3 эсе арзаныраакИзилдөөнүн өзүнүн экономикалык салыштыруусу.
Электр энергиясын керектөө наркыПневматикалык система болжол менен 3 эсе жогоруПневматикалык чечим энергия керектөө боюнча артыкчылык көрсөтпөйт.
10 жылдык оңдоо жана тейлөө чыгымдарыПневматикалык система болжол менен 2,6 эсе төмөнБулактагы изилдөөнүн эсебине көз каранды.
10 жылдык эксплуатациялык чыгымПневматикалык система болжол менен 2,2 эсе төмөнАр башка өлкө жана ишкана чыгымдарына түз көчүрүп колдонууга болбойт.

Жыйынтык бөлүмүндө иштелип чыккан система үчүн болжол менен 1,7 миллион рубль нарк да берилет. Бул маани изилдөөнүн өз экономикалык контекстине тиешелүү; аны башка өлкөгө, жылга же өндүрүш масштабына валюта котормосун жасап түз жалпылоого болбойт.

Изилдөө колдогон жыйынтыктар

  • Штоксуз пневматикалык цилиндр, струялык позиция аныктоо жана тышкы тормоздоо бир позициялык башкаруу архитектурасында иштетилген.
  • 400 mm жүрүштүү эксперименттик стендде системанын кыймылы жана сенсордук кайтарым байланышы физикалык түрдө сыналган.
  • Математикалык моделдин жылышуу, ылдамдык жана басым жыйынтыктары эксперименттик маалыматтар менен салыштырылып, максималдуу айырма %18ден ашпаганы билдирилген.
  • Жүк жана токтоо координатасы позициялоо катасына таасир этери эксперименттик жана эсептик изилдөөлөр менен көрсөтүлгөн.
  • Эсептик моделде 6 mге чейинки жүрүш жана 25, 40, 63 mm поршень диаметрлери үчүн позициялоо каталары эсептелген.
  • Моделде 6 m жүрүш үчүн эсептелген каталар 150–189 µm аралыгында.

Изилдөө колдобогон же азырынча ырастабаган жыйынтыктар

  • 6 m жүрүштө физикалык эксперимент менен ырасталган 150–189 µm өндүрүмдүүлүк көрсөтүлгөн эмес.
  • Ар бир жүк, поршень диаметри, басым жана өнөр жай иш шартында 200 µm же андан жакшы тактык кепилденбейт.
  • Модель–эксперимент шайкештиги модель бардык мүмкүн болгон өнөр жай шарттарында ошол эле ката чеги менен иштей турганын далилдебейт.
  • Экономикалык катыштар бардык өлкөлөр жана фабрикалар үчүн универсалдуу чыгым артыкчылыгын билдирбейт.
  • Электр керектөө жагынан пневматикалык система артыкчылыктуу экени көрсөтүлгөн эмес; булак тескерисинче жогорку керектөө наркын билдирет.
  • Изилдөө узак мөөнөттүү талаалык ишенимдүүлүктү же көп жылдык физикалык чыдамдуулук экспериментин бербейт.

Изилдөөнүн Ыкмасы жана Жыйынтыктары

Негизги эксперимент жана модель параметрлери

ПараметрБелги / компонентМааниБирдик
Газ туруктуусуR287J/(kg·K)
Абанын температурасыTm293K
Түтүктүн диаметриdtr1, dtr20,006m
Компрессор басымыpm600.000Pa
Атмосфералык басымpa101.325Pa
Адиабаталык коэффициентk1,4Өлчөмсүз
Кыймылдуу массаm10; 30; 60kg
Тышкы каршылык күчүFBH50N
Негизги цилиндр поршенинин диаметриD0,04m
Тормоз цилиндри поршенинин диаметриDt0,04m
Илешкектүү сүрүлүү коэффициентиkvt320N·s/m
Эксперимент/модель негизги цилиндр жүрүшүL0,4m
Тормоз материалынын сүрүлүү коэффициентиkt0,4Өлчөмсүз

Таблицадагы параметрлер математикалык моделдин негизги баштапкы шарттары. Айрыкча \(L=0,4\) m мааниси физикалык текшерүүнүн негизи 6 mлик цилиндр эмес, 400 mmлик эксперименттик стенд экенин кайра көрсөтөт.

Струялык сенсордун долбоордук параметрлери

Долбоордук параметрИзилдөөдө аныкталган маани
Соплонун диаметри0,8 mm
Дросселдик шайбанын диаметри2 mm
Рельстеги тешиктердин аралыгы2 mm
Рельс тешигинин диаметри0,8 mm
Тиешелүү максималдуу кыймыл ылдамдыгы0,26 m/sге чейин

Рельстеги 2 mm тешик аралыгы системанын булакта билдирилген 2 mmлик дискреттик кадамы менен байланыштуу. Бирок 2 mm сенсор/координата дискреттүүлүгү менен микрометр деңгээлиндеги акыркы токтоо катасы бир эле чоңдук эмес; актуатор максатка жакындаганда жайлоо жана тышкы тормоздоо механизми өзүнчө роль ойнойт.

Кыймыл өндүрүмдүүлүгү

Өндүрүмдүүлүк көрсөткүчүБулакта билдирилген мааниКонтекст
Максималдуу ылдамдык0,26 m/sге чейинЭкспериментте жана моделде колдонулган кыймыл цикли
Позициялоо ылдамдыгы0,025 m/sТормоздоого чейинки төмөн ылдамдык аймагы
Кыскача мазмунда билдирилген орточо ылдамдык0,15 m/s6 m максималдуу жүрүш контекстиндеги жалпы өндүрүмдүүлүк билдирүүсү
Дискреттик кадам2 mmСтруялык сенсор / тешиктүү рельс түзүлүшү
Жалпы максатталган позициялоо деңгээли200 µmге чейинки ката чегиУзун жүрүш долбоордук максаты жана эсептик жыйынтыктар
Модель–эксперимент максималдуу айырмасы%18ден ашпайтЖылышуу, ылдамдык жана басым салыштыруулары

Позициялоо катасын аныктаган негизги өзгөрмөлөр

Жүк: 10, 30 жана 60 kg эксперименттери жүктүн позициялоого таасир этерин көрсөткөн. Булактагы жыйынтыктар жөнөкөй сызыктуу жүк–ката байланышын бербейт; бирок 10 kg шартына салыштырмалуу жогорку жүктөрдө ката көбөйгөн.

Токтоо координатасы: 0,10–0,35 m аралыгындагы изилдөөлөр цилиндрдин орто жана четки аймактарында ар башка каршы басым шарттары пайда болгондуктан ката чоңдугу токтоо чекитине көз каранды экенин көрсөткөн.

Жүрүш узундугу: Эсептик изилдөөдө жүрүш 1 mден 6 mге узарганда үч поршень диаметринин баарында ката өскөн.

Поршендин диаметри: Бирдей жүрүш узундугунда эсептелген ката 25 mm поршень үчүн эң төмөн, 63 mm поршень үчүн эң жогорку маанилерди берген.

Статистика жана текшерүү ыкмасы

Изилдөөдө эсептик жана эксперименттик жыйынтыктарды иштетүүдө эң кичине квадраттар ыкмасы колдонулганы айтылат. Булакта p мааниси, ишеним аралыгы же классикалык гипотеза тесттерине тиешелүү α маанилүүлүк босогосу берилген эмес. Ошондуктан жыйынтыктар статистикалык маанилүүлүк тести жүргүзүлгөндөй көрсөтүлбөшү керек.

Математикалык модель SimInTech 2.25.5.23 чөйрөсүндө ишке ашырылган. Бирок ыкманы түшүндүрүүдө сандык чечкич боюнча булак ичиндеги дал келбестик бар: бир бөлүмдө эң жакшы жыйынтык ode15s ыкмасы менен алынганы, ал эми эсептик эксперимент бөлүмүндө модель өзгөрмө интеграция кадамы бар Gear ыкмасы менен изилденгени айтылат. Булак бул эки билдирүүнүн байланышын ачык шайкеш келтирбейт.

Колдонуу чөйрөсү кандай чектелет?

Изилдөөчүлөр мүмкүн болгон колдонуу чөйрөлөрүнүн арасында CNC координаттык тешүү станокторун, автоматтык кампаларды, иштетүү борборлорун, координаттык үстөлдөрдү, роботтоштурулган станокторду жана автоматтык өндүрүш линияларын атап өтүшөт. Изилдөөдө өзгөчө болжол менен 0,1 mmге чейинки тактык талабы жана 6 mге чейинки жүрүш диапазону максаттуу колдонуу аймагы катары талкууланат.

Бирок бул колдонмолор тизмеси аталган бардык машиналарда узак мөөнөттүү талаалык эксперимент жүргүзүлгөнүн билдирбейт. Физикалык иш көзөмөлдөнгөн эксперименттик стендде жүргүзүлгөн, ал эми узун жүрүш бөлүгү математикалык модель аркылуу кеңейтилген.

Булак жана Ыкма Жөнүндө Эскертүү

Толук түпнуска изилдөө аталышы: Positional Pneumatic Actuator Development for a Coordinate Mechanism with Long-Stroke Movements and Improved Operational Characteristics

Авторлор жана түпнуска ирети: Daniil A. Korotych; Vyacheslav I. Grishchenko; Alexey N. Beskopylny.

Тең салым/тең биринчи автор: Булакта тең биринчи автор же тең салым белгиси көрсөтүлгөн эмес.

Жооптуу автор: Alexey N. Beskopylny.

Мекемелер: Daniil A. Korotych жана Vyacheslav I. Grishchenko — Department of Hydraulics, Hydro Pneuma Automatics and Thermal Processes, Faculty of Automation, Mechatronics and Control, Don State Technical University, Rostov-on-Don, Russia. Alexey N. Beskopylny — Department of Transport Systems, Faculty of Roads and Transport Systems, Don State Technical University, Rostov-on-Don, Russia.

Булактын түрү: Рецензияланган изилдөө макаласы.

Журнал: Actuators.

Басмакана: MDPI, Basel, Switzerland.

Том / сан / макала номери: Том 15, Сан 3, Макала 173.

DOI: 10.3390/act15030173

Жөнөтүлгөн: 23 Февраль 2026.

Кайра каралган: 12 Март 2026.

Кабыл алынган: 17 Март 2026.

Жарыяланган: 19 Март 2026.

Расмий жарыя шилтемеси: https://www.mdpi.com/2076-0825/15/3/173

DOI шилтемеси: https://doi.org/10.3390/act15030173

Лицензия: Creative Commons Attribution (CC BY).

Каржылоо: Авторлор изилдөө тышкы каржылоо албаганын билдиришет. Ыраазычылык бөлүмүндө Don State Technical University жетекчилигине ресурстар жана финансылык колдоо үчүн ыраазычылык айтылат; булак бул институттук колдоону тышкы фонд катары классификациялаган эмес.

Маалыматтардын жеткиликтүүлүгү: Изилдөөнүн түпнуска салымдары макаланын ичинде экени, кошумча суроолорду жооптуу авторго жөнөтүүгө болору айтылган.

Кызыкчылыктардын кагылышы: Авторлор кызыкчылыктардын кагылышы жок экенин билдиришкен.

Авторлордун салымы: Концептуалдаштыруу D.A.K. жана V.I.G.; ыкма D.A.K. жана V.I.G.; программалык камсыздоо V.I.G.; текшерүү D.A.K. жана V.I.G.; формалдуу талдоо D.A.K. жана V.I.G.; изилдөө A.N.B., D.A.K. жана V.I.G.; ресурстар жана маалыматтарды курациялоо үч автор; алгачкы долбоор жана карап чыгуу үч автор; визуалдаштыруу D.A.K. жана V.I.G.; жетекчилик, долбоорду башкаруу жана каржылоону алуу A.N.B. деп билдирилген.

Булак ичиндеги дал келбестиктер боюнча эскертүүлөр: Сандык чечүү ыкмасы бир бөлүмдө ode15s, башка бөлүмдө өзгөрмө кадамдуу Gear ыкмасы деп берилген. Электрондук башкаруу блогу негизги текстте GD32F103VET6/GigaDevice, 7-сүрөттүн түшүндүрмөсүндө STM32F103VET6/STMicroelectronics деп көрсөтүлгөн. Мындан тышкары, талкуу бөлүмүндө “speed—up to 1.8 s” түрүндө убакыт бирдиги менен жазылган билдирүү бар. Бул пункттар унчукпай оңдолгон же бир версияга келтирилген эмес.

Негизги методологиялык чектөө: Физикалык эксперименттик стенддин негизги цилиндр жүрүшү 400 mm. 1–6 m жүрүш жана 25–63 mm поршень диаметри үчүн берилген узун жүрүш каталары эсептик эксперименттерге негизделген. Изилдөөнүн жыйынтык бөлүмү да максималдуу жүрүш узундугу өскөн сайын токтоо тактыгы ар башка поршень диаметрлеринде кандай өзгөрөрүн келечекте эксперимент жүзүндө текшерүүнү сунуштайт. Ошондуктан 6 m жүрүштөгү 150–189 µm ката маанилери талаалык же 6 m физикалык эксперимент жыйынтыгы катары чечмеленбеши керек.

Илимий мазмундун көлөмү: Бул Verianla түшүндүрмөсү жүктөлгөн изилдөөнүн ыкмасына, формулаларына, экспериментине, сүрөттөрүнө, таблицаларына, жыйынтыктарына, талкуусуна жана чектөөлөрүнө негизделген. Тышкы булактар библиографиялык жарыянын идентификациясын текшерүү үчүн гана колдонулган; негизги илимий жыйынтыктарга башка изилдөөлөрдөн жаңы эксперименттик табылга кошулган эмес.


Бөлүшүү:

Пикирлер текшерилгенден кийин жарыяланат.Пикириңиз жактыруу процессине жөнөтүлүп, ылайыктуу деп табылганда көрүнөт.

Пикир калтырыңыз

E-mail дарегиңиз жарыяланбайт. Милдеттүү талаалар * менен белгиленген

Бул сайтта кукилерге уруксат берүү тажрыйбаңызды жакшыртат. Куки саясаты