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侃過驅動的方式以后，還可以侃一下被驅動的結構。
假如一個驅動力可以使系統(tǒng)啟動的話，系統(tǒng)就可以開始運轉，但運轉的過程中還會發(fā)生許多的問題。按我的習慣，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 振動問題。
4 潤滑問題。
控制位置精度的問題是一個比較復雜的問題，它與控制系統(tǒng)的選擇、被驅動件的慣量、控制的算法等一系列因素有關。
對于要求高速運動，而定位準確的物體，減少自身的慣量而提高其剛度是尤其重要的。有時，你必須放棄鋼鐵、鋁合金等結構而轉求采用復合材料。不管對誰來說，一個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，還應該提高結構的自振頻率，這對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，過高的精度有時沒有必要，它無故地增加了制造的成本。有時，你提出的、超高的精度其實是實現(xiàn)不了的，比如，你要求熱軋板帶的精度到‘繆’級就很難做到。還有就是，太高的精度引起的系統(tǒng)震蕩也是很難處理的，有時是對生產(chǎn)過程的嚴重干擾，可以大大地降低生產(chǎn)效率。
提高一個系統(tǒng)的位置控制精度和算法還有很大的關系，你的算法比較先進，簡單地解出軌跡和正確地修正和差補，都是提高控制精度的有效手段。
作為機械設計者，在設計這類東西時，你應該是先設計好你的所有機構，做完所有的慣量計算，找到最大的慣性力作用點和外載荷的附加點，再和專業(yè)的自控公司的家伙談控制，看他們的伺服電機或步進電機的力能參數(shù)是不是可以，控制卡是不是有這么高的響應和適當?shù)碾娏鬏敵觯憔涂梢缘贸鼋Y論，誰的東西是可以使用的，誰是真正混事的家伙。只有這樣，你設計的東西，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？到底是驅動跟不上？還是算法的問題，或是控制電路的問題。不知道這些，永遠是糊涂的。
說到一個系統(tǒng)的平衡問題，也有許多的講究，例如大型的棒材軋機的冷床就是一個很好的例子。
從精軋機經(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)整時刻在變化中，規(guī)格從∮10到∮40都有，究竟在哪一點平衡冷床是有說道的，你要和軋鋼工藝的家伙仔細探討，找到最常生產(chǎn)的規(guī)格，還要考慮生產(chǎn)的連續(xù)時間，工作做細了，對設備的壽命、電耗都有利，畢竟國家的錢也是錢，和大家都有關系，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，不僅是設備壽命受影響，基礎的壽命減低，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？ 非常可怕的！所以，當你接手設計這東西的時候，會有許多的人勸你這家伙的可怕后果，但東西設計好，擺在那里，大家能抄許多年，也是一件趣事。
平衡問題與振動問題有時是一個問題，有時是兩個問題，有時二者有關系，有時一點關系都沒有。做好平衡在某些場合可以減少振動，有時就不能，甚至根本就不能。
運動系統(tǒng)的振動有許多的原因，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頻率和系統(tǒng)接近而導致振動，附近的空壓機、活塞式內(nèi)燃機、有時甚至是某些液壓泵組也可以引起振動，要先找到振動的激勵源，做相應的處理，此類問題就可以解決。
比較難以處理的是扭轉振動，特別是采用活塞式內(nèi)燃機驅動的設備。這種振動一旦發(fā)生，很難消除，并嚴重地影響設備的使用壽命，甚至是很嚴重的破壞事故，必須事先加以避免。
你在做長軸系的設計的時候，要事先計算整個系統(tǒng)的扭振問題，只有計算完了這東西，才能開展結構設計，你要是說你不會，我估計你的領導不讓，一定要扣你的工資，但別人說不會就有正當?shù)睦碛桑热缯f正忙著搬家，或是孩子小。你沒什么理由。即使是人家設計的系統(tǒng)‘扭振’了，領導也會問你為什么？別人只是瞪著無辜的大眼睛看著，因為人家可以說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，你要處理不了，大家都跟你急，問你，你是干什么吃的，這點東西都對付不了？啊！勸你還是趁早準備好了，免得到時候著急！
潤滑問題是非常龐雜的東西，一個東西一個樣，一點規(guī)律都沒有，你那點所謂的‘經(jīng)驗’在什么時候都不管用，在一個大的設計院里，做不了設備設計的家伙，有時就被派去搞潤滑系統(tǒng)，殊不知，潤滑這東西也很復雜，像我這類特笨的家伙，在不著人‘待見’的時候，有時就配干點這類雜活。
低速重栽的非精密的場合，許多人愿意用軸套，隨便抓一個就用，人家能用，我也能用，但場合不同，材料和使用的方法還真是不同，有時就不能亂用。
見過一個設備的軸套，使不了幾天就壞了，換上還是壞，設計者說不知道怎么處理。看看環(huán)境才知道周圍的溫度特別高，打進去的干油熔化以后流出來結焦，根本就沒有潤滑作用，當然要燒軸套，換點高溫潤滑脂試試？那東西250度都不變色，也不熔化，再打進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。第三是每次運動都打定量的干油，當然這很浪費，但沒辦法。
還見過燒油膜軸承的，在負荷特重的工況下，油膜軸承的啟動要特別小心，有時要考慮用靜壓先把油打進去，運轉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。
滾動軸承也常有各種各樣的問題，有時是選型有問題，包括選型不對，負荷能力不足，潤滑有時也有問題。滾動軸承一般采用脂潤滑、油潤滑、油氣潤滑。在高速的情況下，假如負荷允許的條件下，使用油氣的潤滑是個不錯的選擇，既可以幫助散熱，也可以充分潤滑軸承的滾動體。總之，設計的時候，一定要仔細確定負荷、轉速、沖擊等問題，嚴格按要求潤滑，任何‘拍腦門’和想當然的東西都是不可取的。
當人們走過‘堅船利炮’的強打時代，無論是什么設備都逐漸有了自動化的成分。哪怕今天它是全手動的，恐怕有一天也得加進自動化的裝置。自動化系統(tǒng)的好壞有時是至關重要的，蘇霍伊設計局和米高揚設計局的戰(zhàn)機設計都是一流的，要論氣動布局和動力性能都舉世無雙，但戰(zhàn)斗實力差在計算機系統(tǒng)和自動化控制系統(tǒng)上。
美國的B2 是飛翼式氣動布局，單從氣動布局上看根本就沒有人工操縱的可能性，也就是說，假如停掉其自動飛行舵面控制系統(tǒng)，它馬上就會從天上掉下來，人工是根本操縱不了它的舵面的。由此可見，一個好的自動化控制系統(tǒng)是很重要的。
待續(xù)------------------------------------------------- | 
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發(fā)表于 2007-8-3 09:36:00
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