В работе с использованием среды Matlab и пакетами расширений Simulink и Fluids выполнен динамический анализ имитационной модели гидропривода наклона дуговой сталеплавильной печи. Актуальность темы выпускной квалификационной работы обусловлена экономией времени и ресурсов предприятия при создании имитационной модели вместо стендовой модели механизма «в железе», а также наглядностью полученной модели. Динамический анализ механизма выполнен путем создания блок-схемы гидравлического привода с рассчитанными для заданной системы параметрами, выполненной в расширении Fluids и подачи сигнала усилия на твердотельную модель печи, выполненной в расширении Simulink. / This article contains dynamic analysis of the simulation model of the hydraulic tilt drive of an arc steelmaking furnace was performed with use of the Matlab environment and Simulink and Fluids extension packages. The relevance of the topic of the final qualifying work is due to the saving of time and resources of the enterprise when creating a simulation model instead of a bench model of the mechanism "in metal", as well as the visibility of the resulting model. The dynamic analysis of the mechanism was performed by creating a block diagram of a hydraulic drive with parameters calculated for a given system, performed in the Fluids expansion and sending a force signal to a solid-state furnace model performed in the Simulink expansion.

Работа посвящена моделированию устройства затравки для машины непрерывного литья заготовки(МНЛЗ) ЭСПЦ ПАО "ММК" в программном пакете Matlab. В первом разделе: описаны основные виды разливки стали, выполнен обзор конструкции аналогичных МНЛЗ по литературным материалам, что позволило рассмотреть конструктивные особенности аналогичных машин, технических характеристик и принципов действия МНЛЗ. А так же была рассмотрена работа кристаллизатора МНЛЗ, конструкция устройства затравки в ЭСПЦ ПАО «ММК». Во втором разделе: описана общие особенности гидроприводов, далее описан гидропривод устройства затравки, рассчитан и выбран гидроцилиндр(ГЦ), рассчитаны основные расходы жидкости в ГЦ, проверена устойчивость ГЦ во время работы, расчёт произведён в системе компьютерной алгебры Matcad, выбрана рабочая жидкость, а так же её альтернатива. Раздел три посвящен: построению кинематики и постановке кинематических связей механизма затравки в Matlab, построению 3d моделей основных частей устройства, настройке рабочих блоков, а так же настройке работы тянущей клети. Раздел четыре посвящен: построению гидропривода механизма затравки в Matlab, построению рабочих блоков и их настройка, настройке работы распределителя гидропривода, переводу сигнала гидравлики в возвратно- поступательную работу кинематики. Пятый раздел подводит итоги работы: проверка результатов и их анализ, а так же предложения по дальнейшей модернизации системы. / This work is devoted to simulation of the dummy bar for the continuous casting machine of the electric furnace shop of Public Joint Stock Company " Magnitogorsk Iron and Steel Works" in the "Matlab" environment. In the first section: the main types of steel casting are described, a review of the design of similar CCM’s according to literary materials is carried out, which allowed us to consider the design features of similar machines, technical characteristics and principles of operation of CCM. The work of the CCM crystallizer, the design of the dummy bar in the electric furnace shop of MMK PJSC was considered as well. In the second section: the general features of hydraulic drives are described, the hydraulic drive of the dummy bar is further described, the hydraulic cylinder (HC) is calculated and selected, the main fluid flow rates in HC are calculated, the stability of HC during operation is checked, the calculation is made in the Mathcad computer algebra system, the working fluid is selected, as well as its alternative. Section three is devoted to: building kinematics and setting kinematic connections of the dummy bar in Matlab, building 3d models of the main parts of the device, setting up working blocks, as well as setting up the operation of the withdrawal-roll set. Section four is devoted to: the construction of the hydraulic drive of the dummy bar in Matlab, the construction of working blocks and their adjustment, the adjustment of the hydraulic drive distributor, the translation of the hydraulics signal into the reciprocating operation of kinematics. The fifth section summarizes the results of the work: verification of the results and their analysis, as well as proposals for further modernization of the system.

В результате условий эксплуатации коммунальной техники снижается надёжность гидравлических систем, повышаются затраты на техническое обслуживание и резко снижается производительность машины в целом. Для выявления недостатков гидропривода щеточного узла коммунальной машины и разработки мероприятий по их устранению, необходима имитационная модель с возможностью изменения кинематических и динамических параметров. В ходе данной работы были рассчитаны параметры гидропривода с помощью программы Mathcad, создана твердотельная имитационная модель щеточного узла МК2000 с подключенным гидроприводом используя пакета программ MATLAB Simulink Multibody/Fluids. Наличие имитационной модели позволяет в дальнейшем анализировать изменения в динамике механизма на этапе проектирования; верно подобрать ответственные узлы; уменьшить затраты времени на сложные расчеты; повысить качество построения механизма с исключением человеческих ошибок. / The operating conditions of municipal equipment reduce the reliability of hydraulic systems, increase maintenance costs, and drastically reduce the overall performance of the machine. A simulation model with the possibility of changing kinematic and dynamic parameters is needed to identify the disadvantages of the hydraulic drive of the municipal machine brush unit and to develop measures for their elimination. In the course of this work parameters of hydraulic drive were calculated using Mathcad program, a solid-state simulation model of the sweep gear MK2000 with connected hydraulic drive was created using MATLAB software package Simulink Multibody/Fluids. The simulation model allows further analysis of changes in mechanism dynamics at the design stage; to correctly select responsible units; to reduce time spent on complex calculations; to increase quality of mechanism construction with exclusion of human errors.

В данной работе были рассмотрены различные испытательные машины, изучен принцип и особенности работы разрывной машины для статических испытаний металлов Р-10. Проведены расчеты геометрических параметров гидроцилиндров (основного рабочего и захватов), прочностной и расчет на устойчивость. Также, исходя из перечисленных расчетов подобран рабочий насос и среда – масло. Смоделированы детали модели в пакете программ SolidWorks, а в пакете MATLAB Simscape составлена сборка разрывной машины и добавлена система с гидроприводом. В результате исследования была получена имитационная модель статической разрывной машины для металлов, при помощи которой было проведено моделирование испытания на растяжение. Для этого был выбран образец стали известной марки с заранее определенными геометрическими параметрами. После чего к образцу были приложены различные усилия, и сняты показания удлинения образца. На основе этого был получен график. Затем с помощью данных усилие/перемещение и начальных геометрических параметров были рассчитаны пределы пропорциональности, текучести, прочности на основании которых и был определен материал образца. Данный пример демонстрирует правильность разработки подобных моделей в системе MATLAB, которые могут позволить провести детальные исследования процессов работы механизмов машины во время испытаний, в том числе оценить характеристики гидравлической системы разрывной испытательной машины. / In this dissertation, various testing machines were considered, the principle and features of the operation of a tensile testing machine for static testing of metals R-10 were studied. Calculations of the geometrical parameters of hydraulic cylinders (main working and grippers), strength and stability calculations were carried out. Also, based on the above calculations, a working pump and a medium - oil were selected. The details of the model were modeled in SolidWorks, and the tensile testing machine assembly was assembled in MATLAB Simscape and the hydraulic actuator system was added. As a result of the study, a simulation model of a static tensile testing machine for metals was obtained, with the help of which a simulation of a tensile test was carried out. For this, a sample of well-known brand steel with predetermined geometric parameters was selected. After that, various forces were applied to the sample, and indications of the elongation of the sample were taken. Based on this, a graph was obtained. Then, using the force / displacement data and the initial geometric parameters, the limits of proportionality, yield, strength were calculated, on the basis of which the sample material was determined. This example demonstrates the correctness of developing such models in MATLAB. They can make it possible to conduct detailed studies of the operation of the machine mechanisms during testing, including the evaluation of the characteristics of the hydraulic system of the tensile testing machine.