ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

Аннотация
Рассматриваются вопросы определения энергии деформации несущих систем технологических машин  и энергетических соотношений между ними при выполнении технологических операций. Целью данной работы является выработка рекомендаций для модернизации конструкции несущих систем на примере ткацкого станка СТБ для выработки плотных тканей. Анализ научной литературы по данному направлению указывает на то, что вопросам влияния элементов несущих систем на систему заправки ткацкого станка уделено недостаточно внимания. Актуальность исследования обусловлена отсутствием единой методики, позволяющей задавать параметры несущих систем с учетом технологических требований и качества получаемого готового продукта. Для определения энергии деформации в  работе рассмотрена расчетная модель ткацкого станка для выработки плотных тканей, включающая в себя неподвижное скало и подскальную трубу как опору для нитей основы. Средствами CAD системы SolidWorks и конечно-элементного CAE комплекса ANSYS определены значения энергии деформации несущей и скальной систем ткацкой машины СТБ-180, а также перемещений их конструктивных элементов в зависимости от технологического усилия, варьируемого в пределах 4000…10 000 Н. Анализ  результатов проведенных расчетов показывает, что энергия деформации несущей системы и скал составляет около 25 % от полезной работы, идущей на формирование ткани,  что говорит о необходимости повышения жесткостей несущей и скальной систем. В результате проведенных исследований предложена модернизированная конструкция станка для выработки плотных тканей, в которой предусмотрено введение дополнительных опор для  неподвижного скало и подскальной трубы с опиранием на переднюю связь. Анализ результатов расчетов с учетом предложенной модернизации конструктивных элементов позволяет сделать вывод, что для станка модернизированной конструкции величина энергии деформации значительно уменьшается. Полученные результаты исследований позволили выработать конкретные рекомендации по модернизации конструкций несущей и скальной систем ткацких станков СТБ для выработки плотных и технических тканей.

Список литературы
1. Подгорный Ю.И. Методы исследования заправок, их синтез и разработка критериев оптимальности условий эксплуатации ткацких станков при формировании плотных тканей: дис. … д-ра техн. наук: 05.19.03; 05.02.13: защищена 20.05.1990: утв. 07.12.1990. – Кострома, 1990. – 541 с.

2. Подгорный Ю.И., Афанасьев Ю.А. Исследование и проектирование механизмов технологических машин: монография. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000. – 191 с.

3. Подгорный Ю.И., Афанасьев Ю.А., Кириллов А.В. Исследование и выбор параметров при синтезе и эксплуатации механизмов технологических машин: монография. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002. – 196 с.

4. Кириллов А.В. Исследование и разработка конструктивных элементов остовов ткацких станков СТБ: дис … канд. техн. наук: 05.02.13: защищена 24.04.2002: утв. 12.07.2002. – М., 2002. – 187 с.

5. Саввин О.А. О деформации основных нитей на скале и дуге ее распространения // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. – 2007. – № 2 (297). – С. 45–48.

6. Саввин О.А. Понятие геометрической и реальной деформации. Геометрическая деформация ветвей основы при поступательном движении скала // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. – 2007. – № 3 (298). – С. 55–59.

7. Саввин О.А, Селезнева Е.В., Сергеева А.В. Определение деформации ветвей основы, огибающих скало, методом элементарных перемещений // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. – 2008. – № 4 (309). – С. 52–55.

8. Саввин О.А., Кузнецов Г.К., Герасимова С.Ф. Система заправки ткацкого станка как механическая система с переменными параметрами // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. – 2009. – № 2 (314). – С. 33–36.

9. Саввин О.А. Влияние сил трения основы по скалу на его взаимодействие с системой заправки ткацкого станка // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. – 2009. – № 3 (316). – С. 35–38.

10. Саввин О.А. Влияние сил сухого трения в опорах на движение скальной системы станка СТБ-175 и о допущении В.А. Гордеева // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. – 2009. – № 4 (318). – С. 47–51.

11. Саввин О.А., Титов С.Н., Герасимова С.Ф. Особенности вычисления обобщенных сил и деформаций ветвей основы при изучении динамики скальной системы // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. – 2009. – № 4С (319). – С. 33–36.

12. Саввин О.А. Связь между деформацией ветви основы, огибающей скало, и плечом силы ее натяжения // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. – 2011. – № 2 (331). – С. 34–37.

13. Степанов С.Г., Волков И.И. Влияние силы прибоя, дозировки уточной нити на параметры формирования ткани и изменение этих параметров в течение времени прибоя // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. – 2008. – № 1 (305). – С. 30–35.

14. Селиверстов В.Ю., Гречухин А.П. Исследование процесса формирования тканей с переменной плотностью по утку на станке СТБ с товарным регулятором периодического действия // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. – 2008. – № 4С (310). – С. 62–64.

15. Исследование и пути стабилизации натяжения нитей основы в процессе формирования ткани на бесчелночном ткацком станке / А.С. Шлыков, Р.В. Быкадоров, И.С. Бобылькова, Н.М. Сокерин // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. – 2011. – № 6 (335). – С. 42–48.

16. Макаров В.А., Хозина Е.Н., Ковалева О.С. К вопросу о повышении производительности ткацких машин с малогабаритными прокладчиками утка // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. – 2008. – № 2 (306). – С. 93–99.

17. Распределение энергии в системе прокладывания утка ткацких машин с малогабаритными прокладчиками в вероятностном аспекте / В.В. Петров, Е.Н. Хозина, В.А. Макаров, О.С. Ковалева // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. – 2008. – № 5 (311). – С. 83–89.

18. Степанов О.С., Романычев Н.К., Моторин Л.В. Ткань из высокомодульных технических нитей // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. – 2009. – № 3 (316). – С. 41–44.

19. Черняева О.Е., Карева Т.Ю. Сравнительное исследование напряженности конструктивно-заправочной линии нитей основы в процессе выработки баллистической ткани на станках СТБ и Dornier // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. – 2010. – № 1 (322). – С. 50–54.

20. Макаров В.А., Сурков Б.А., Хозина Е.Н. Сила прибоя как часть вектора суммарного натяжения ветвей зева основы, пределы ее ограничения // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. – 2013. – № 1 (343). – С. 120–125.

21. Назарова М.В., Романов В.Ю. Оценка напряженности заправки ткацкого станка при изготовлении тканей различного переплетения // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. – 2013. – № 2 (344). – С. 63–67.

22. Богатырева М.С., Старинец И.В. Исследование жесткости системы заправки ткацкого станка // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. – 2013. – № 3 (345). – С. 644–66.

23. Wang X.R., Jin J.Q., Li Y.Z. The harmonic response analysis of workover rig platorm base on ANSYS Workbench // Advanced Materials Research. – 2014. – Vol. 945–949. – P. 766–769. – doi: 10.4028/www.scientific.net/AMR.945-949.766.

24. Integration of production steps on a single equipment / V. Skeeba, V. Pushnin, I. Erohin, D. Kornev // Materials and Manufacturing Processes. – 2015. – Vol. 30, iss. 12. – P. 1408–1411. – doi: 10.1080/10426914.2014.973595.

25. Zhang X., Chen Y., Yao W. Relationship between bridge natural frequencies and foundation scour depth based on IITD method // Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology. – 2013. – Vol. 6, iss. 1. – P. 102–106.

26. Определение основных параметров технологического оборудования / Ю.И. Подгорный, Т.Г. Мартынова, В.Ю. Скиба, В.Н. Пушнин, Н.В. Вахрушев, Д.Ю. Корнев, Е.К. Зайцев // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2013. – № 3 (60). – С. 68–73.

27. Integrated processing: quality assurance procedure of the surface layer of machine parts during the manufacturing step "Diamond Smoothing" / V.Yu. Skeeba, V.V. Ivancivsky, D.V. Lobanov, A.K. Zhigulev, P.Yu. Skeeba // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2015. – Vol. 125. – P. 012031. – doi: 10.1088/1757-899X/125/1/012031.

28. Методика уравновешивания роторов технологических машин / Ю.И. Подгорный, Т.Г. Мартынова, В.Ю. Скиба, Д.В. Лобанов, А.А. Жирова, А.Н. Бредихина, А.С. Косилов, Н.С. Печоркина // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2016. – № 2 (71). – С. 41–50. – doi: 10.17212/1994-6309-2016-2-41-50.

29. Моделирование несущих систем технологических машин / Ю.И. Подгорный, В.Ю. Скиба, А.В. Кириллов, В.Н. Пушнин, И.А. Ерохин, Д.Ю. Корнев // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2014. – № 2 (63). – С. 91–99.

30. Выбор конструктивных параметров несущих систем машин с учетом технологической нагрузки / Ю.И. Подгорный, В.Ю. Скиба, А.В. Кириллов, О.В. Максимчук, Д.В. Лобанов, В.Р. Глейм, А.К. Жигулев, О.В. Саха // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2015. – № 4 (69). – С. 51–60. – doi: 10.17212/1994-6309-2015-4-51-60.