ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

Введение. Рассматривается проектирование механизма прибоя уточных нитей для ткацкого станка типа СТБ. Анализ научной литературы по данному вопросу указывает на то, что при выработке массового ассортимента тканей при высоких скоростях необходимо предусматривать в начальный период движения механизма дополнительный участок на профиле кулачка, позволяющий снижать ударную нагрузку в момент выборки зазора в паре кулачок–ролик. В этом случае конструктору необходимо синтезировать такой закон ускорений, который должен иметь специфический характер и обеспечивать выполнение определенной технологической операции. Актуальность исследования обусловлена тем, что на основе существующих методик синтеза механизмов прибоя уточных нитей не удается модернизировать механизмы, работа которых зависит от основного (механизма прибоя). Повысить производительность таких механизмов становится возможным только после существенного изменения их цикловых диаграмм. Цель работы: синтез нового закона движения механизма прибоя уточных нитей (батанного механизма), позволяющего снизить нагрузки на ведомое звено в начальный период его движения. В работе исследован закон движения механизма прибоя с дополнительным участком профиля кулачка, позволяющего сообщать дополнительное движение ведомому звену в момент начала его движения. Метод исследования: проектирование привода батанного механизма, выполненного в виде кулачков на геометрическое замыкание с использованием пакетов прикладных программ. Результаты и обсуждение. В результате проведённых исследований предложена методика синтеза закона движения для батанного механизма. Предлагается ввести дополнительный участок для профиля кулачка. Законы изменения перемещений получены путем интегрирования графика ускорений. Теоретические исследования доведены до числовых значений ускорений и перемещений ведомого звена батанного механизма.

1. Faxin L., Xianzhang F. The design of parallel combination for cam mechanism // Procedia Environmental Sciences. – 2011. – Vol. 10, pt. B. – P. 1343–1349. – DOI: 10.1016/j.proenv.2011.09.215.

2. Sateesh N., Rao C.S.P., Janardhan Reddy T.A. Optimisation of cam-follower motion using B-splines // International Journal of Computer Integrated Manufacturing. – 2009. – Vol. 22, iss. 6. – P. 515–523. – DOI: 10.1080/09511920802546814.

3. Rothbart H.A. Cam design handbook. – New York: McGraw-Hill, 2003. – 606 p. – ISBN 0071377573. – ISBN 978-0875841830.

4. Myszka D.H. Machines and mechanisms: applied kinematic analysis. – 4^th ed. – Upper Saddle River, NJ: Pearson, 2012. – 376 p. – ISBN 0132157802. – ISBN 978-0132157803.

5. Vulfson I. Dynamics of cyclic machines. – Cham: Springer International Publ., 2015. – 390 p. – ISBN 978-3-319-12633-3. – DOI: 10.1007/978-3-319-12634-0.

6. Ondrášek J. The synthesis of a hook drive cam mechanism // Procedia Engineering. – 2014. – Vol. 92. – P. 320–329. – DOI: 10.1016/j.proeng.2014.12.129.

7. Mott R.L. Machine elements in mechanical design. – 5^th ed. – Upper Saddle River, NJ: Pearson, 2013. – 816 p. – ISBN-10: 0135077931. – ISBN-13: 978-0135077931.

8. Design and analysis of high-speed cam mechanism using Fourier series / C. Zhoua, B. Hua, S. Chenb, L. Mac // Mechanism and Machine Theory. – 2016. – Vol. 104. – P. 118–129. – DOI: 10.1016/j.mechmachtheory.2016.05.009.

9. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин: учебник для втузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Наука, 1988. – 640 с. – ISBN 5-02-013810-X.

10. Левитский Н.И. Теория механизмов и машин: учебное пособие для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Наука, 1990. – 592 с. – ISBN 5-02-014188-7.

11. Вульфсон И.И. Динамика цикловых машин. – СПб.: Политехника, 2013. – 425 с. – ISBN 978-5-7325-1024-9.

12. Dresig H., Vul'fson I.I. Dynamik der mechanismen. – Wien; New York: Springer, 1989. – 328 p. – ISBN 978-3-7091-9036-4. – DOI: 10.1007/978-3-7091-9035-7.

13. Фролов К.В. Теория механизмов и машин. – М.: Высшая школа, 1987. – 496 с.

14. S&A – Expert system for planar mechanisms design / H. Varbanov, T. Yankova, K. Kulev, S. Lilov // Expert Systems with Applications. – 2006. – Vol. 31, iss. 3. – P. 558–569. – DOI: 10.1016/j.eswa.2005.09.081.

15. Fomin A., Paramonov M. Synthesis of the four-bar double-constraint mechanisms by the application of the Grubler's method // Procedia Engineering. – 2016. – Vol. 150. – P. 871–877. – DOI: 10.1016/j.proeng.2016.07.034.

16. To the theory of mechanisms subfamilies / A. Fomin, L. Dvornikov, M. Paramonov, A. Jahr // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2016. – Vol. 124. – P. 012055. – DOI: 10.1088/1757-899X/124/1/012055.

17. 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.

18. Исследование и синтез законов движения кулачковых механизмов: монография / Ю.И. Подгорный, А.В. Кириллов, О.В. Максимчук, М.В. Лукин. – Новосибирск: Изд-во НГПУ, 2011. – 219 с.

19. Лукин М.В. Синтез законов движения кулачковых механизмов на основе гармонических составляющих ряда Фурье: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.02.18. – Новосибирск, 2007. – 16 с.

20. Алехина Г.Б. Многокритериальный синтез кулачковых механизмов с неформальным заданием законов движения толкателя: дис. ... канд. техн. наук: 05.02.18. – Омск, 2000. – 174 с.

21. Рыбникова Е.В. Динамический синтез кулачковых механизмов с учетом контактного взаимодействия элементов высшей пары: дис. ... канд. техн. наук: 05.02.18. – Омск, 2005. – 165 с.

22. 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.

23. Подгорный Ю.И., Кириллов А.В., Максимчук О.В. Исследование закона движения кулачкового механизма с учетом деформаций конструктивных элементов // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Технические науки». – 2014. – № 3. – С. 115–122.

24. Проектирование кулачкового механизма с учетом технологической нагрузки и энергетических затрат / Ю.И. Подгорный, В.Ю. Скиба, А.В. Кириллов, О.В. Максимчук, П.Ю. Скиба // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2017. – № 2. – С. 17–27. – DOI: 10.17212/1994-6309-2017-2-17-27.

25. Шан Бао Пин. Исследование батанного механизма ткацких станков типа СТБ и разработка технических мероприятий по увеличению его ресурса: дис. канд. техн. наук. – Иваново, 2005. – 183 c.

26. Лушников С.В., Белый М.А. Исследование возможности уравновешивания сил на главном валу ткацких станков СТБ с использованием кулачков-разгружателей // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. – 2009. – № 2С. – С. 85–88.

27. Разработка методики оценки геометрической точности профилей кулачков батанного механизма станка СТБ / В.А. Гусев, В.В. Данилов, Д.М. Цветков, А.Б. Смирнов // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. – 2007. – № 6С. – С. 92–97.

28. Терёхина А.О., Соловьёв А.Б. Модернизированный кулачковый привод батанного механизма ткацкого станка типа СТБ // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. – 2004. – № 2. – C. 80–83.

29. Kinematic analysis of crank-cam mechanism of process equipment / Yu.I. Podgornyj, V.Yu. Skeeba, T.G. Martynova, N.S. Pechorkina, P.Yu. Skeeba // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2018. – Vol. 327. – P. 042080. – DOI: 10.1088/1757-899X/327/4/042080.

30. Motion laws synthesis for cam mechanisms with multiple follower displacement / Yu.I. Podgornyj, V.Yu. Skeeba, A.V. Kirillov, T.G. Martynova, P.Yu. Skeeba // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2018. – Vol. 327. – P. 042079. – DOI: 10.1088/1757-899X/327/4/042079.