Podgornyj Yu.I. et al. 2019 Vol. 21 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 21 № 4 2019 48 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ формировании тканей на таких станках можно столкнуться с рядом проблем, например, усиле- ние вибраций, ускоренный износ механизмов. Действие указанных факторов приводит к сни- жению производительности и качества выраба- тываемой ткани [1–8]. Практика эксплуатации станков СТБ в про- мышленности указывает на то, что без суще- ственного изменения отдельных механизмов повысить производительность не представляет- ся возможным. В первую очередь необходимо модернизировать механизм, который непосред- ственно принимает участие в формировании тканей – механизм прибоя уточных нитей (ба- танный механизм), имеющий в приводе кулач- ки, выполненные на геометрическое замыкание. На его работу в цикловой диаграмме станка отводится определенное время, что необходи- мо учитывать при синтезе закона движения. В ряде научных работ российских и зарубежных авторов представлен синтез законов движения кулачковых механизмов для различных форм графика ускорений [9–18]. В некоторых слу- чаях конструктору необходимо синтезировать такой закон ускорений, который должен иметь специфический характер и может выполнять определенную технологическую операцию. По- этому целью настоящей работы является син- тез нового закона движения механизма прибоя уточных нитей (батанного механизма), позволя- ющего снизить нагрузки на ведомое звено в на- чальный период его движения. В связи с этим в работе поставлены следующие задачи: – определить фазовые углы для дополнитель- ного участка профиля кулачка; – синтезировать специальный закон движе- ния ведомого звена для батанного механизма с дополнительным участком профиля кулачка, позволяющего уменьшить нагрузки в паре кула- чок–ролик в начальный период движения ведо- мого звена; – определить численные значения ускоре- ний, перемещений ведомого звена батанного ме- ханизма; – для реализации предложенного закона про- вести необходимые расчеты и построить график перемещения ведомого звена батанного меха- низма. Законы движения кулачковых механизмов, в частности батанного, определяются фазовыми углами поворота кулачка, размахом коромысла, а также необходимой долговечностью механизма, выраженной в основном контактными напряже- ниями в паре кулачок–ролик или износостойко- стью этой пары. Синтез кулачков для привода системы батана состоит из двух этапов: 1) задается закон движе- ния для коромысла; 2) определяются конструк- тивные или кинематические параметры. В настоящее время в практике проектирова- ния механизмов, имеющих в приводе кулачки, используются преимущественно уже извест- ные зарекомендовавшие себя законы. Многими авторами предлагается рассматривать законы движения ведомых звеньев по типам: 1) вы- стой – подъем – опускание – выстой; 2) вы- стой – подъем – выстой. Эти законы можно представить состоящими из непрерывных ма- тематических кривых, таких как синусоидаль- ные, косинусоидальные, прямолинейные и др. Сложные законы движения могут быть пред- ставлены как комбинированные, состоящие из сочетания простых математических кривых. Существуют универсальные методы для выбора законов движения ведомого звена, разработаны семейства однотипных законов с переменными параметрами, характеристики которых изменя- ются в широких пределах [17, 18, 22–30], но в рассматриваемом случае они не могут быть при- менены из-за сложности предполагаемого за- кона. Полиномиальные законы не могут быть применены из-за высокой степени полинома (выше 10), что приводит к осцилляциям переда- точных функций и, как следствие, к ухудшению работы механизма. Метод эффективен только при одной фиксированной частоте вращения ку- лачка. Описать закон движения ведомого звена кулачкового механизма можно с помощью вари- ационного метода [22]. Он может быть применен только в частных случаях. Наиболее приемле- мым (с точки зрения универсальности, удобства применения компьютеров, отсутствия необхо- димости стыковки) является выбор закона дви- жения ведомого звена, описанного с помощью сплайнов третьей степени [18, 22], но в этом случае процесс достаточно трудоемкий и требу- ет специальных знаний. Для механизма прибоя уточных нитей (батанного), имеющего сложную траекторию движения берда, законы ускорений на граничных участках необходимо стыковать.