Obrabotka Metallov 2015 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (69) 2015 52 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ спектр вынужденных колебаний, полученный в результате разложения технологической нагрузки в ряд Фурье. Ключевые слова: несущая система, технологическая машина, метод конечных элементов, частотный спектр собственных колебаний, технологическая нагрузка, гамма ткацких машин СТБ, вынужденные коле- бания, резонанс. DOI: 10.17212/1994-6309-2015-4-51-60 Введение Основные направления развития техноло- гических машин в нашей стране – повыше- ние технического уровня новой техники и до- ведение его до лучших зарубежных аналогов. Правильная оценка и прогнозирование тех- нического состояния оборудования составля- ет важнейшее условие его использования. Су- щественной особенностью технологического оборудования текстильной промышленности является высокая кинематическая сложность движения основных механизмов и динамиче- ская напряженность режимов их работы. Воз- растание динамических нагрузок предъявляет повышенные требования к проектированию и изготовлению элементов и узлов машин, выбо- ру упругой системы заправки [1]. Создание вы- сокопроизводительного ткацкого оборудования сдерживается, в том числе из-за недостаточной разработки методов расчета и диагностирова- ния технического состояния машин в целом и их отдельных узлов, в частности, конструкций несущих систем [2]. Выбор режимов эксплуатации технологиче- ского оборудования является актуальной зада- чей, так как в ряде случаев оборудование работа- ет в условиях, близких к резонансным режимам, что может существенно увеличивать перемеще- ния отдельных точек несущих систем, а это на- прямую связано с санитарно-гигиеническими требованиями и качеством вырабатываемых тка- ней. В связи с этим при выборе режимов работы необходимо учитывать не только величины тех- нологических нагрузок, но и время их действия [2]. Кроме того, на периоды действия техноло- гических нагрузок оказывает влияние и частот- ный диапазон вращения главного вала машины. Отсутствие единой методики проектирования технологического оборудования не позволяет учитывать динамические характеристики, от ко- торых зависит надежность и долговечность как отдельных механизмов, так и машины в целом. Поэтому на стадии проектирования предлагает- ся использовать математические модели несу- щих систем ткацких машин, которые могут опре- делять такие диагностические параметры, как перемещения отдельных точек несущих систем и их амплитудно-частотные характеристики. В качестве обратной связи между параметрами, заложенными при проектировании и получен- ными на основе математической модели, можно использовать перемещения отдельных элемен- тов, а также настройку частотного диапазона вынужденных колебаний за счет изменения ча- стоты вращения главного вала. Вопросам проектирования несущих систем технологического оборудования посвящены ра- боты В.Г. Атапина, Ю.В. Кирилина, П.М. Чер- нянского Так, в работах В.Г. Атапина рассматри- ваются вопросы проектирования и оптимизации несущих систем металлообрабатывающего обо- рудования [3–6]. Кирилин Ю.В. предлагает мо- дернизацию несущих систем фрезерных стан- ков осуществлять на основе их моделирования и расчета динамических характеристик [7–9]. В работах П.М. Чернянского даны основы про- ектирования кинематической схемы, несущей системы, привода, надежности и устойчивости динамической системы; особое внимание уде- лено физически обоснованным методам расчета точности и устойчивости динамической систе- мы, оптимальных размеров, жесткости отдель- ных узлов [10, 11]. Анализ приведенных научно-исследователь- ских работ указывает на то, что методики син- теза и модернизации несущих систем в таком виде, как они представлены в работах, не могут быть применены для машин ткацкого произ- водства. Несущие системы ткацких машин, по сравнению с машиностроительными конструк- циями, являются более податливыми, и при их проектировании необходимо учитывать подат- ливость элементов, контактирующих с нитями основы и тканью и входящих в упругую систе- му заправки.