Obrabotka Metallov. 2017 no. 2(75)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (75) 2017 18 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ Введение Применение кулачковых механизмов, вы- полняющих прерывистые движения ведомых звеньев, ставит задачу всестороннего и полного изучения закономерностей движения рабочих ор- ганов. Решение этой задачи становится особенно актуально в связи со значительными энергети- ческими затратами для момента осуществления технологической операции, а также для механиз- мов, работающих в условиях повышенных дина- мических режимов [1–8]. Вопросам проектирования кулачковых меха- низмов посвящено большое количество иссле- дований. Значительный вклад в синтез законов движения внесли отечественные и зарубежные ученые [9–18]. За последние годы опубликован ряд работ, посвященных синтезу законов движения ку- лачковых механизмов. В работе Г.Б. Алехиной представлен универсальный метод оптималь- ного многокритериального синтеза плоских кулачковых механизмов, ориентированный на использование аналитических приемов дина- мического программирования и диалогового режима общения с персональным компьютером и получаемыми результатами. Предложен алго- ритм ввода и обработки исходной информации в соответствии с изопараметрическими, гранич- ными и дополнительными кинематическими ус- ловиями формирования законов движения; со- ставлены алгоритмы, позволяющие вести синтез кулачковых механизмов по типовым критериям качества, а также параметрические комплексы, связанные с контактными напряжениями и из- носом элементов высшей пары и являющиеся по форме общими для рассматриваемой группы механизмов [19]. В работе Е.В. Рыбниковой отмечается, что расширение эксплуатационных возможностей кулачковых механизмов требует дальнейшего совершенствования методов их расчета, уче- та динамических особенностей и составления уточненного описания свойств, которые ранее оставались либо незамеченными, либо их учет был связан с определенными математическими трудностями. Последнее во многом касается ди- намики кулачковых механизмов как нелинейных механических систем, содержащих нестацио- нарные связи. Работа содержит исследование ди- намики типовых кулачковых механизмов и раз- работку методики их синтеза с учетом упругого контактного взаимодействия элементов высшей пары. При этом входная кинематическая цепь и толкатель как выходное звено принимаются абсолютно жесткими, учитывается упругая по- датливость соединения элементов высшей пары механизма [20]. В работе М.В. Лукина рассмотрен синтез за- конов движения механизмов кулачкового типа с применением ряда Фурье и использованием жестких и упругих моделей. Предложена ме- тодика рационального выбора динамических характеристик кулачковых механизмов за счет корректировки существующих законов движе- ния, представленных в табличном или анали- тическом виде с использованием ряда Фурье. Отмечено, что синтез кулачкового механизма не- обходимо производить на основе динамической модели механизма, учитывающей его упругие и диссипативные свойства, а также суммарную динамическую нагрузку в начале движения си- стемы [21]. Однако практика эксплуатации ткацких стан- ков указывает на то, что при выработке плотных тканей некоторые артикулы не могут вырабаты- ваться на данном оборудовании. В период при- боя уточных нитей к опушке ткани энергии, раз- виваемой двигателем, оказывается недостаточно [22]. В связи с этим ставится задача изучения этого явления и введения дополнительных ус- ловий при синтезе закона движения кулачкового механизма, осуществляющего прибой уточных нитей. В работе авторов настоящей статьи [23] рас- сматриваются вопросы синтеза закона движе- ния кулачкового механизма на основе анализа классических законов. Предложен алгоритм синтеза закона движения, позволяющий учиты- вать энергию, развиваемую механизмом, энер- гию, затраченную для формирования тканей, а также энергию, которая идет на деформацию остовов и элементов механизма прибоя. Пока- зано, что часть энергии, которая затрачивается на деформацию несущей системы и элемен- тов ткацкого станка, можно свести к миниму- му рядом конструктивных изменений. Для этой цели выполнены конструктивные мероприятия по увеличению жесткости несущей и скаль- ной систем [24–26]. В результате проведенных