Obrabotka Metallov 2018 Vol. 20 No. 1

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 20 No. 1 2018 45 EQUIPMENT. INSTRUMENTS ный синтез цикловой диаграммы на основе ма- тематических моделей [1–4]. Циклограммы сложных технологических машин представляют в виде математических моделей взаимодействия механизмов с исполь- зованием связных ориентированных графов [1], сетевых графиков [2], векторных многоугольни- ков [3, 4], которые позволяют автоматизировать процесс их обработки, ставить и решать задачи оптимального синтеза циклограмм. Следует отметить, что исследования цикло- вых диаграмм проводятся с применением раз- личных моделей механизмов. В большинстве работ при проектировании цикловых диаграмм рассматриваются модели механизмов машин без учета упругости звеньев [1, 2, 5–12]. При увели- чении быстроходности машин такие допущения могут приводить к значительным искажениям кинематических и динамических характеристик [13, 14], которые дополняются колебательными явлениями в механизмах [15–23]. В работах [3, 4, 6] предлагается проводить поиск законов движения исполнительных орга- нов кулачковых механизмов с учетом упругости звеньев, разрывов кинематической цепи, проис- ходящих в результате действия динамических нагрузок, ударов и вибрации. Хотя авторы работ отмечают важность динамических расчетов при проектировании, в то же время они рекоменду- ют ограничиваться расчетами одного-двух меха- низмов, определяющих динамику машины [2]. В работе [3] предлагается динамическая модель технологической машины, учитывающая упру- годиссипативные характеристики звеньев меха- низмов. Проведенный анализ состояния вопроса ука- зывает на то, что наиболее перспективным на- правлением представления универсальных ма- тематических моделей, позволяющих отразить все взаимосвязи между движениями исполни- тельных органов машины, являются графы. Ис- пользование оптимизационных методов теории графов при проектировании циклограммы по- зволяет проводить анализ и синтез механизмов независимо от отраслевой принадлежности ма- шин-автоматов [1, 2, 4, 7, 8]. Кроме того, при существующих методах оп- тимизации циклограмм машины используются упрощенные динамические модели, не учитыва- ющие податливости звеньев механизмов, поэто- му они не могут быть использованы для расчета колебаний, возбуждаемых при ударах рабочих органов об ограничительные упоры. С учетом сказанного сформулируем цель настоящей работы – совершенствование мето- дики синтеза циклограммы технологической машины, позволяющей повысить ее произво- дительность. Для реализации поставленной цели необхо- димо решить следующие задачи: – для существующей модели циклограммы технологической машины (в виде графа) полу- чить модели механизмов с учетом упругих и диссипативных свойств звеньев, позволяющих описывать их поведение в динамических усло- виях; – рассчитать погрешности закона движения для механизма, испытывающего ударные на- грузки; – определить критерии оптимизации для ме- ханизмов, осуществляющих ограничение пере- мещений конечного звена. Методика исследований В качестве объекта исследования выбрана сложная технологическая машина с большим числом исполнительных механизмов, движения которых тесно взаимосвязаны, а именно станок ткацкий бесчелночный (СТБ). Циклограмма станка представлена на рис. 1 сетевой циклограммой, в которой выделены в виде подграфов группы технологически взаи- мосвязанных механизмов и лимитирующая опе- рация 10.1–10.2 [8]. В настоящей работе рассматриваются меха- низмы группы 1, которая состоит из механизма возвратчика уточной нити, механизма подъем- ника прокладчиков, раскрывателя пружины про- кладчиков, раскрывателя пружины возвратчика. Сетевая циклограмма группы 1 подробно представлена на рис. 2, где отражены последо- вательность работы и взаимосвязи между дви- жениями механизмов рассматриваемой группы. Вершинами графа являются характерные поло- жения механизмов группы, отмеченные на ци- клограмме. Каждой вершине графа соответству- ет время наступления события p . Ребра графа имеют несколько весовых характеристик: фазо- вый угол t , значение максимальных контактных