ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

Введение. Рассматриваются вопросы циклограммирования технологической машины с учётом взаимодействия звеньев механизмов с упорами. Анализ научной литературы указывает на то, что в настоящее время вопросы циклограммирования сложных машин с учетом упругодиссипативных характеристик механизмов нуждаются в дальнейшей разработке, так как при оптимизации циклограмм используются упрощённые динамические модели, не учитывающие податливости ведомых звеньев механизмов. Актуальность исследования обусловлена тем, что существующие динамические модели не могут быть использованы для расчета колебаний, возбуждаемых при ударах рабочих органов об ограничительные упоры, при входе в контакт с упругими элементами. Цель работы: совершенствование методики синтеза циклограммы технологической машины, позволяющей повысить ее производительность. В работе исследована циклограмма технологической машины, представленная в виде математических моделей взаимодействия механизмов с использованием связных ориентированных графов. В качестве объекта исследования выбран станок ткацкий бесчелночный СТБ – сложная технологическая машина с большим числом исполнительных механизмов, движения которых тесно взаимосвязаны. При решении оптимизационной задачи необходимо увеличить время лимитирующей операции путём сокращения времени выполнения технологических операций в группах механизмов, при этом задача для каждой группы формулируется математически как задача оптимизации на сетевом графике. При проведении исследований рассмотрен механизм подъёмника прокладчиков утка ткацкого станка типа СТБ. Метод исследования: оптимизация цикловой диаграммы с использованием динамических моделей механизмов. Результаты и обсуждение. Предложены динамические модели механизмов, учитывающие взаимодействие ведомых звеньев с ограничительными упорами. Проведен расчет динамических погрешностей законов движения кулачкового механизма, работающего с ударом об упор, при скорости вращения главного вала n = 280…420 об/мин. Исследованы колебания механизма на собственной частоте после контакта с упором. Сформулирована ограничительная часть оптимизационной задачи циклограммирования с учетом колебаний исполнительного звена и ударного взаимодействия его с ограничительным упором.

1. Цейтлин Г.В. Циклограммирование сложных технологических машин-автоматов // Машиноведение. – 1975. – № 3. – С. 49–53.

2. Новгородцев В.А. Представление цикловой диаграммы машины в виде графа // Теория механизмов и машин. – 1982. – Вып. 33. – С. 57–60.

3. Jomartov A., Joldasbekov S. Typical dynamic models of the cyclic mechanism on the software simulationX // Proceedings of the 14th IFToMM World Congress, Taipei, Taiwan, 25–30 October 2015. – Taipei, 2015. – doi: 10.6567/IFToMM.14TH.WC.OS11.001.

4. Jomartov A.A. Multi-objective optimization of cyclogram mechanisms machine-automaton // Proceedings of the World Congress on Engineering WSE 2011, London, U.K., 6–8 July 2011. – London, 2011. – Vol. 3.

5. Artobolevsky I.I. Mechanisms in modern engineering design: a handbook for engineers, designers and inventors. Vol. 4. Cam and friction mechanisms flexible-link mechanisms. – Moscow: Mir, 1977. – 520 p.

6. Петрокас Л.В. Вопросы теории циклограммирования производственных машин и автоматических линий // Теория машин-автоматов и пневмогидроприводов / под ред. Л.В. Петрокаса. – М.: Машиностроение, 1970. – С. 22–36.

7. Graph-based modelling in engineering / ed. by S. Zawislak, J. Rysinski. – Switzerland: Springer International Publ., 2017. – 247 p. – (Mechanisms and Machine Science; vol. 42). – ISBN 978-3-319-39018-5. – eISBN 978-3-319-39020-8. – doi: 10.1007/978-3-319-39020-8.

8. Максимчук О.В. Синтез цикловой диаграммы машины-автомата с кулачковым распределительным валом: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.02.18. – Новосибирск, 2002. – 16 с.

9. Исследование и проектирование цикловых диаграмм технологических машин / Ю.А. Афанасьев, Ю.И. Подгорный, В.Ф. Ермолаев, О.В. Максимчук. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2004. – 198 с.

10. 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.

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

12. Vulfson I. Dynamics of cyclic machines. – Cham: Springer International Publ., 2015. – 390 p. – (Foundations of engineering mechanics). – ISBN 978-3-319-12633-3. – eISBN 978-3-319-12634-0. – doi: 10.1007/978-3-319-12634-0.

13. Методика уравновешивания роторов технологических машин / Ю.И. Подгорный, Т.Г. Мартынова, В.Ю. Скиба, Д.В. Лобанов, А.А. Жирова, А.Н. Бредихина, А.С. Косилов, Н.С. Печоркина // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2016. – № 2 (71). – С. 41–50. – doi: 10.17212/1994-6309-2016-2-41-50.

14. 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 (75). – С. 17–27. – doi: 10.17212/1994-6309-2017-2-17-27.

15. 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.

16. Eckhardt H.D. Kinematic design of machines and mechanisms. – 1^st еd. – New York: McGraw-Hill, 1998. – 620 p. – ISBN-10: 0070189536. – ISBN-13: 978-0070189539.

17. Rao J.S., Dukkipati R.V. Mechanism and machine theory. – 2^nd ed. – New Delhi: Newage International, 2008. – 600 p. – ISBN-10: 812240426X. – ISBN-13: 978-8122404265.

18. Sandler B.Z. Robotics: designing the mechanisms for automated machinery. – San Diego: Academic Press, 1999. – 433 p. – ISBN-10: 0126185204. – ISBN-13: 9780126185201.

19. Youssef H.A., El-Hofy H. Machining technology: machine tools and operations. – Hoboken: Taylor & Francis Group, 2008. – 672 p. – ISBN 9781420043396.

20. Shabana A.A. Dynamic of multibody systems. – 4^th ed. – Cambridge: Cambridge University Press, 2013. – 393 p. – ISBN-13: 978-1107042650. – ISBN-10: 1107042658.

21. Erdman A.G., Sandor G.N. Mechanism design: analysis and synthesis. – 4^th ed. – Upper Saddle River, NJ: Pearson, 2001. – 688 p. – ISBN-10: 0130408727. – ISBN-13: 978-0130408723.

22. Advanced theory of mechanisms and machines / M.Z. Kolovsky, A.N. Evgrafov, Yu.A. Semenov, A.V. Slousch. – 1^st ed. – Berlin; Heidelberg: Springer-Verlag, 2000. – 396 p. – (Foundations of Engineering Mechanics). – ISBN 978-3-642-53672-4. – eISBN 978-3-540-46516-4. – doi: 10.1007/978-3-540-46516-4.

23. Astashev V.K., Babitsky V.I., Kolovsky M.Z. Dynamics and control of machines. – 1^st ed. – Berlin; Heidelberg: Springer-Verlag, 2000. – 235 p. – ISBN 978-3-642-53698-4. – eISBN 978-3-540-69634-6. – doi: 10.1007/978-3-540-69634-6.

24. Hendrickson C.T., Janson B.N. A common network flow formulation for several civil engineering problems // Civil Engineering Systems. – 1984. – Vol. 1, iss. 4. – P. 195–203. – doi: 10.1080/02630258408970343.

25. Пановко Я.Г. Основы прикладной теории колебаний и удара. – 4-е изд., перераб. и доп. – Л.: Политехника, 1990. – 272 с. – ISBN 5-7325-0096-0.

26. Яблонский А.А., Норейко С.С. Курс теории колебаний: учебное пособие для студентов технических вузов. – Изд. 5-е, стер. – СПб.: БХВ-Петербург, 2007. – 336 с. – ISBN 978-5-94157-989-1.