Podgornyj et al. 2017 no.2(75)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 2 (75) 2017 17 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ УДК 621.8, 519.6:539.3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ КУЛАЧКОВОГО МЕХАНИЗМА С УЧЕТОМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЗАТРАТ* Ю.И. ПОДГОРНЫЙ 1 ,2 , доктор техн. наук, профессор В.Ю. СКИБА 1 , канд. техн. наук, доцент А.В. КИРИЛЛОВ 1,3 , канд. техн. наук, доцент О.В. МАКСИМЧУК 2 , канд. техн. наук, доцент П.Ю. СКИБА 1 , студент ( 1 НГТУ, г. Новосибирск, 2 НТИ ( филиал ) РГУ им. А.Н. Косыгина, г. Новосибирск, 3 НГПУ, г. Новосибирск ) Поступила 11 января 2017 Рецензирование 10 февраля 2017 Принята к печати 14 апреля 2017 Скиба В.Ю. – 630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20, Новосибирский государственный технический университет, e-mail: skeeba_vadim@mail.ru Рассматриваются вопросы проектирования кулачковых механизмов. Анализ научной литературы по данному вопросу показывает, что в настоящее время синтез законов движения кулачковых механизмов производится в основном без учета энергетических затрат. Рассматриваются основные критерии, включающие фазовые углы, законы, представленные либо в аналитической форме, либо в виде таблиц профиля кулачка. Целью настоящей работы является разработка методики синтеза законов движения кулачкового механизма с учетом энергетических затрат от полезной нагрузки, момента сил инерции, сил упругости элементов механизма и энергии, развиваемой ведомым звеном. Актуальность исследования обусловлена отсутствием единой методики, позволяющей учитывать энергетические затраты при проектировании механизмов. При проведении исследований рассмотрена расчетная модель батанного механизма ткацкого станка типа СТБ. Для определения энергетических затрат механизма вычислены значения работы, израсходованной на преодоление сил сопротивления от действия технологической нагрузки, работы от сил инерции механизма, энергии, расходуемой на упругие деформации элементов механизма. При проведении расчетов использован математический пакет MathСad. Анализ результатов расчетов указывает, что определенные виды тканей при существующих в настоящее время параметрах конструкции батанного механизма вырабатываться не могут. В результате проведенных исследований предложена методика синтеза кулачковых механизмов для технологических машин, включающая определение энергетических затрат от полезной нагрузки, сил инерции, момента на ведомом валу кулачкового механизма. Теоретические исследования апробированы на модели конкретной машины – станок ткацкий типа СТБ. Синтезирован закон движения механизма прибоя уточных нитей. Предложен новый профиль кулачка в виде таблицы радиусов-векторов. Полученные результаты позволяют разграничить ассортиментные возможности ткацких машин по величине технологического усилия и рекомендовать предприятиям наиболее рациональные режимы работы оборудования. Ключевые слова: проектирование механизмов, кулачковый механизм, синтез закона движения, деформации конструктивных элементов, несущая система, технологическая машина, энергия деформации, технологическая нагрузка, ткацкая машина СТБ. DOI: 10.17212/1994-6309-2017-2-17-27 _______________ * Работа выполнена при финансовой поддержке в рамках Тематического плана НИР НГТУ по проекту ТП-ПТМ-1_17.