Введение к работе
Актуальность темы исследования. Эффективное экономическое развитие отечественной сферы обслуживания немыслимо без применения в технологических процессах современного оборудования, позволяющего повышать качество продукции при снижении ее себестоимости.
Одним из направлений повышения привлекательности и конкурентоспособности мебели, швейных, обувных и других изделий, выполняемых по индивидуальным заказам, является оснащение этих изделий современными элементами металлической фурнитуры. Кроме того, фурнитура как самостоятельные изделия могут представлять собой объекты рекламного характера.
Используемые в настоящее время изделия фурнитуры заимствуются, как правило, из соответствующего ассортимента аналогичных изделий легкой, мебельной и обувной промышленности, что сужает ассортимент, поскольку они изготавливаются на заводах крупными или средними партиями.
Современное состояние отечественного парка оборудования, применяемого при изготовлении фурнитуры, не может обеспечить конкурентоспособности продукции при изготовлении ее малыми сериями по индивидуальным заказам вследствие высоких энергозатрат и металлоемкости при производстве, как самого оборудования, так и изделий, получаемых при его использовании, что влечет за собой повышение себестоимости продукции. Кроме того, к современному оборудованию сферы обслуживания предъявляются такие требования, как компактность, мобильность, возможность быстрой переориентации в условиях динамично меняющейся конъюнктуры рынка.
Это приводит к необходимости разработки новых теорий, методов расчета и конструкций прессов для производства фурнитуры на основе нового класса механизмов, отвечающих требованиям современного рынка сферы услуг и специфики технологий, используемых предприятиями сервиса. Такими механизмами являются прямолинейно-огибающие механизмы, которые позволяют создавать на их основе машины, обладающие низкой стоимостью
4 изготовления, незначительными габаритными размерами и массой, низкими энергозатратами и материалоемкостью при производственном процессе, низким шумом и вибрациями, что в полной мере отвечает требованиям, предъявляемым к оборудованию малых предприятий сервиса.
Цель и задачи исследования. Целью данной диссертационной работы является разработка теории, методики расчета параметров и создания конструкции принципиально нового фурнитурного пресса на основе механизма со сложным движением исполнительного органа.
Достижение поставленной цели определялось решением следующих задач:
* анализом принципов работы и харакіеров воздействия на заготовку
существующих разновидностей кузнечно-прессовых машин, их
кинематических и динамических особенностей;
обоснованием методики кинематического синтеза механизма пресса,
через точностные характеристики приближенного прямолинейно-
огибающего механизма, определяющие качество получаемых изделий;
разработки методики силового анализа механизма фурнитурного пресса,
учитывающей особенности сложного движения исполнительного органа;
созданием опытного образца фурнитурного пресса, позволяющего подтвердить теоретические разработки в области энергосиловых и точностных показателей, а также преимущества по сравнению с существующими аналогами.
экспериментального исследования точностных показателей прямолинейно-огибающего механизма пресса.
Методология и методы исследования. Методологической основой диссертационного исследования являются методы и средства теории механизмов и машин, теоретической механики, обработки материалов давлением, теории пластического деформирования металлов, планирования и статистической обработки результатов эксперимента. В работе применяются методы анализа и синтеза механических систем с помощью математических моделей, решение которых осуществляется аналитическими и численными методами с использованием ЭВМ. Используются экспериментальные методы
5 исследования и статистический анализ результатов с целью обоснования моделей и оценки достоверности выводов, полученных при теоретических исследованиях.
Научная новизна работы состоит в следующем:
впервые сформулированы точностные характеристики нового класса механизмов - прямолинейно-огибающих механизмов со сложным движением исполнительного органа, которыми являются отклонение и скольжение действительного механизма, учитывающие ошибки, вызванные погрешностью в размерах звеньев механизма и наличием зазоров в кинематических парах;
разработана методика определения ошибок перемещения выходного звена прямолинейно-огибающего механизма пресса, происходящих от погрешностей в размерах звеньев и от зазоров в кинематических парах действительного механизма, позволяющая учитывать скольжение -специфическую характеристику сложного движения огибания;
разработана методика определения приведенного момента от сил взаимодействия взаимоогибаемых неподвижной прямой и дуги окружности для механизма, совершающего сложное движение как в процессе «чистого» огибания, без деформации материала, так и при деформации материала в процессе огибания, позволяющая учитывать силу трения, возникающую в рабочей паре дуга - прямая вследствие скольжения;
разработан метод продольных реакций, позволяющий определять все реакции в шарнирах любого механизма, а также уравновешивающую силу, не прибегая к разбиению механизма на диады. Определены реакции прямолинейно-огибающего механизма пресса;
установлена зависимость приведенного момента движущих сил на входном кривошипе прямолинейно-огибающего механизма пресса от точностных показателей прямолинейно-огибающего механизма, совершающего сложное движение как в процессе «чистого» огибания, так и при деформации материала в процессе огибания;
установлена зависимость требуемого деформирующего усилия
штамповки от радиуса кривизны дуги исполнительного органа
прямолинейно-огибающего механизма и величины обжатия,
определяющих угол захвата заготовки и величину контактной площади
деформирования.
К практической ценности работы относятся: * разработка и создание оригинальной конструкции пресса для изготовления фурнитуры малыми сериями по индивидуальным заказам на основе приближенного прямолинейно-огибающего механизма и внедрение опытного образца в производство;
разработка методики кинематического и динамического расчета кривошипно-ползунного прямолинейно-огибающего механизма, позволяющая проектировать на его основе конструкцию фурнитурного пресса;
разработка программного обеспечения в математической среде Маріє для автоматизированного точностного и силового расчета механизма пресса. Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций
подтверждается созданием работоспособного опытного образца фурнитурного пресса; результатами экспериментальных исследований точностных характеристик пресса с использованием стандартных измерительных приборов, современных методик ведения исследований и статистической обработки результатов эксперимента; положительными результатами промышленного внедрения опытного образца фурнитурного пресса.
Апробация работы и публикации. Результаты диссертационной работы обсуждались и получили одобрение на научно-технических конференциях Южно-Российского государственного университета экономики и сервиса (г. Шахты, 2003 - 2004 гг.), международной научно-технической конференции «Современные тенденции развития транспортного машиностроения и материалов» (г. Пенза. 2004 г.). Опытный образец фурнитурного пресса был представлен на Всероссийской выставке-ярмарке научно-исследовательских работ в г. Новочеркасске в 2003г.
7 По результатам проведенных исследований опубликовано 10 работ, в том числе 2 патента на изобретения.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, семи приложений и содержит 186 страницы машинописного текста, 59 рисунков, 6 таблиц и список литературных источников из 118 наименований. На защиту выносятся: " совокупность точностных характеристик и показателей нового класса механизмов - прямолинейно-огибающих механизмов со сложным движением исполнительного органа; методики определения ошибок прямолинейно-огибающего механизма, возникающих от погрешностей в размерах звеньев и наличия зазоров при изготовлении действительного механизма пресса; " метод определения реакций в кинематических парах механизма,
названный методом продольных реакций; зависимость усилия деформации и силовых характеристик фурнитурного пресса от точностных и кинематических параметров прямолинейно-огибающего механизма.
Похожие диссертации на Исследование точности прямолинейно-огибающего механизма и создание на его основе фурнитурного пресса
