Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время во всем мире уделяется большое внимание качеству продукции. В последние годы в странах ЕС была принята новая политика в области качества, направленная на потребителя и создание единого рынка, на котором обращались бы только высококачественные товары. Наряду с повышением качества расширяется производство и экспорт текстильных машин из экономически развитых стран. В последние годы экспорт текстильных машин из ряда стран Западной Европы в Азиатский регион увеличился на 15-40% в год, в отдельные годы эта цифра доходила до 75-104%. В тоже время в отечественной текстильной промышленности наблюдаются негативные явления и процессы. Продукция многих текстильных предприятий не отвечает требованиям потребителей и неконкурентоспособна как на внешнем, так и на внутреннем рынке. Одной из основных причин этого является низкое качество оборудования текстильных предприятий, более половины, которого морально и физически устарело
Для развития отечественного текстильного машиностроения и выхода отрасли из кризиса необходимо в первую очередь повысить качество текстильных машин, сократить сроки проектирования и постановки вновь разработанных текстильных машин на производство. Одним из путей улучшения качества текстильных машин и выпускаемой ими продукции является увеличение точности размерных и геометрических характеристик узлов и механизмов текстильных машин, в дальнейшем «точности машин». Влияние точности машины на её показатели не однозначно. С одной стороны увеличение точности машин улучшает многие важнейшие показатели качества машин, такие как надежность, долговечность, производительность и т.д. С другой стороны растут затраты на ее производство и техническое обслуживание, требуется совершенствование методов контроля и обработки деталей и узлов текстильных машин, что приводит к увеличению их стоимости. При расчете точности узлов и механизмов текстильных машин обычно ограничиваются расчетами геометрических параметров, основанными^ на современной классической теории размерных цепей и заключающимися в суммировании однородных геометрических составляющих. Однако реальные процессы функционирования текстильных машин значительно сложней. Классические методы расчета часто оказываются неприемлемыми для исследования точности механизмов текстильных машин.
Таким образом, назрела потребность в комплексном решении проблемы точности, включающей совершенствование методов расчета точности текстильных машин, технологии их изготовления, сборки и контроля.
Цели и задачи исследования. Целью данной работы является повышение качества текстильных машин, выпускаемой ими продукции, сокращение сроков проектирования и постановки новых текстильных машин на
ПРОИЗВОДСТВО. ДЛЯ ДОСТИЖенИЯ ппгтяат-ннпй ітргти ^уппмип реШИТЬ
следующие задачи: \' р0с НАЦИОНАЛЬНАЯ I
БИБЛИОТЕКА С.Петерв»г^у /> J
выявить основные наиболее общие погрешности технологических систем текстильного производства. Установить и исследовать их связи с выходными характеристиками;
разработать методы расчета и подтверждения точности для наиболее точных исполнительных механизмов текстильных машин (валковых механизмов красильно-отделочного и прядильного производств, цикловых механизмов ткацких станков, узла остов - рифленый цилиндр и т.п.);
разработать модели изготовления, сборки, выверки и контроля вышеперечисленных механизмов,
разработать модели, позволяющие устанавливать влияние точности валковых механизмов на колебание валков, неравномерность нагрузки и влажности обрабатываемого текстильного материала, тяговые свойства валковых механизмов;
разработать модели, позволяющие исследовать влияние точности цикловых механизмов ткацких станков на их работоспособность;
усовершенствовать методы контроля эластичных покрытий и остовов машин, дать рекомендации по уменьшению погрешности измерения линейных размеров этих деталей и шероховатости поверхности эластичных покрытий;
разработать модель шлифования резины и усовершенствовать методы обработки эластичных покрытий, установить основные закономерности, возникающие при шлифовании резины, дать рекомендации по уменьшению погрешности обработки.
Методы исследования. Задачи, поставленные в работе, решались экспериментальными и теоретическими методами. В теоретических исследованиях применены методы математического и имитационного моделирования, дифференциального и интегрального исчисления, теоретической механики, теории упругости, теории случайных функций, теории случайных колебаний, векторного исчисления, дифференциальной геометрии. Решение уравнений выполнено аналитическими и численными методами.
Основные результаты теоретических исследований, полученные в работе,
подвергались экспериментальной проверке в лабораторных и
производственных условиях. Эмпирические зависимости получены в лабораторных условиях с использованием промышленного оборудования и современных измерительных средств, выпускаемых серийно и разработанных с участием автора
Обработка результатов экспериментов проводилась методами математической статистики с использованием ЭВМ, при этом применялись регрессионный, дисперсионный и спектральный анализ.
'**;. . ,
Научная новизна.
Впервые создан метод подтверждения соответствия норм точности техническим требованиям для механизмов текстильных машин на основе моделирования процессов жизненного цикла машины.
Впервые разработан метод расчета вероятности отказа, вызванного неточностью изготовления цикловых позиционных механизмов, на примере механизма прокладывания утка станка СТБ.
Предложен метод расчета точности валковых механизмов красильно-отделочного и прядильного оборудования с учетом случайного характера погрешностей формы и расположения. Разработаны классификации и обобщенные модели валковых механизмов.
Предложен метод расчета вероятности поломки рифленых цилиндров из-за смещения опор, учитывающий погрешности, вызванные технологией изготовления и сборки деталей остова.
Создан метод измерения шероховатости поверхности резины электрорезистивным способом.
Впервые разработан метод расчета погрешностей, вызванных неточностью прибора, при измерении оптическим теневым способом. Создан метод измерения прямолинейности остова прядильной машины оптическим двухтеневым способом.
Разработан метод определения неравномерности натяжения ткани, транспортируемой валками, имеющими погрешности формы или расположенными с перекосом.
Установлены закономерности, возникающие при износе эластомера цилиндрическим индентором.
Разработан метод расчета погрешностей обработки при шлифовании обрезиненных валов.
Выявлены и классифицированы погрешности технологических систем, предложен метод поиска, ранжирования и отбора погрешностей механизмов.
Для реализации вышеперечисленных методов разработаны математические модели: колебаний элементов валковых механизмов-лод действием случайных погрешностей; транспортирования слоя валками, имеющими погрешности формы и расположения; точности шлифования эластичных покрытий; обработки и сборки остова прядильной машины.
Практическая значимость и реализация результатов работы.
Разработанные методы расчета точности валковых механизмов, корпусных деталей прядильных машин и механизма прокладывания утка ткацкого станка СТБ позволяют назначать научно обоснованные допуски, гарантирующие качество этих механизмов текстильных машин. Предложенные методы расчета могут быть также использованы для подтверждения соответствия спроектированной машины техническим требованиям, что позволит уменьшить расходы на выпуск опытных образцов (партий) и сократить сроки постановки машин на производство.
Разработанные на их основе методики могут быть использованы при проектировании, производстве и ремонте текстильных машин
Предложенный новый метод контроля шероховатости поверхности резины резистивным способом, позволит повысить качество изготовления обрезиненных валов.
Разработанный метод измерения прямолинейности поверхности остова прядильной машины увеличивает точность сборки остова и сокращает время ее* проведения
Предложенные методы обработки и контроля эластичных покрытий деталей текстильных машин повышают точность обрезиненных валов и могут быть использованы при изготовлении и ремонте текстильных машин в условиях завода и ремонтных мастерских фабрик.
Рекомендации и методики расчета точности механизмов текстильных машин используются в Ивановском НИЭКМИ и Костромском СКБТМ. Материалы диссертации используются в учебном процессе, поставлен новый курс лекций и лабораторных работ для магистров: «Моделирование точности технологических процессов».
Апробация работы. Материалы по теме диссертационной работы докладывались и получили одобрение на:
семинаре по «Теории машин и механизмов АН РФ» (Костромской филиал), г. Кострома, КГТУ, 1983, 1998 гг.;
профессорском семинаре Костромского государственного технологического университета, г. Кострома, КГТУ 2000, 2001, 2003 г.
зональном семинаре «Алмазная и абразивная обработки деталей машин и инструментов», г. Пенза, 1981 г.;
научных конференциях КТИ, г. Кострома, 1973-1989 гг.;
республиканских научно-технических конференциях «Пути совершенствования технологии и оборудования для переработки льняных, хлопковых и химических волокон в льняной отрасли текстильной промышленности, Кострома, КГТУ, («Лен - 92»), 1992 г., («Лен-94»)1994г.;
международных научно-технических конференциях «Современные наукоемкие технологии и перспективные материалы текстильной и легкой промышленности» г. Иваново, («Прогресс - 98»), 1998 г., («Прогресс - 2002»), 2002 г.
международных научно-практических конференциях «Актуальные проблемы переработки льна в современных условиях», Кострома, КГТУ («Лен-96») 1996 г. , («Лен-98») 1998 г., («Лен-2000») 2000 г., («Лен-2002») 2002 г.
Публикации результатов исследований. Основное содержание диссертации, полученные результаты, выводы и рекомендации опубликованы в 39 научных работах, в том числе в 1 монографии, 14 статьях в журналах, 8
статьях в сборниках научных трудов, 4 депонированных рукописях, 12 материалах научных конференций.
Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, семи глав, заключения, списка литературы и приложений. Содержит 295страницы машинописного текста, список литературы из 315 источников, 312 формул, 85 рисунка, 15 таблиц.
Похожие диссертации на Создание методов обеспечения точности механизмов текстильных машин с учетом их функционального назначения
