Введение к работе
Актуальность темы. В современных технологических машинах хлопково. о промышленного комплекса широкое применение получили приводы с цикловыми механизмами. Интенсификация технологических процессов, приводящая, как правило, к росту рабочих скоростей, требует более тщательного учета динамических факторов. Приводы с цикловыми механизмами обладают рядом особенностей, что выделяв'" их исследование в самостоятельный класс динамических задач. Как правило, наличие цикловых механизмов определяет переменность динамических параметров привода. Вместе с тем цикловые механизмы являются источником возбужден я колебаний и в то же гремя объектом виброзащиты. Все это требует особых подходов при их исследовании. К настоящему времени вопросы кинематического и динамического расчетов цикловых механизмов достаточно хорошо изучены. Привода с цикловыуи теханизма-ми машин хлопкового промышленного комплекса имеют ряд особенностей, связанных с осуществляемым технологическим процессом, и их динамика изучены недостаточно. Поэтому исследования, направленные на развитие существующих методов расчета цикловых механизмов применительно к машинам хлопкового промышленного комплекса, создание новых конструкций приводов рабочих органов обеспечивающих повышение производительности, надежности и снижение металлоемкости, энергоемкости машин, являются актуальной проблемой, необходимой чауке и практике отрасли машиностроения.
Работа выполнена в соответствии с планами НИР лаборатории "Теория механизмов и машин" Института механики и сейсмостойкости сооружений им. If. Т.Ураз бае ва АН РУз по темам: "1%>делирова-ние и анализ динамики машинных агрегатов с ;ычалными механизмами" (№ Гос.регистрации 71040010); "Моделирование и изучение электромеханических систем с упругими элементами и связями" (№ Гос.регистрации 76070562); "Разработать методы расчета и оптимизации параметров механизмов и машин, и выдать рекомендации по модернизации машин по обработке хлопчатника" (I? Гос.регистрации 81094490); "Системное моделирование, анализ и теория проектирования энергомеханических систем с линейными цепями 1Э-ханизмов" 0? Гос.регистрации 01870054742).
Цель работы. Основной целью работы является разработка новых, развитие существующих методов исследования и создание высокоэффективных конструкций цикловых механизмов машин хлопкового промышленного комплекса j учетом требований техн^то-гического процесса, fi-я осуществления поставленной цели следует решить следующие частные оадачи:
на основе комплексного анализа конструкций цикловых механизмов (увлажнителей семян хлопчатника, хлопковых опрыскивателей ОВХ-28, подборщиков хлопка, кулачковых л рычажных механизмов ткаг -их станков) разработать ряд типовых динамических и математических моделей, описывающих их основные динамические параметры;
разработать программные средства для реализации полеченных математических моделей на ЭВЫ;
на основе машинных экспериментов опррцелиті рациональнее геометрические, кинематические и динамические параметры исследуемых цикловых механизмов с учетом технологических требований;
изучить факторы, влияющие на законы движения и нагружен-
ность звельев цикловых механизмов, на повышение динамический
точности и уменьшение динамических нагрузок; -'
провести комплексные экспериментрдьные ИССЛЄДОЕРЯИЯ по определению кинематических и динамических характеристик исследуемых цикловых механизмов, а также их влияние на технологические показатели машин хлопкового промышленного комплекса.
Иетоды исследован Я. Теоретически исследования проводились на основе "етодов теоретической и прикладной уе-аники, теории механизмов и машин с применением ЭВМ. Экспериментальные исследования выг^лнены в лабораторных, производ твенных и полевых условиях и использованием современных методов экспериментальной механики с целью последующего сравнения с результатами теоретических исследований.
Научная новизна. Основная научная новизна работы состоит в том, что:
на основе обобщения результатов анализа "теоретических, экспериментальных исследований и ..онструкций циклопчх механ -зыов хлопковых опрыскивателей, хлопкоподборщи«.ов и ткацких
станков составлены их обобщенные динамические и математичес-гче модели;
предложены диагностические критерии, позволяющие оценить характеристики движения главных валов машинных агрегатов, а также получены зависимости, характеризующие влияние параметров- батана на динамику его птавода;
аналитически обоснованы геометрическге и кинематические параметр привода рабочих органов механического зубчатого аппарата подборщика, а также г.элуч.-ны аналитические выражения для динамическсго расчета ^истемы силового замксания двухко-ромысловых кулачковых механизмов;
разработана методика расчета на ЭШ геометрических, кинематических и динамических паргчетроЕ существующих и перспективных конструкций цикловых механизмов широкого класса машин различного технологического начначения и в, частности машин х. опкового промышленного комплекса;
результатами ^асче^ов на ЭШ определены зоны взаимного интенсивного возбуждения колебательных контуров ведущей и ведомой ч .стей кулачковгго ь рычажного приводов рабочего органа опрыскивателя ОВХ-28, получены их рациональные параметр";
устаь.влено, что снижение динамических нагрузок в кулачковых механизмах с кинематгческш замыканием і/ожет быть достигнуто изменением податливости высшей кинематической пары, обоснованы квазиоптимальные параметры упругих роликов привода батана станка АТПР-100;
на основе теоретических и экспериментальных исследгзаний получено, что соответствующим выборл жесткостей шатунов сдвоенного к;ивошипно-ползунного механизма можно выравнять и снизить усилия на шатунах, а также определены рациональные значения жесткостей упругих элементов чатунов;
экспериментальными исследованиями получега кинематические, динамические и технологические характеристики срийных и предлагаемых приводов с цикловыми механизмами исследуемых машин хле ікового промышленного ..эмплекса.
Практическая ценность работы. Основной практической ценностью работы являемся определение рацион'чьных геометрических, киньматических и динамически., параметров цикловых механизмов
ткацких станков различных модификаций, опрыскивателей, подо'о-рщиков хлопка и у -лажнителей семян хлопчатника.
Практическая реализация работы: Основные результаты работы реализованы в виде следующих разработок:
испытаны и внедрены в производство кулачковый привод батана станка типа АТПР с упругими роликами (Ташкентский и Ферганский текстильные комбинаты), шатун лентоткацкого станка ТЛ-80-Ш с упругими элементами (Ташкентское текстильно-галантерейное объединение "Учкун");
создана и прошла лабораторно-поле^ые испытания конструкция чзткрэхзвенного рычажного привода рабочего органа хлопкового опрыскивателя ОВХ-28 (совхоз "Кремль" Букинского района Ташкентской области);
создана и прошла лабораторно-полевыз испытания конструкция шзстизеєнного рычажного привода хлопкового опрыскивателя 0ВХ-2Ь (Наманганская область);
созданы и прошли лабораторно-полевые испытания конструкции механического зубчатого аппарата подборщика хлопка (Дки закская, Ташкентская области);
спроектирована и изготовлена машина для предпосевного увлажнения семян хлопчатника.
Результаты теоретических и натурных исследований переданы для внедрения.в объединение нКх..імовптекмашп і1. Климовск, Московская область), и испольэова"ы в ЦПКТБ НП АН РУз при проектировании привода рабочего органа ОВХ-28, механического зубчатого подборщика хлопка.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на: х Всесоюзном съезде по теории механизмов и машин (Алма-Ата, 1977 г.); УІ всесоюзном Совзде по теоретической и прикладной механике (Ташкент, 1986г.); УІ Ьсесоязной конференции по управлению в механических системах (Ль_.ов, 1988 г.); УП Всесоюзно** школе "Расчет и управление надежностью больших механических систем" (Ташкент, 1988 г.); ІУ Всесоюзном гоординаци-онном ссвегании по автоматизации проектно-конструкторских работ в машиностроении (Минск, 1988 г."", Всесоюзной научно-практической конференцш' "Ученые и специалисты в ращении проблемных вопросов теории механизмов и машин хлопкового комплекса
(Ташкент, 199 г.); Всесоюзной конференции "Механизмы переменной структуры з технике" (Бишкек, 1991 г.); II Совещании по ТММ республик Средней Азии и Казахстана (Ташкент, 1979 г.); в Ташкентском филиале Всесоюзного семинара по теории механизмов и машин (1980-1985 гг.); республиканской научно-технической конференции "Повышение эффективности г едрения роботизированных и гибких автоматизированных комплексов в машиностроении Узбекистана" (Ташкент, 1986 г.); республиканской конференции посвященной памяти акад., АН УзССР Х.А.Рахгатулина (Ташкент, 1939 г.); республиканской научно-практической конференции "Решение проблемных вопросов теории механизмов и машин" (Фергана, 1991 г.); расширенных технических Советах инженерно-технических работников прядильне-ткацкой фабрики f"» 2 Ташкентского текстильного комбината (I980-I98I гг.); научных семинарах во ВНИИЛТШАШэ, в МТИ, ТГТУ, ТИШІ, ТИИШСХ (1983-1993 гг.); объединенных семинарах по теории механизмов и машин хлопкового комплекса Института механики и сейсмостойкости сооружений им. М.Т.Уразбаева АН РУз (1977-1993 гг.).
Публикации автора. Основные материалы диссертации опубликованы в 50 печатных работах.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, восьми глав, основных выводов, списка использованной литературы содержащего 115 наименований и актов внедрения. Объем диссертации 205 страниц машинописного текста, 2 таблицы, ПІ рисунков.