Введение к работе
1.1---. Актуальность темы. Современная мебельная промышленность отличается наличием производительного и эффективного технологического оборудования. На этом фоне транспортно-накопительное оборудование цехов и складов выглядит существенно маньэ совершенным: незначительная доля приводных устройств, разнотипность, большая металлоемкость - все это, очевидно, не соответствует уровню конца XX столетия и является одним из главных тормозов технического развития отрасли. Более высокий технический уровень основного технологического оборудования мебельной промышленности обусловлен определенными требованиями к качеству продукции. Отсталость же трансдортно-накопительного оборудования имеет свою причину в чрезвычайно низкой стоимости рабочей силы на территории бывшего СССР и относительно недорогих в недалеком прошлом черных металлах, что позволяло мебельным предприятиям самостоятельно изготавливать примитивные устройства или покупать такую не продукцию маломощных заводоз бывшего Кинлеспрома СССР, а также отвлекать квалифицированных рабочих основных специальностей для выполнения транспортных операций.
Формирование нормальной рыночной экономики приводит к изменению условий существоания и развития мебельной промышленности. В частности, для мебельных предприятий, видимо, окажутся рентабельными роботизированные и гибкие производства, позволяющие при относительно небольших затратах оперативно перестраивать технологически;! процесс для выпуска новых видов продукции небольшими партиями. Для транспорта мебельных предприятий это означает применение управляемого приводного оборудования, включающегося в единую систему гибкого производства, которым мебельные предприятия в настоящее время не располагают. Так как существующие устройства не могут вполне быть прототипами оборудования с такими свойствами, их создание является актуальной технической задаче;;.
lie ль и задачи исследовании. Целью является разработка ->.-учных основ расчета, проектирования и создание чібкого, irtn зе^.-сального, унифицированного транслортно-наколигэ/.ьного оос:удова-ния для мебельной промышленности.
В соответствии с целью исследований определены следующие основные задачи: обоснования принципов создания универсального
'і
гибкого транспортно-накопительного оборудования; разработки методики построения транспортно-накопительного оборудования и транспортно-накопительных систем из элементов - модулей; разработки конструкции модулей; разработки и обоснования методов расчета модульного оборудования и его узлов с целью обеспечения работоспособности при уменьшении материалоемкости и энергопотребления; разработки и обоснования способов и средств технологического обеспечения работоспособности узлов транспортных модулей. -
Решение этих задач проводилось в соответствии с планом НИР Государственного комитета по науке и технике ССОР с IS7C по 1975 гг., планом НИ? Ленинградской лесотехнической академии, координационными планами ІІІІР и 01ІР і.іинлзспрог.'.а СССР с 11-77 по I9'J0 гг. Автор диссертации являлся ответственным исполнителем и руководителем научно-исследовательских работ, выполненных к соответствии с этими планами.
Объекты и методы исследованиі.. Объектами исследований являются грузопотоки в цехах мебельных предприятий и транслортно-переместительше операции; составляющие систему предлагаемые устройства механического непрерывного транспорта, их узлы, а также переместительные процессы, реализуемые этими устройствами; предлагаемые материалы, технологическое оборудование и испытательные стенды для производства и контроля параметров деталей и узлов транспортно-накопительных устройств.
Работа содержит результаты теоретических и экспериментальных исследований. Теоретические исследования проводились методами теоретической механики, сопротивления материалов, теории колебании, теории надежности, аэродинамики; использовались также вероятностные методы и числзнное решение системы нелинейных дифференциальных уравнений на ЭВМ.
Научная новизна работы состоит в:
- разработке и обосновании принципа построения транспортно-накопительного оборудования и транспортно-накопительных систем, отличающегося разделением процесса транспортирования на элементарные операции, соответствуицие координатам перемещений грузов, и созданием специализированных устройств - модулей,
реализующих эти операции;
разработке и описании модели деформирования составных грузов, сложенных из плит или щитов, а также разработке методики нахождения интервала, из которого с заданной вероятностью не выходят наибольшие прогибы составных грузов;
разработке методики экспериментального исследования контактной податливости грузов и доказательстве отсутствия пластических деформаций реальных грузов при контактном взаимодействии с роликоопорами транспортных модулей;
разработке методики расчетов интервала, из которого с заданной вероятностью не выходят статические нагрузки на опорные элементы модулей, а также предельных значений коэффициентов жесткостей опорных элементов из условий ограничения возможного угла разворачивания груза при движении',
установлении параметрической природы вертикальных колебаний движущихся по роликовому настилу грузов и определении предельных скоростей движения, при которых исключаются параметрический резонанс, а также амплитуды виброускорений, превыиао-щие заданный уровень;
обосновании принципов структурного построения модульных транспортных магистралей и методики определения рационального соотношения модулей различных типов;
разработке модели и математического описания взаимодействия груза с транспортными модулями предложенных конструкций при осуществлении главного движения, а также алгоритма и программы расчета, позволяющих определить параметры приводов и режимы движения грузов;
обосновании принципов создания устройств для реализации радиального приложения прессутапих усилий при изготовлении деталей роликоопор повышенной прочности из древесных і:омпоз:таюшінх материалов;
- обосновании методики испытаний роликоопор трансг -ртных
модулей и принципов создания испытательных стендов.
Новизна представленных в работе технических решений подтверждена авторский свидетельствами Госкомизобретений СССР. На защиту выносятся следующие основные положения:
- модульный принцип построения транспортно-накопительной
системы, идея гибкого транспорта, основанная на координатной специализации элементов системы и методика построения транспор-тно-накопительного оборудования из модулей;
теоретическое обоснование надежности и экономичности модульного транспортного оборудования;
гипотеза о взаимодействии элементов плитных составных грузов при изгибе, математическое описание и методика расчетов прогибов таких грузов;
теоретическое и экспериментальное доказательство факта упругого контактного взаимодействия реальных грузов и ролико-опор модулей;
математическое описание вертикального взаимодействия грузов с роликовым настилом модулей и методика расчета параметров опорных узлов;
теоретическое обоснование условий виброустойчивости движущихся по роликовым настилам модулей грузов;
технические решения, защищенные авторскими свидетельствами, на основании которых созданы конструкции транспортных модулей;
математическая модель и основанная на ней методика расчета параметров .движения грузов и пневмоприводов модульных конвейеров ;
способы повышения прочности и улучшения эксплуатационных свойств деталей роликоопор из древесных композитов, принципы создания соответствующего технологического оборудования, технические решения, позволяющие реализовать эти способы и устройства, защищенные авторскими свидетельствами;
теория и методика испытаний роликоопор, технические решения, защищенные авторскими свидетельствами, на основании которых созданы конструкции испытательных стендов.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов
и рекомендаций подтвержаются экспериментальными данішми, а также результатами производственных испытаний. Теоретические положения и зависшлости получены при корректных допущениях, не противоречат основным положениям теоретической механики, теории колебании, сопротивления материалов, строительной механики,
аэродинамики. Расчеты выполнены с применением современных средств вычисления.
Достоверность экспериментальных исследований может быть признана достаточной, так как показатели статистической обработки соответствуют общепринятым в практике научных исследований.
Практическая значимость работы состоит в том, что предложенный модульный принцип построения тракспортно-накопительных систем монет быть положен в основу проектирования цехового и складского транспорта мебельных предприятий, а также других отраслей промышленности, торговли, связи.
Математические модели, аппарат, методы расчета могут быть использованы для определения и обоснования основных параметров серийного модульного транспортного оборудования, для создания соответствующих руководящих материалов при проектировании.
Способы изготовления узлов трения и роликоояор транспортных модулей, устройства для их реализации, а также испытательные стенды и методика испытаний могут стать основой серийного производства этих узлов и организации соответствующих ремонтних операции в условиях мебельных, фанерных и деревообрабатывающих предприятий.
Результаты теоретических и экспериментальных исследований, а также информация о конструкциях транспортных модулей применимы при дипломном и курсовом проектировании в лесотехнических учебных заведениях.
Апробация работы. Основные научные положения и результаты исследований докладывались, обсуждались и были одобрены на научно-технических конференциях факультета МТД ЛЛГА им.С.М.Кирова 1974 - 1991 гг., на Всесоюзном совещании по методам расчета механизмов машин-автоматов в 1976 г. (г.Львов), на отраслевых совещаниях в 1976 - 1989 гг. УкрНЙйШД (Киев) и в ПКТИ (Ивано-Франковск) в 1982 и 1987 гг. ,на конференциях в МПТИ в !"' г., Институте механики мегаллодолимерных систем .'..; БССР (Гомел .. " 1978 г., в БТИ им.С.М.Кирова (Минск) в 1985 г., на техі. -^скил. советах СПКТБ (Краснодар) в 1987 и 1988 гг., на секции проблем качества продукции НТС Минлеспрома УССР (Киев) в 1989 г., на секции научно-технического совета Минлестгрома СССР в 1987 -1990 гг.
Созданные транспортные модули и модель транспортной магистрали демонстрировались на весенней международной Лейпцигской ярмарке в 1989 г.,на Международной выставке "Лесдревмаш-89" и выставке НИР вузов Ленинграда в 1990 г.
Реализация работы. Основные научные положения и результаты исследований использованы:
Краснодарским СПКТБ при проектировании и изготовлении основных грузонесущих элементов в 1987 и 1988 гг.,
Санкт-Петербургским институтом Гипролестранс при проектировании системы транспортных модулей в 1989 - 1990 гг.,
Тираспольским ДОКом при организации участка производства корпусов роликов в 1974 - 1975 гг.,
Днепропетровским заводом "Строймаш" при производственных испытаниях партии роликов в 1975 г.,
1:!алыы государственным предприятием " НОАЩК " при организации конвейера-накопителя в 1991 г. (д/'о цех, г.Подпорожье).
Конструкции транспортных модулей, методика расчета их узлов и элементов используются в учебном процессе в Лесотехнической академии при курсовом и дипломном проектировании.
Публикации. По теме диссертации опубликованы: одна монография (17,25 п.л.), 36 научных статей (8,5 п.л.) и 12 тезисов докладов на научных конференциях и совещаниях, два ГОСТа, тлеются 18 авторских свидетельств на изобретения. Материалы диссертации отражены также в 18 научно-исследовательских отчетах.
Объем работы, диссертация состоит из введения, шести разделов, выводов и рекомендаций, списка литературы и приложения. Текстовая часть изложена на 283 стр., имеется 88 рис., список литературы насчитывает 186 наименований, в том числе II на иностранных языках. Приложение на 18 стр. включает копии документов производственных испытаний и внедрения.