Введение к работе
Актуальность темы. Одним из новых прогрессивных направлений в текстильной промышленности является замена традиционных тканых текстильных полотен новыми неткаными материалами, в частности иглопробивными, что позволяет значительно повысить производительность труда. Иглопробивное оборудование составляет значительную часть всего оборудования легкой промышленности. Из общего объема мирового производства нетканых материалов иглопробивные полотна всех видов в нашей стране составляют примерно 30%.
Отставайте по производительности отечественных машин по сравнению с зарубежными в значительной степени определяется техническим несовершенством привода игольного стола, подверженного большим технологическим и динамическим нагрузкам, что диктует необходимость совершенствования динамических характеристик привода. Актуальность данной работы также обусловлена проводимыми поисковыми работами с целью создания на базе привода односекциошюй структуры иглопробивных машин более высокой производительности при большей рабочей ширине игольного стола. Разработка разработанных методик динамического анализа и синтеза и пакета прикладных программ для ЭВМ позволит автоматизировать процесс исследования на стадии проектирования и создания опытного образца иглопробивной машины, что существенно сокращает сроки создания и освоения выпуска новых иглопробивных машин с более высокими эксплуатационными характеристиками.
Цель и задачи исследований. Целью работы является создание инженерной методики исследования и совершенствования динамических характеристик привода игольного стола односекциоїшьіх иглопробивных машин на базе динамических моделей цикловой структуры, их математические описа-ния.создание алгоритмов расчетов и программного обеспечения, разработку инженерных рекомендаций по совершенствованию динамических характеристик. В задачу исследований были включены следующие основные вопросы:
-
Разработка типовых динамических моделей привода игольного стола одио-сскционных иглопробивных машин применительно к решешпо задач анализа и синтеза.
-
Разработка методики динамического анализа привода игольного стола, которая включает: определение и анализ спектра собственных частот и нестационарных козффшшеїггов формы; исследование вынужденных колебаний привода игольного стола иглопробивной машшгы под действием кинематических я технологических возмущений.
-
Создание программное обеспечение для реализации разработанной методики на ЭВМ.
-
Разработка методики динамического сингеза, включающей: исследование чувствительности спектра собственных частот к изменению конструктивных и динамических параметров привода игольного стола; исследование влияния параметров системы на формирование уровня виброактивности привода игольного стола; обеспечение условий динамической устойчивости при учете изменения параметров системы.
-
Исследоваїше неравномерности вращения ведущих звеньев механизмов привода игольного стола иглопробивной машины.
-
Выявление оптимальных характеристик привода при учете зазоров и нестационарных сил трения на базе компьютерного моделирования.
-
Экспериментальное исследование привода игольного стола для оценки его динамических характеристик.
-
Разработка перспективных направлений совершенствования динамических характеристик привода игольного стола иглопробивной машишы и инженерные рекомендации.
Методы исследования. В дашюй работе проведены теоретические и экспериментальные исследования. Теоретические разделы работы выполнены на основе современных методов аналитической механики, теории колебаний, теории механизмов и машин, вычислительной математики. При теоретическом
исследовании использованы аналитические методы и компьютерное моделирование на ЭВМ. Экспериментальная проверка получегшых теоретических результатов проведена на иглопробивной матине односекционной структуры ИМ-1800М-А методами тензометрии с использованием датчиков ускорения. Экспериментальные данные обработаны при использовании методов математической статистики.
Научная новизна. Научная новизна работы заключается в следующем:
-
Поставлена и сформулирована задача динамического исследования привода игольного стола иглопробивной машины на базе динамической модели кольцевой структуры.
-
Разработаны типовые динамические модели привода игольного стола, их математические описания.
-
Проведено динамическое исследование привода игольного стола иглопробивной машины, включающее: исследование частотного спектра и модальных характеристик, вынужденных колебаний, чувствительности спектра собственных частот к изменению параметров привода игольного стола иглопробивной машины, разработку аналитических и экспериментальных критериев оценки уровня колебаний приводных механюмов иглопробивной машины, алгоритмов и программ для исследования динамических характсристіпс привода игольного стола, анализ нелинейных динамических эффектов, связанных с наличием зазоров и сил трения, исследовашгые с помощью компьютерного моделирования типовых динамических режимов, разработку инженерных рекомендаций по совершенствованию привода игольного стола иглопробивной машины с целью улучшения ігх динамических характеристик.
Практическая ценность результатов работы. В работе создана комплексная методика динамического исследования и динамическая модель иглопробивной машины, которые могут быть использованы при исследованиях односекцион-ных иглопробивных машин на всех стадиях создания и освоения их выпуска. Программная реализация методики позволит использовать ее, существенно
сокращая сроки разработки и внедрения новых классов высокоскоростных иглопробивных машин. Разработанные инженерные рекомендации также создают предпосылки для проектировшшя иглопробивных машин с большей рабочей шириной игольного стола. Результаты работы, включающие разработанные методики исследования, динамические и математические модели, алгоритмы и программы расчетов, инженерные рекомендации по совершенствованию динамичесыгх характериспж привода игольного стола ИМ-1800М-А и снижению их уровня колебаний переданы для внедрения на ОАО "Вулкан".
Апробация работы. Основные положения диссертациошой работы докладывались и получили положителыгую оценку на конференциях по машинам и аппаратам текстильной и легкой промышленности 1998 и 1999 годов Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна; на заседаниях кафедры теории механизмов и машин и на научном семинаре кафедры проектирования машин текстильной и легкой промышленности СПГУТД.
Публикации. По теме диссертации опубликовано пять печатных работ и получено свидетельство о регистрации программного продукта.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и выводов по работе, имеет дт^страниц машинописного текста, ^.рисунка, .... список литературы из ^наименований и приложения, содержащего^^ таблиц.
