Развитие основ проектирования систем транспортирования нитей и тканей текстильных машин как механизмов  с гибкими звеньями (11.01.2010)

Автор: Краснов Александр Алексеевич

Краснов Александр Алексеевич

РАЗВИТИЕ ОСНОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ транспортирования НИТЕЙ И ТКАНЕЙ текстильных машин КАК МЕХАНИЗМОВ С ГИБКИМИ ЗВЕНЬЯМИ

Специальность 05.02.13 Машины, агрегаты и процессы

(лёгкая промышленность)

Автореферат

на соискание учёной степени

доктора технических наук

Иваново 2009

Работа выполнена

в государственном образовательном учреждении

высшего профессионального образования

«Ивановская государственная текстильная академия».

Научный консультант: доктор технических наук,

профессор Калинин Евгений Николаевич.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор В.В.Сигачева;

доктор технических наук, профессор С.Е.Проталинский ;

доктор технических наук, профессор В.И.Смирнов.

Ведущая организация: ГОУ ВПО «РОССИЙСКИЙ ЗАОЧНЫЙ ИНСТИТУТ ТЕКСТИЛЬНОЙ И ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ»

Защита состоится _8 апреля 2010_ года в ___ час. на заседании диссертационного совета Д212.061.01 в Ивановской государственной текстильной академии по адресу: 153000, г. Иваново, пр.Ф.Энгельса, 21.

С диссертацией можно познакомиться в библиотеке Ивановской государственной текстильной академии

Автореферат разослан «___»_____________2009 года

Учёный секретарь

диссертационного совета Н.А.Кулида

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Методы проектирования машин текстильного производства достаточно развиты. Однако отсутствие единого подхода к проектированию основных механических систем этих машин – систем транспортирования нитей и ткани сдерживает дальнейшее их совершенствование.

Одним из путей развития методологии проектирования текстильных машин является разработанное нами направление, в котором системы транспортирования нитей и тканей рассматриваются как механизмы с гибкими звеньями. Разработка этого направления привела к необходимости использования системного подхода, специфика которого определяется тем, что он ориентирует работу на раскрытие целостности объекта и обеспечивающих его механизмов, т.е. ориентирует не только на исследование и разработку методов проектирования механизмов проводки, но и на исследование систем, обеспечивающих технологию текстильного производства, мониторинг и диагностику машин, а также систем, которые составляют научную базу для проектирования механизмов с гибкими звеньями в текстильных машинах.

Системный анализ основ проектирования механизмов с гибкими звеньями текстильных машин позволил поставить и решить проблему единого подхода ко всем системам транспортирования нитей и ткани независимо от типа текстильной машины, решить проблемы их систематики и структуры, разработать методы синтеза и анализа для некоторых классов этих механизмов, поставить и решить ряд задач, касающихся свойств механизмов с гибкими звеньями, позволил определить направления совершенствования ряда систем, обеспечивающих основные и вспомогательные технологические операции в машинах текстильного производства.

Цель работы – повышение эффективности проектирования текстильного оборудования, сокращение сроков его разработки и внедрения в производство, повышение его функциональных свойств в соответствии с требованиями современных производственных технологий.

Задачи исследований:

- систематизация механизмов с гибкими звеньями;

- развитие методов структурного синтеза и анализа, геометрического и кинематического анализа механизмов с гибкими звеньями;

- развитие методов динамического анализа механизмов с гибкими звеньями с учётом механических свойств гибких звеньев - нитей и тканей;

- разработка алгоритмов и компьютерных программ, реализующих методы синтеза и анализа механизмов;

- исследование и разработка направлений совершенствования механизмов с гибкими звеньями в конкретных типах текстильного оборудования;

- исследование и разработка направлений совершенствования вспомогательных механических систем, обеспечивающих работу механизмов с гибкими звеньями и выполнение технологических операций в текстильных машинах.

Научная новизна. В диссертации разработаны основы единого и системного методологического подхода к проектированию механизмов транспортирования нитей и тканей в текстильных машинах как механизмов с гибкими звеньями. В работе получены следующие результаты:

Разработана систематика механизмов с гибкими звеньями, в рамках которой предложены классификационные схемы гибких и направляющих звеньев и кинематических пар огибания, введены таксономические формулы для механизмов с гибкими звеньями.

Разработаны вид структурных матриц для плоских механизмов с гибкими звеньями, методы и алгоритмы структурного синтеза и анализа, кинематического анализа механизмов с гибким нерастяжимым звеном на основе структурных матриц.

В рамках поиска методов снижения деформации гибких звеньев, установлено наличие экстремума (минимума) натяжения гибкого провисающего звена в точках его подвеса, получены основные математические модели, описывающие геометрию провисающих гиперболических и параболических нерастяжимых звеньев в точке установленного экстремума; в рамках исследований деформации гибкого упругого звена при взаимодействии с фрикционной парой выявлено наличие гистерезиса натяжения гибкого звена; в рамках исследований причин появления вибраций в текстильных машинах установлено существование предельного радиуса кривизны траектории движения центра масс гибкого нерастяжимого звена, располагаемого по спирали Архимеда; установлена пропорциональность величины предельного радиуса кривизны траектории толщине звена; найден коэффициент пропорциональности; в рамках исследований причин колебаний гибкого нерастяжимого звена, провисающего на свободном участке механизма, выявлено существование зоны возможных колебаний величины его провиса, записано дифференциальное нелинейное уравнение простейшей модели такой системы, разработана методика решения этого уравнения, численно получены частные решения нескольких таких уравнений.


загрузка...