Автореферат (1025004), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Работа изложена на 157 страницах, содержит 62 рисунка и 12таблиц.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении обоснована актуальность диссертационной работы,приведена постановка задач и краткая аннотация содержания работы поразделам, дана оценка научной новизны и практической значимостиполученных результатов и сформулированы защищаемые положения.В первой главе приведён обзор современных систем автоматизацииCAD/CAM/CAE/PDM/PLM для АСУТП, АСУП и АСТПП в областимашиностроения.

Приведен обзор современных лесопильных станков.Анализируются основные преимущества многопильного станка c круговымпоступательным движением пильных полотен. Выделяются существующиенаучно-технические проблемы и возможные несогласованности между этапамижизненного цикла ПБ лесопильного станка нового типа. Отмечены недостаткиподхода использования стандартных отдельных АС на различных этапах ЖЦИи актуальность создания специализированной АС управления процессомпринятия решений при проектировании конкретного наукоемкого продукта.Отмечена необходимость создания единой методики автоматизированногоуправления процессом многокритериального проектирования ПБ станка наоснове концепции ЖЦИ, обеспечивающей высокую совместность и интеграциюАСУТП, АСТПП и АСУП.Во второй главе изложена единая методика автоматизированногоуправления процессом многокритериального проектирования наукоемкогоизделия, обеспечивающая высокую совместность и интеграцию разных этаповподготовкипроизводства.Задачиуправлениямногокритериальным4проектированием отличаются от стандартных задач многокритериальнойоптимизации участием и непосредственным взаимодействием специалистов впроцессе принятия решений с целью получения рациональных согласованныхвариантов.ТЕХНОЛОГТехнологичностьУравновешенностьПроизводительностьКачество обработкиЗАКАЗЧИКЧастота вращенияПотеря древесиныв опилкиСобственнаячастотаСИНТЕЗМассаРазмерыКОНСТРУКТОРПрочностьиусталостьУстойчивостьЖёсткостьРАСЧЁТЧИКЕДИНОЕ ИНФОРМАЦИОННОЕ ПРОСТРАНСТВОРис.

2. Модель синтеза пильного блока лесопильного станкаПредложена упрощённая модифицированная модель ЖЦ пильногоблока, так называемая «модель синтеза» (Рис. 2). Основное отличие данноймодели от существующих моделей состоит в наличии центрального этапасинтеза, предназначенного для сбора и обработки данных, связанных сразличными этапами ЖЦИ. В данной модели отличены наиболее важныефункциональные характеристики ПБ, а также представлены главные участникиЖЦИ, взаимодействующие в едином информационном пространстве.Специалисты в разныхИсходные данныеобластяхвместе(неизменяемыеучаствуют в процессепараметры)решениязадачисинтеза, результатомКритерииУправляющиекоторогоявляетсяМатематическая моделькачествапараметрысогласованное(расчетные формулы,решение,ограничения, алгоритмы )удовлетворяющеевсех участников ЖЦРис.

3. Формулировка задачи синтеза на основемногопараметрического и многокритериального подхода станка.5В результате синтеза, устраняются проблемы несогласованности. Задачасинтезаформулируетсянаосновемногопараметрическогоимногокритериального подхода (Рис. 3), согласно которому параметры,характеризующие изделие на всех этапах ЖЦ делятся на три группы. Вопервых, это управляющие параметры, значения которых нужно найти прирешении задачи синтеза. К данной группе относятся конструктивные итехнологические параметры. Во-вторых, критерии качества, которыехарактеризуют требования к проектируемому изделию (производительность,масса и т.д.).

И, в-третьих, неизменяемые параметры (физико-механическиесвойства материалов и т.д.).В третьей главе проанализированы основные соотношения,используемые для постановки задачи многокритериального проектированияПБ. Основным рабочим узлом многопильного станка является пильный модуль,схема и расчетная модель которого представлены на Рис.

4. Для обеспечениятребуемой жёсткости полотна и устранения нежелательных сжимающихнапряжений на режущей кромке, полотно предварительно растягивается силойF0 с эксцентриситетом натяжения e1.Центробежноеускорение аA2A2qhGL/25O1 A1F09FbA1FbB1а)LkαeНаправлениебревнаhb6L0 =L+2Lkq8СиланатяженияF0ax =a.cos(α)e17Инерционнаясила противовесаL = h+2eO2 embL/234αF0aFbLk2B2αay =a.sin(α)Fbhb1mbРаспределеннаяинерционнаянагрузка полотна qб)Рис. 4.

Схема и расчетная модель пильного модуляа) Схема пильного модуля, б) Расчетная модель пильного модуля.1, 9 - верхний и нижний противовес; 2, 8 - верхний и нижний эксцентрик;3, 7- верхний и нижний вал; 4, 6 - верхняя и нижняя корпусная деталь; 5 – полотно.Пильныймодульможнорассматриватькакшарнирныйпараллелограммный механизм. При круговом поступательном движениипильного модуля все материальные точки движутся по сходным круговым6траекториям с радиусом e, скоростями 2 n v  e 60 и центробежными 2 n ускорениями a  e  . Где n – частота вращения валов станка и e – 60 эксцентриситет кругового движения (Рис.

4). На пильное полотно действуетраспределенная инерционная нагрузка q, которая приводит к возникновениюизгибающих моментов в пильном полотне. Вследствие чего, полотно можетпотерять свою плоскую форму. В главе проведен анализ устойчивости плоскойформы полотна под действием инерционных нагрузок.

Согласно требованиюустойчивости пильного полотна, рабочая скорость n ограничиваетсякритической частотой ncr, при которой возникает потеря устойчивости плоскойформы полотна. С целью повышения производительности станка и качестваобработки, критическую частоту желательно максимизировать.Предложенапроцедура,расчетакритическойоб/минчастоты ncr в зависимостиот силы натяжения F0 имассы противовеса mb вОбластьсоответствие с реальнымнеустойчивостиусловиемзакрепленияпильного полотна прихолостомрежиме.РациональныйРазработанная зависимостьвыборкритической частотой ncrОбластьотбезразмерногоустойчивостикоэффициентаkb,характеризующего массуmbпротивовесаРис. 5.

Область устойчивости плоской формыпредставлена на Рис. 5.полотна под действием инерционных сил2Показано, что при увеличении силы натяжения F0 значение критическойчастоты увеличивается. При рациональной балансировке пильного модуляпротивовесами 0,2<kb<0,3, происходит «компенсация» изгибающего момента,вызываемого распределённой инерционной нагрузкой q и инерционной силойпротивовесов Fb (Рис.

4 и Рис. 5). За счет этого обеспечивается устойчивостьпильного полотна при повышенной частоте вращения валов.Во втором пункте главырассмотренаустойчивостьплоскойформыполотнаприпилении,характеризующаясявеличиной критическойсилы Pcr = qпcrh (Рис. 6).Рис. 6. Рачетная модель полотна при пилении7Где h - высота пропила и qпcr – критическая распределённая нагрузка припилении. Для обеспечения устойчивого пиления, критическая сила Pcr должнабыть не меньше требуемого усилия пиления P0: Pcr ≥ P0. Для повышенияточности пиления, критическую силу желательно максимизировать.

Авторомполучено аналитическое соотношение для определения критической силы Pcr взависимости от силы натяжения F0 и эксцентриситета натяжения e1.Частота,,100=0ГцГц=0.024480120380601=0.03224040Область допустимыхзначений частоты вращения валов0084516902536,НРис. 7. Зависимость спектра частотколебаний пильного полотна от усилияцентрального натяжения F0. 1-первая,2-вторая, 3-третья, 4- четвертая форма20о – МКЭ– по разработанной формулеСила натяжения0,Н1000 2000 3000 40000Рис.8.Зависимостьнизшейсобственной частотыколебанияполотна от силы натяжения F0 приразличных значениях эксцентриситета e1В третьем пункте главы проанализированы динамические характеристикипильного модуля, в частности - зависимость спектра частот собственныхколебаний полотна от усилия его натяжения (Рис.

7).Наиболее важной является низшаяЭксцентрикПильный модуль(первая)собственнаячастотаколебания пильного полотна f01.Ограничениедляотстройкирезонансных режимов пильныхВерхнийполотен представлено в виде: n ≤ 60·валf01 [об/мин]. С целью повышенияпроизводительности станка, следуетмаксимизировать значение низшейНижний частоты колебания f01. Разработанааналитическаяформуладлявалавтоматизированногорасчетасобственной частоты колебанияпильного полотна в зависимости отсилынатяженияF0иРис.

9. Схема пильного блокаэксцентриситета e1 (Рис. 8.).8Для расчета пильного полотна на прочность, жёсткость и долговечностьиспользуются стандартные методики.При рассмотрении задачи уравновешивания пильного блока, состоящегоиз 6 пильных модулей (Рис. 9), найдены три самоуравновешенных вариантаконструкции ПБ (Рис. 10). Исследование методом конечных элементовпоказало, что схема 3 является наиболее рациональной схемой по критериюминимальных прогибов.а) схема 1 –существующийобразецб) схема 2в) схема 3 рациональнаясхемаРис. 10.

Три варианта самоуравновешенных валов для пильного модуляЧетвёртая глава посвящена описанию математической модели ПБ иметоду визуального интерактивного анализа, предназначенному дляавтоматизированного исследования многокритериальной модели и поддержкипринятия решений при проектировании наукоемкого изделия.Таблица 1.Управляющие параметрыИсх. Мин.

Характеристики

Список файлов диссертации