автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.01, диссертация на тему:Динамика и управление лентопитающими и лентопроводящими системами полиграфических машин

УКРАШСЬКА АКАДЕМЫ ДРУКАРСТВА

На правах рукопису

КАВИН Ярослав Михайлович

ДИНАМ1КА

СТРШКОЖИВИЛЬНИХ ТА СТР1ЧКОПРОВ1ДНИХ СИСТЕМ ПОЛ1ГРАФ1ЧНИХ МАШИН

Спецюльккть — 05.05.01 «Машини, агрегати I процеси пол1граф1чного виробництаа»

Автореферат диеертацм на здобуття вченого ступени кандидата техтчиих наук

ЛЬВ1В, 1996

Дисертац1ею с рукопис

Робота виконана в УкраТнсьюй академм друкарства.

НАУКОВИЙ КЕР1ВНИК — доктор техжчних наук

професор Луцюв Микола Михайлович

0Ф1Ц1ЙН1 ОПОНЕНТИ: 1. доктор техжчних наук

професор Горд!енко Володимир 1ванович

2. кандидат техжчних наук доцент Сенкусь Василь Теофтович ПРОВЩНА ОРГАН13АЦ1Я — Ходортський завод пол1граф!чних

машин (Львшська область)

Захист дисертацн вщбудеться «, /9 »_О &_1996 р.

,/СО

о /и — годин| на заЫданж спец1ал1зовано1 Ради К. 04.11.02 в УкраУнсьюй Академп Друкарства за адресою:

290020, Л7. ЛьЬЬ , Вт Шгаяоска, /<? зал за с/да и ь ВчеиоУ Ради

3 дисертац!ею можна ознайомитись у б|блютец1 УАД 29 0020, м. Львт, вул. ГНдголоско, 19

Автореферат розюланий «. /К _ 1996 р.

Вчений секретар спещал^ованоТ ради ' Д'дич В. П.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Робота направлена на досл1дження стр!чкопров!дних систем, наукове обгрунтуванкя 1 розробку систем стаб1л1зац!Т та автоматичного регулювання натягу стр!чкових матер!ал1в рулонних пол!граф!чних машин з метою зменшення ампл!туди коливань натягу для п1двищення продуктивное^ машин I покращення якост! продукцИ.

Актуальн1сть теми: Важливою задачею, яка стоТть перед пол!граф!ею е випуск високояк!сно! пол!граф!чно7 продукцй, яка була би конкурент-ноздатною на св!товому ринку. Передумовою випуску продукц!! на р!вн! св!тових стандарт1в е розробка та вдосконалення пол!граф!чних машин в напрямку л)двищення продуктивност! та якостК

Одн!ею з головних перешкод на шляху зб1льшення продуктивност! рулонних пол!граф!чних машин I Ыдвищення якост! готово! продукц!? с в1дсутн!сть як!сних систем стаб!л1зац!? I автоматичного регулювання натягу стр!чкового матер!алу.

На стаб!льн!сть натягу строкового матер1алу в значит м!р! впливають два основн! фактори:

— послйне зменшення рад1уса та маси рулона який розмотуеться, що призводить до постуловоТ зм!ни натягу строкового матер!алу;

— неправильна геометрична форма рулона, що призводить до появи вимушених цикл!чних коливань натягу строкового матер!алу.

В!дом! методи побудови систем стаб!л!зац!Т та автоматичного регулювання натягу строкового матер!алу мають певн! обмеження, е складними, не враховують особлив1сть стр!чкопров!дних систем рулонних друкарських машин ! не дозволяють синтезувати як!сн! системи стаб!л!зац!Т ! автоматичного регулювання натягу стр!чкового матер!алу, як! би зменшували коливання натягу. В!дсутн!сть таких метод1в е перепоною при створенн! систем автоматичного регулювання натягу багатъох пол!граф!чних машин ! в першу чергу друкарських машин.

Проблема створення ! вдосконалення рулонних пол!графОних

машин та тдвищення Тх технОного ршня в данш робот1 розв'язуеться шляхом побудовИ бшьш ефективних систем стабшЬаци I автоматичного регулювання натягу строкового матершлу. Це обумовлюе необхщн1сть розробки ефективних методш синтезу систем стабЫзацм автоматичного регулювання натягу стр1чкового матер1алу, розвиток теори стрОкопровщних систем, пошук г наукове обгрунтування нових гидходт I метод в побудови систем натягу. Ця проблема с актуальною в област1 пол1графОного машинобудування.

Мета роботи: Розробка ефективних метода синтезу та створення систем стабЫзацм \ автоматичного регулювання натягу строкового матер1алу пол1графОних машин. *

Методи досл1дження базуються на використанж основ теори стрО-копровщних систем, сучасноУ теори управлшня та методш математич-ного моделювання разом з вщповщними роздтами теори диференц!-альних ршнянь. Для досл1дження динам!ки стрОкопровщних систем, систем стабшЬацн та автоматичного регулювання натягу строкового матертлу використано метод цифро-аналогового моделювання на ЕОМ.

Наукова новизна роботи:

— розроблеж методи розрахунку параметр'т амортизатора систем стабЫзацм натягу строкового матер!алу, яю зменшують амлл1туду коливань натягу на вход1 стрОкопрошдноУ системи машини;

— запропоноваж ( науково обгрунтоват нов! системи автоматичного регулювання натягу, яю компенсують вимушем коливання натягу строкового матер1алу;

— розроблено методи синтезу типових комбшованих систем автоматичного регулювання натягу строкового матер1алу з давачем струму, електронним фксатором ршня \ ИдравлОним регулятором петль

Практична цжжсть результалв роботи.

Результати теоретичних I експериментальних досл1джень стали науковою основою при розробцЬ створенж та впровадженж систем

стабЫзацм та автоматичного регулювання натягу строкового матер1алу пол!графОних машин з обгрунтованим п1двищенням технОного р!вня та шдвищенням продуктивное^ машин.

Розроблеж два основж шляхи зменшення впливу вимушених циклОних коливань натягу стр|'чкового матершлу, а саме, шляхом введения в стрОкопровщну систему машин пружинного амортизатора або стабш1зуючих валиюв, та шляхом створення ново!' комбшованоУ системи автоматичного регулювання натягу строкового матер1алу. Побудоваж номограми для вибору оптимальних параметра систем стабтЬаци натягу строкового матер1алу з пружинним амортизатором та стабш|'зуючими валиками в залежносл вщ довжини стрОкопровщноУ дтянки та параметрт строкового матер1алу. Розроблеж 1 впроваджеж локальж комбшоваж системи автоматичного регулювання натягу строкового матер^лу на рулонних ротацшних машинах.

Результати роботи використаж для:

— створення комбшованоУ системи автоматичного регулювання натягу строкового матершлу на установи! для поздовжнього рюання паперу МОД К302;

— розробки системи натягу стрОкових матерев для першоТ украТнськоУ друкарськоТ машини ДВР-60;

— навчального процесу на кафедр1 автоматизацм пол1графОного виробництва УкраУнськоУ академм друкарства при курсовому та дипломному проектуванж.

Результати роботи впроваджеж на Тульському ВО «Роспол1графтехн1ка» (РоЫя) на установив для поздовжньоУ р^зки рулонного паперу. За результатами виробничих випробувань система автоматичного регулювання натягу строкового матертлу рекомендована для використання на сершних пол1графОних машинах.

Впровадження результате досл1джень дозволяе отримати економОний ефект за рахунок стабЫзацп натягу строкового матершлу та шдвищення робочоУ швидкосл машини.

Основж завдання роботи:

Проведений анал1з досл!джень по проблем! дисертацм дозволив сформулювати основн! завдання, яю вщображають етагшсть досягнення поставлено? мети:

— розробити та проанал!зувати структурн) модел! стршкопровщних систем рулонних лол!граф!чнних машин з врахуванням пружних властивостей строкового матершлу, параметр^ електроприводу, змши рад1уса рулона, що розмотуеться I рад1уса бобЫи, що намотуеться;

— розробити методику розрахунку та вибору параметрш стабш1зуючих пристроТв (пружинного амортизатора I стабтЬуючих валимв) як1 б могли забезпечити оптимальний режим роботи машини, тобто режим, якому вщпоо1'дае мш!мальна ампл1туда коливань натягу стр|'чкового матер|'алу.

— побудувати бшьш ефективн! системи автоматичного регулювання та стаб1л)зац!Т натягу стручкового матер!алу;

— розробити нову систему автоматичного регулювання натягу стр1чкового матер1алу, яка б давала можливють регулювати натяг стр1чки в межах кожного оберта рулона, що розмотуеться I зменшити циклшж високочастотж коливання натягу сршки викликаш нещеальною геометричною формою рулона;

— провести аналт та синтез ново! системи автоматичного регулювання натягу строкового матер!алу на основ1 цифро-аналогового моделювання на ЕОМ.

— провести експериментальн! досл1дження новоТ системи автоматичного регулювання натягу строкового материну в виробничих умовах;

— на основ1 анал1зу стрОкопровшноТ дтянки з стабтЬуючими пристроями дати рекомендацК по вибору оптимальних параметр!в пружинного амортизатора та стабтЬуючих оалиюв;

— побудувати математичну та структурну модел!' новоТ системи автоматичного регулювання натягу строкового матер!алу.

На захист виносяться:

1. Математйчн! I структуры! модел1 та результати анал1тичних досл'|джень стр1чкопроЫдних систем рулонних друкарських машин.

2. Методи розрахунку оптимальних параметрш амортизаторт систем

стаб!л1защ'Т натягу стрЫкопровщних систем.

3. Результат анал!зу I методи синтезу локальних систем автоматичного регулювання натягу стр1чкового матер!алу.

4. Результати моделювання на НОМ стр'|чкопров1дних систем та систем автоматичного регулювання натягу стрмкових матер1ал1в рулонних друкарських машин.

Особистий вклад. Олубл1ковано 8 однооа'бних праць по тем1 дисертацм, Здшснено влровадження в виробництво комбшовано? системи автоматичного регулювання, участь автора в робочому процес! становить близько 75%

Апробащя роботи. Основний зм|'ст I результати роботи доповщались I обговорювались на: Всесоюзжй нарад'| по методах розрахунку пол!граф1чних машин — автомата (Львт. 1991); Науково-техжчнш конференцм молодих вчених I спецшл1сп'в друку «Друк. Молодь. Ринок.я (Москва. 1992); Науково-техжчнж конференцм з м1жнародною участю «Приладобудування — 94» (ВЫниця — Фмферополь. 1994.); Друпй УкраТнськ!й конференцм з автоматичного керування «Автоматика — 95» (Льв!в. 1995.); 3-й м1жнародн!Й науково-техжчнж конферен-цп «Контроль и управление в технических системах.» (Вшниця. 1995); Звтю-техшчних конференцшх професорсько-викладацького складу наукових пращ'вниюв I асп!ранп'в (Львш. 1989, 1990, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995).

Публжаци. По тем1 дисертацшноТ роботи опубл1ковано 10 наукових статей I тез!в доповщей.

Структура I обсяг дисертацм. Дисертацш складасться ¡з вступу, чотирьох розд!лт, списку л!тератури I додаткт. Вона викладена на 101 сторЫц1 друкованого тексту, 44 стортках рисунка, списку л1тератури та додатюв на 20 сторшках. Список л1тератури складасться з 66 джерел.

ЗМ1СТ I 0СН0ВН1 РЕЗУЛЬТАТИ РОБОТИ

У вступ1 дана характеристика проблеми, приведено короткий анал1з стану питань, доведена актуальжсть роботи, визначена мета дисертацшноТ роботи, та основы завдання досл!джень. Приведена наукова новизна роботи I сформульован! основн! положения, як! виносяться на захист.

В першому роздЫ дасться огляд стану проблем стабЫзацп та автоматичного регулювання натягу стручкового материалу, особливост! \ методи побудови та синтезу систем натягу.

Проведено огляд 1 анал1з роб1т по строкоживильних та стр1чкопров1дних системах автоматичного регулювання I стабМзацн натягу строкового матер1алу пол1графоних машин.

Пщвищення робочих швидкостей пол|'граф|'чних машин I зростаюч! вимоги до якост!" пол^графоноУ продукт'/ висувають перед розробниками пол1графоних машин нов! задач1 пов'язаш з стабш1зац1ею I регулюванням натягу строкових матер^лш. Тепер розв'язок ц1еТ задач! стае в один ряд з технолопчними проблемами, яю потр!бно виршувати, щоб п1двищити продуктивжсть машин ! яюсть готовоУ продукци.

В вщомих монограф1ях по друкарських машинах питаниям регулювання I стабш|'зацГ| I натягу строчки прид1ляеться мало уваги. В1домост! про динамшу СПС настшьки загальж, що не дають можливос™ обгрунтувати ! розрахувати системи регулювання ста-бш1зацп натягу строкопровщних систем.

Системи автоматичного регулювання натягу строкового матершлу на пол!графоних машинах розглядаються в роботах Казакевича В. В., 1збщкого Е. I., Толстого Г. Д., Луцюва М. М. та ¡нших.

Показано, що системи натягу строки рулонних лол1графоних машин мають своТ особливосл \ с вщмшними в!д систем натягу в папероробнж, х1можй, текстильжй, металургшжй та ¡нших галузях.

Зараз вщсутж розвинуп структурж I математичн! нестацюнарж модел1 систем натягу 1 методи Тх розрахунку, що е проблемою при розробщ нових машин.

Динам1ка строкопровщноУ системи, як об'екта улравлшня, вивчена недостатньо I знаходиться в перюд1 становления. В1дсутж науково обгрунтоваж методи вибору оптимальних параметров стабтЬуюючих пристроУв (пружинного амортизатора 1 стабтюуючих валикш), що може призвести до появи резонансних явищ в строкопров1днш система

Системи автоматичного регулювання натягу строкового матершлу на

рулонних пол!графОних машинах розглядаються I розраховуються як типов! системи пщтримки заданого натягу без врахування дм збурень, тому ¡снуюч! системи е не ефективними при наявност! вимушених збурень натягу на вход! стр!чколров!дноУ системи.

Сучасн! системи автоматичного регулювання натягу строкового матер1алу на рулонних пол1графОних машинах не забезпечують регулювання натягу строки в межах кожного оберта рулона, що розмотуеться 1 не можуть зменшити амплпуду циклОних коливань натягу, що безпосередньо впливае на прив'язку фарб I як!сть багатокольоровоУ друкованоУ продукцн.

3 проведеного огляду зроблено висновок, що ¡снуюч! методи синтезу систем стаб!л!заци I автоматичного регулювання натягу строкового матер|'алу не в повнш мф|' враховують особливост! стрОкоживильних та стр!чколров!дних систем рулонних пол1графОних машин, тому на Ух основ! неможливо синтезувати ефективш системи стабМзацп ! автоматичного регулювання натягу стрОки при наявност! вимушених коливань натягу на вход! стрОкопров!дноУ системи машини.

Сформульоваш основн! завдання даней роботи, ям визначають досл!дження ! розробку методш синтезу ! створення систем стабМзацп та автоматичного регулювання натягу строкового матер|алу по-Л1граф0них машин.

В другому роздт! побудован! бтьш повн! структурн! схеми моделей стрОкопровщних систем, яю складаються ¡з стрОкожи-вильного та стабтюуючих лристроТв, враховуючи пружн! властивост! стр!чкового матершлу, !нерц!йн! властивост! стабЫзуючих пристроУв, тертя в опорах стабЫзуючих пристроУв ! е зручними для моделювання на ЕОМ.

Натяг строкового матер!алу в пол1графОних машинах е одним з найважпивших параметр!в, який потр!бно стабтшувати ! пщтримувати на заданому р!вн!. Зм1на натягу в стрОкопров!дн1й систем! призводить до неприводки фарб, зм!щення в положенн! поперечно! лшм р!зу та фальцу, осьового зм|щення стрОки та ¡нших явищ, яю значно попршують якють готовоУ продукци.

В робот? поставлена задача науково обгруктувати можлив!сть зменшення ампл!туди вимушених коливань натягу строкового матер!алу шляхом введения в стрОкопров!дну систему пружинного амортизатора або стабМзуючих валиыв та розробити методику розрахунку Тх параметр^. Це обумовлюс дальший розвиток теорм стр!чкопров)дних систем з урахуванням вимушених коливань натягу строкового матер!алу, побудови моделей, як1 б описували основж динамОн! прцеси в стрОкопров!дних системах I були зручними для розрахунку на ЕОМ, як локальних систем так I комплексно в цшому систем автоматичного регулювання натягу.

Розроблен1 автором ряд типових моделей стрОкопров!дних систем I накопичений досв)д позволив розвинути I узагальнити ¡снуюч! модель як! с основою для розробки систем натягу.

Отримано залежжстъ натягу стр1чкового матер!алу вщ гальмшного моменту, прикладеного до ос! рулона, в операторш форм!.

Зроблено висновок, що частота власних коливань залежить вщ пружних властивостей строкового матер!алу, довжини стрОкопров!дноТ дшянки I маси рулона. Тому така коливна система може встулати в резонанс з р!зними эбурюючими коливаннями, яю визванн! «биттям» рулона, обумовленм неправельною геометричною формою останнього. Щоб виключити можлив!сть винекнення резонансних явищ необх!дно зб!льшити власну частоту коливань. Це можливо зробити шляхом зменшення пост(йноТ часу. Останню можна зменшити шляхом зменшення довжини стрОкопров!дно1 д!лянки або шляхом введения на д!лянц1 додаткового налравляючого стрОкопров1дника.

Проведемо анал1з власних коливань у стрОкопровщнт д!лянц! з пружинним амортизатором. Для цього записано залежн!сть сили пружинного амортизатора, в1д приросту швидкост) АУ

С.^ , 2кс

= (т,з+у)(Тсз+1) ду(5) (2)

| I С. 2. Кс

8^55+7) (тв8 + у)(Тс8+1)

де, т, — маса амортизатора; с, — жортк1сть пружини, у — коеф!ц1ент, який враховуе силу тертя у мехажчшй частин! амортизатора. Записана умова гпйкост1 у вих!дних параметрах

у! ш,Тс у1 таТс

0триман1 залежност! жорсткост! пружини та маси амортизатора в1д стало! часу дтянки строкового матер!алу, при яких перех^дний процес у стрОкопровщжй систем! мае апер!одичний характер.

Побудоваж дшграми для розрахунку оптимальних параметра пружинного амортизатора (жорсткост1 пружини I маси амортизацшного валика), (рис. 1)

На основ! проведеного анал!зу розроблена методика розрахунку та вибору оптимальних параметр1в пружинного амортизатора.

Для визначення впливу параметрт пружинного амортизатора на коливання натягу строкового матер!алу проведено аналЬ на основ) частотного методу.

Побудоваж логарифмЫн! ампл1тудно-частотн1 характеристики стр1ч-копровщноТ системи з пружинним амортизатором I даж рекомендацн по вибору параметрт пружинного амортизатора.

Для пщтвердження результата отриманих аналггично, в робоп примшено метод цифро-аналогового моделювання.

Побудована цифро-аналогова модель стрОкопров1дно1 дтянки з пружинним амортизатором з доломогою якоТ складена програма для досл!дження на ЕОМ залежностей натягу строкового матер!алу вщ зм!ни параметр!в пружинного амортизатора.

Проаналгзовано вплив жорсткост! пружини амортизатора та маси

Д!аграми для вибору параметра пружинного амортизатора

Рис. 1

амортизацшного валика на коливання натягу строкового матертлу.

Отримаш залежност1 зм1ни натягу строкового матертлу при р1зних величинах жорсткост! пружини \ маси амортизацтного валика при ступеневш ди приросту швидкостК

3 проведеного анал!зу зроблено висновок, результати отримаж на ЕОМ цшком тдтверджують результати отримаж анал1тично, тобто шдбираючи параметри пружинного амортизатора по запропонованш методищ можна добитись стшкого режиму роботи, при якому вщсутж резонансш явища I м1н!мальна величина ампл1туди коливань натягу строкового матершлу.

Проведено анал1з власних коливань у строкопровщнш систем! з стабЫзуючими валиками. Записана залежжсть натягу строки в1д приросту швидкосп в операторнш форм1

к]с

F (<л-_(TicS + l)(TaeS+l)_Ш )

tÁS>~ klcRg к2Д> AV(S') ' (4)

+ (TicS+ l)(T2cs+l)(J0s+a,)+ (T2cs + l)(J,s+«0

де, J, — момент ¡Hepuií стабтюуючих валикт, R,— рад1ус ста-бш!зуючих валиюв.

Записана умова стшкост1 у вихщних параметрах

Д) Г"mz (т1°) Ш ~1'

(5)

таг ' ' 'л/"таг

Отримана залежжсть момента ¡нерцП' стабЫзуючих валиюв в1д стало? часу дтянки строкового матершлу при яких перех1дний процес у строкопровщнм дшянц1 мае аперюдичний характер.

Побудована дтграма для розрахунку параметра стабЫзуючих валиюв (момента ¡нерци) (рис. 2).

На основ! проведеного аналюу розроблена методика розрахунку момента ¡нерци стабЫзуючих валиюв.

Для визначення впливу момента ¡нерц1! стабт!зуючих валиюв на натяг строки проведено анал/'з на основ! частотного методу.

Д1аграма для вибору параметра стабтюуючих валиюв

рис. 2

Побудован! логарифмЫж ампл!тудно-частотн! характеристики стр!ч-копровщноТ системи з стабЫзуючими валиками I даж рекомендацн по вибору момента ¡нерцм стаб!л!зуючих валик!в

Для пщтвердження результата отриманих аналпично в робо-п примЫено метод цифро-аналогового моделювання.

Побудована цифро-аналогова модель стр!чкопров!дно! дшянки з стаб!л1зуючими валиками, за допомогою якоТ складена програма для досл!дження на ЕОМ залежност! зм!ни натягу строкового матертлу вщ зм!ни параметр1в стабш!зуючих валикш. ПроаналЬовано вплив момента ¡нерцПГ стаб!л!зуючих валик!в на зм!ну натягу строкового матер!алу.

Отриман! залежност! зм!ни натягу строкового матер1алу при р!зних величинах момента ¡керш? стабт!зуючих валикш при ступеневш дм приросту швидкостЬ

3 проведеного анал!зу зроблено висновок.результати отримаж з допомогою ЕОМ ц!лком пщтверджують результати отримаж анал!тично, тобто п!дбираючи параметри стабтЬуючих валикш по запропоноважй методиц! можна добитись такого режиму роботи при якому м!жмальна ампл!туда коливань натягу стр1чкового матертлу.

В третьму розд!л! науково-обгрунтована I вир!шена задача нових систем автоматичного регулювання та стаб!л!зацм натягу стр1чкового матер!алу, як! зменшують ампл!туду циклоних коливань натягу.

Розробку ! проектування системи автоматичного регулювання натягу строкового матертлу можна роздтити на три основж задач!:

1. Обгрунтування ! виб!р способу регулювання натягу строкового матер!алу.

2. Виб!р I розрахунок функционально необхщних елементш системи.

3. Синтез системи, яка б задовтьняла поставлен! технГчж вимоги.

Обгрунтування ! виб1р способу регулювання натягу визначаеться

характером задач!, техн!чними вимогами ! точкою лрикладання регулюючоТ дм.

Друга задача досить повно вир!шена ! викладена в л!тератур!. Промислов!сть випускас ряд функцюнально необх!дних елементш як!

можна використати при розробц! системи. Тому в робол ця задача не розглядаеться.

Найбтьш складною I вщповщальною е третя задача, тому що системи натягу е багатоконтурними системами з внутршш'ми та зовжшжми звязками високого порядку. Тому анал1тичш методи синтезу зустрОають певж трудной^. Бшьш доцшьним е використання можливостей сучасних ЕОМ I шляхом цифро-аналогового моделюван-ня систем та цшенаправленого перебору, вибрати параметри системи.

Основними етапами синтезу е:

— побудова вихщноТ модел1 системи регулювання;

— визначення передаточноТ функци системи;

— визначення параметрш системи ! коригуючого пристрою як1 задовшьняють техжчж вимоги задачу

— остаточний виб|'р параметров системи шляхом моделювання на ЕОМ.

В роботах автора розроблено методи синтезу типових систем

автоматичного регулювання натягу I побудоваш цифро-аналогов1 модел1 систем, яю узагальнеж \ розвинуп в даному роздш1.

Розроблена локальна система автоматичного регулювання натягу строки з електронним фжсатором р!вня, яка зменшуе амплггуду циклОних коливань натягу на тихохщних машинах. Побудована структурна схема системи, яка враховус пружш властивост стрпки, постшну змшу рад1уса рулона, як в процеЫ розмотування, так ! в процеЫ одного оберта.

Записана залежжсть змши натягу строкового матер1алу в1д змши приросту швидкост! в точц1 змотування з рулона, в операторнш форм1

Р(з) / кс

кпСо/Я,

X

АУо(з) I Тс5+1

СГ„8+1)(Т,8+1)(1»8 + а)

Д(в) — визначник структурно! схеми

^(1в54-а)СГрз+ 1)(Тсз + 1)(Тр8 +1)' {/)

,е, Т, — стала часу кола якоря, с — стала двигуна, \Ук1 — передаточна эункцт коригуючого пристрою.

Для компенсацн дП' приросту швидкост1 на коливання натягу виконано оригуючий пристрш з передаточною функц1ею Wtl, з умови абсолютно!' 4вар1антност1 системи

(_ кс , у, Га_к„(сДДТр5кскфр \ =

1кщо вибраний таким методом коригуючий пристрш включити в систему електронним фтсатором ртня, то можна покращити яюсть регулювання, вести до мш1муму вплив приросту швидкост1 на натяг строки за час одного оберта рулона I значно зменшити ампл1туду циклоних коливань |атягу строкового матершлу.

Для анал1зу роботи системи автоматичного регулювання натягу трокового матер^лу з електронним фксатором ртня в робсгп застосовано ютод цифро-аналогового моделювання.

Побудована цифро-аналогова модель системи \ складена програма 1ля и дослщження на ЕОМ.

Проанал1зовано залежнють змжи натягу строкового матер!алу при мзних величинах ексцентриситета рулона, що розмотуеться.

3 проведеного анал1зу зроблено висновок, що використання ¡лектронного ф1ксатора р1вня на тихохщних машинах дас можливють I два рази зменшити ампл'пуду коливань натягу строки, що виникають 1ри розмотуванш рулона нправильноТ геометричноТ форми.

Розроблена локальна система автоматичного регулювання натягу игроки з пдравлоним регуляторм петл1, яка зменшуе ампл1туду 1Иклоних коливань натягу на швидкохщних машинах.

Записана залежжсть змжи натягу строкового матер^лу в!д 1м1ни приросту швидкосл в точц1 змотування з рулона, в операторнш [юрмК

АУ0(8)-

Р(8)

Тсв+1

кс

(9)

дв Д(в) — визначник структурно! схеми

А(8) = 14

(ЯВДкс

(10)

(1,5+а) (ТрЭ + 1)(ТсЗ+1)(Тр5+1)'

де, кфр — коеф1ц]ент передач! електронного фксатора р!вня; к„ — коеф!ц1ст передач! г!дравл!чного регулятора петл!; \УИ — передаточна функц!я коригуючого пристрою.

Для компенсацп дГГ приросту швидкост! на коливання натягу виконано коригуючий пристр!й з передаточною функц!сю \Уи з умови абсолютно] ¡нвар!антност! системи.

Якщо вибраний таким методом коригуючий пристрж включити в систему з г!дравл!чним регулятором петл!, то можна отримати систему, яка с повжстю !нвар!антна до збурюючоТ дм, зокрема до збурень викликаних нереальною геометричною формою рулона.

Для анал!зу динам!чного режиму роботи системи автоматичного регулювання натягу стр!чкового матер!алу з пдравл!чним регулятором петл! застосовано метод цифро-аналогового моделювання.

Побудована цифро-аналогова модель системи ! складена програма для и дослщження на ЕОМ.

3 проведеного анал!зу зроблено висновок, що використання г!дравл!чного регулятора петл! дае можливють зменшити ампл1туду цикл!чних коливань натягу стр!чки на швидкохщних машинах.

Розроблена нова система автоматичного регулювання натягу строчки з вимфюванням струму двигуна, намотувального пристрою. Величина натягу строкового матер!алу вим!рюеться посередшм методом за допомогою датчика струму, включеного в коло якоря двигуна намотувального пристрою. Використання ¡нвертуючого Ы-

(11)

дсилювача забезпечуе необх1дну глибину та знак зворотнього зв'язку, що розширюе можливосл та п1двищуе точжсть регулювання натягу строки в пол1графоних машинах, що працюють з рулона в рулон.

В четвертому роздМ науково обгрунтована ! розв'язана задача синтезу комб!нованоТ системи автоматичного регулювання та стабтшацп натягу строкового матершлу, яка регулюе натяг строки в межах кожного оберта рулона I зменшус циклов коливання натягу, викликаж нереальною геометричною формою рулона.

АналЬ ¡снуючих та розроблених в дисертацтжй робот! локальних систем автоматичного регулювання натягу строкового матершлу показуе, що високу як!сть регулювання натягу можна чекати при використанн! комбЫованоГ системи автоматичного регулювання, в як!й змша величини натягу строкового матер!алу викликана зм(ною рад|уса рулона компенсуеться змжою гальмшного моменту на оЫ рулона, а високочастотж коливання натягу викликаж не-правельною геометричною формою рулона, гасяться гщравлоним регулятором петли

Розроблена комбшована система автоматичного регулюання та стабМзаца натягу стр1чкового матершлу, яка регулюе натяг строки в межах кожного оберта рулона ! компенсуе циклож коливання натягу, обумовлеж нещеальною геометричною формою рулона. Побудована структурна схема системи, яка враховуе пружж властивост1 строкового матер1алу, постж ну змту рад1уса рулона в процес1 розмотування I в межах одного оберта, зм1ну електричних лараметр1В гальм1вного та намотувального електроприводш, враховуе зоожшж та внутр!шж зв'язки.

На основ! цифрового моделювання, проаналшовано змЫу натягу стр!чкового матершлу в перех!дному та усталеному режимах при ршних швидкостях роботи машини, а також при р1зних величинах ексцентриситета рулона.

Отримано експериментальн! залежностк

змши налруги на гальм1вному електродвигун! в1д змши рад)'уса рулона; змши струму в кол1 якоря електродвигуна в!д змши рад1уса

рулона; зм!ни напруги на вход! г!дравл!чного регулятора петл! в!д зм!ни радуса рулона за один оберт; змши напруги на гальм1Вному електродвигун! в перех!дному режим!.

По результатах проведеного анал!зу зроблено висновок, що результати експериментальних досл!джень ц!лком п!дтверджують результати анал!тичного анал'|зу, та цифрового моделювання на ЕОМ.

Результата експериментальних дослцркень п!дтверджують працездатнють ! ефективн!сть системи натягу на всьому д!апазош робочих швидкостей ! значних величинах ексцентриситета рулона, та правельшсть основних теоретичних положень

ВИСНОВКИ

В робот! узагальнеж результати виконаних автором досл!джень, отримаш теоретичн! положения, викладен! науково обгрунтоваж техн!чн! ршення задач! стаб!л!зацм ] автоматичного регулювання натягу стр!чкових Л1атер!ал!в в рулонних пол|'граф|чних машинах для зменшення ампл!туди коливань натягу, п!двищення продуктивност! ! покращення якост! продукцн, направлен! на впровадження досягнень науки у виробництво.

Найбшьш важлив! науков! ! практичм результати виконаних дослщжень:

1. Побудован! математичн! ! структуры модел! стр!чкопров!дних систем, як! включають стрпкоживильний пристрш, коливн! та стаб!л!зуюч! валики, ведуч! цил!ндри, враховують пружн! властивост1 стр1чкового матер1алу та наявнють вимушених коливань на вход!' стр!чкопров!дноТ системи, що е характерною особливютю стр1чкопровщних систем, як! потр!бно враховувати при розробц! систем автоматичного регулювання натягу.

2. Розроблена методика розрахунку пружинного амортизатора ! побудована номограма, за допомогою якоТ вибираються його параметри (маса валика ! жорстюсть пружини), як! забезпечують мнн!мальний час затухания I 2—3 кратне зменшення амлл!туди вимушених коливань.

3. Розроблена методика розрахунку стабтЬуючих валик!в I побудована /Гаграми за допомогою якиТ вибираються його параметри, ям забезпечують значне зменшення амлл1туди вимушених коливань натягу строки I спрощують конструкц!ю строкопровщноТ системи.

4. Науково обгрунтована I розроблена система автоматичного регулювання натягу строкового матершлу з електронним фжсатором ртня, яка компенсуе д1ю коливань в точц! його розмотування з рулона ! значно зменшуе вплив коливань швидкост1 на натяг строки.

5. Науково обгрунтована I розроблена система автоматичного регулювання натягу строкового матертлу на швидкохщних машинах за допомогою пдравлоного регулятора петл!, яка компенсуе д!ю коливань швидкостч строки в точц! змотування з рулона та в 2—3 рази зменшуе вплив ¡нших збурень на вход1 строкопровщноТ системи.

6. Розроблена комбжована система автоматичного регулювання натягу строкового матер^лу для пол!граф1чних машин як1 працюють з рулона в рулон, яка забезпечуе стабшьний натяг при багатократнш змМ рад^Ыв розмотуваного 'I намотуваного рулонш.

7. Результати моделювання розроблених систем автоматичного регулювання на ЕОМ пщтвердили основы теоретичж положения, показали Тх ефективжсть. Ампл1туда коливань натягу зменшуеться в 2—3 рази.

8. Виробнич1 випробування 1 результати впровадження експеримен-тального взфця комбтовано'| системи автоматичного регулювання натягу строкового матер1алу пщтвердили високу ефективнють системи на вЫх режимах роботи. Покращилась яюсть готовоТ продукцн, п!двищилась продуктивнють машини на 20—25%

ОСНОВНИЙ ЗМ1СТ ДИСЕРТАЦИ В1ДОБРАЖЕНИЙ В РОБОТАХ

1. Кавын Я.М. Цифро—аналоговая модель размоточной секции рулонной машины // Тез. докл. Материалы всесоюзного совещания по методам расчета полиграфических машын—автоматов. Л., 1991. С.

2. Кавын Я. М. Динамическая модель размоточной секции // Тез. докл. Материалы научно—практической конференции молодых ученных и специалистов печати Печать. Молодёж. Рынок : М., 1992. С.

3. Кавин Я.М. Динамшна модель стр!чков!дноТ д!лянки з пружинним амортизатором. — Пол!граф!я I видавнича справа. Льв!в: Вища школа, 1993, №27. С.93—99.

4. Кавин Я.М., Дурняк Б.В. Розробка, аналЬ та дослщження на ЕОМ системи автоматичного регулювання натягу паперовоТ строки // Тез. доп. Зв!тно—техн. конференц1я проф.—викл. складу наукових працшниюв I асп!рантю. Л.: 1993. С.16.

5. Дурняк Б.В., Кавин Я.М. Модел1 систем намотування рулонних друкарських машин // Тез. доп. Зв1тно—техн. конференц!я проф.—викл. складу наукових працшникш I асшрантш. Л., 1993. С.12

6. Кавин Я.М. Система автоматичного регулювання натягу стр!чки э компенсацию цикл!чних збурень // Тез. доп. Материали научно—техн. конференции с международним участием Приборостроение—94 . Винница—Симферополь.: 1994. С.

7. Кавин Я.М. Цифро—аналогова модель розмотувальноТ секщТ рулонноТ машини. — Пстграфт I видавнича справа. Льв!в: Вища школа, 1994, №29 С.132—137.

8. Кавин Я.М. Система автоматичного регулювання натягу в межах кожного оберта рулона // Тез. доп. Зв!тно—техн. конференц!я проф.—викл. складу наукових прац!вникш I асЫрант!в. Л.: 1995. С.54.

9. Кавин Я. М. АналЬ стр1чково! д!лянки з1 стаб1л1зуючими валиками // Тез. доп. Матер!али другоТ украТнськоТ конференщТ з автоматичного керування Автоматика —95. Льв1в.: 1995.

10. Кавин Я. М. АналЬ систем автоматичного регулювання натягу з пристроями для компенсаци цикл!чних збурень // Тез. доп. Матерели 3-Т м!жнародноТ науково-техн!чноТ конференцн Контроль и управление в технических системах. Вшниця.: 1995 С. 447.

Kavyn I. M. "Dynamics and Control of Stripfeeding and Stripdirecting Systems of Printing Presses".

It is the thesis for supporting the scintific degree of technical scince candidate. Speciality — 05.05.01. "Machines, Agregates and Printing Production Processes." Ukrainian Academy of Printing. Lviv. 1996.

The paper deals with the theoretical investigations of stripfeeding systems of printing presses. Effective methods of calculations of stabilization and automatic control of strip material tension are worked out. They compensate the action of forced pulsation on strip trusion. The aclieved results of computer system modelling and experimental investigation results are given the paper.

Кавын Я. M. «Динамика и управление лентопитающими и лентоп-роводящими системами полиграфических машин.»

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.01 «Машины, агрегаты, и процессы полиграфического производств». Украинская академия печати. Львов. 1996.

Выполены теоретические исследования лентопитающих систем полиграфических машин. Разработаны эффективные методы расчета систем стабилизации и автоматического регулирования натяжения ленточного материала, который компенсирует действие принудительных колебаний на натяжение ленты. Представлены результаты моделирования на ЭВМ и результаты експериментальных исследований.

Здобувач

Кавин Я.М.