автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.15, диссертация на тему:Разработка и синтез механизмов увеличенного хода транспортно-подающих устройств полиграфических машин

ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ КОМПЛЕКСНЫХ ПРОБЛЕМ ПОЛИГРАФИИ

На правах рукописи УДК 681.625 €в6.Г.05:621.01

П О Л Ю Д О В Игорь Александрович

РАЗРАБОТКА И СИНТЕЗ МЕХАНИЗМОВ УВЕЛИЧЕННОГО ХОДА ТРАНСПОРТНО-ПОДАЩИХ УСТРОЙСТВ ПОЛИГРАФИЧЕСКИХ ШИН

Специальное? . - Машины, агрегаты и процессы

полиграфического производства

Автореферат дисср ации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1990

Работа выполнена в Всесоюзном научно-исследовательском институте комплексных проблем полиграфии.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Еетрук А.И.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук,IДОЦвНТ Митрофанов В.П. кандидат технических наук, профессор Пергамент Д.А. ■

Ведущая организация: Киевский завод полиграфических машин.

Защита состоится " " 1990г. в ча-

сов на заседании специализированного совета К 0310101 при Всесоюзном научно-исследовательском институте комплексных проб лем полиграфии по адресу: 125130, Москва,Старопетровский пр.,1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всесоюзного научно-исследовательского института комплексных проблем полиграфии.

Автореферат разослан " 7 " $ 1990г.'

. Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук

БЕСКОВ В.В.

- |Айтууи.ноот1? работа ; • ^ |1овыпГенцв производительности полиграфических машин и удучшв-ниекачеотва выпускаемой ими продукции в условиях вкономических преобразований в народной хозяйстве и функционировании Закона СССР "О печати и других средствах кассовой информации" приобретает особое значение. Однако имеется ряд причин ограничивавших повышение рабочих скоростей полиграфических ыашин. Одной иа причин является наличие транспортно-подающих устройств, рабочие органы которых совершают реверсивные движения. Как показал анализ полиграфических ыашин в таких устройствах широко используются комбинированные кулачково- и кривошилно-рьгчажные механизмы. Уве« дичение скорости работы таких механизмов приводит к ухудшению их динамических характеристик, снижению ресурса работы, понижению качества полиграфической продукции. Все это усугубляетса наличием зазоров в кинематических парах, влиянием упруго-частотных характеристик звеньев, неравномерностью хода и т.д.

В связи с зтиы, задача создания совершенных транспортно-подающих устройств для реализации технологических процессов является одной из актуальных. Цель работы

Разработка структуры построения и методики раочета транс-портно-подающих устройств полиграфических машин с приводом от ' кулачковых механизмов с увеличенным размахом выходного авена и сблокированных с разгружающими устройствами.

Для выполнения поставленной цели предусмотрено выполнение следующих задач:

анализ цикловых механизмов полиграфических машин о увеличенным ходом выходного звена, выполняющих транспортно-подающие операции и обоснование применения двухкулачковых и двухкоромысло-вых кулачковых механизмов, сблокированных с разгружающими уст-

ройствами;

разработка методики, алгоритмов и пакета прогреми для автоматизированного синтеза ааконов движения выходных звеньев с угловым размахом до 300° по пневматическому и пружинному раэгружапцим

устройстваы;

параметрические исследования двуходлачковых и двухкоромысло-вых механизмов с увеличенным размахом выходных звеньев, отработка рекомендаций по их оптимальноцу синтезу}

разработка методики,' алгоритмов и пакета программ для автоматизированного синтеза комбинированных кулачковых механизмов с увеличенным размахом выходного звена для транспортно-подающих устройств полиграфических машин;

экспериментальная проверка эффективности работы комбинированного кулачкового механизма на базе стендовой модели механизма горизонтального перемещения присосов машины Ш-72У для термоприпрессовки пленки к печатной продукции.

Методы исследований. Аналитические исследования выполнены с использованием ЭШ о помощью специально составленных программ. При экспериментальных исследованиях использовались тенаоыетриче-ские методы измерений.

Научная новизна работы заключается в следующем: впервые разработана методология, алгоритмы и программы автоматизированного синтеза законов движения рабочих органов по упругим характеристикам разгружающих устройств, геометрическим параметрам и угловому размаху (0 < < 300°);

разработана методика анализа и синтеза оригинальных механизмов транспортно-подающих устройств полиграфических машин, включающая выводы и рекомендации по синтезу двухкулачковых и двухкоро-мысловых механизмов на базе их параметрических исследований;

впервые разработана обобщенная инженерная методика автомати-

зированного расчета двухкоромысяовых н двухкулачковых механизмов;

экспериментальным путей выявлено влияние скоростного режима, упруго-частотных характеристик звеньев механизмов на эффективность уравновешивания избыточных нагрузок исполнительных органов полиграфических машин специальных видов печати.

Практическая ценность и реализашд результатов работы, На основании теоретических и экспериментальных исследований доказана целесообразность применения комбинированных кулачковых механизмов с увеличенным ходом рабочего органа в составе транс-портно-подащих устройств полиграфических машин для специальных видов печати.

Разработана методика анализа и динамического синтеза механиз-«а подачи материала или изделия в трафаретных, тампопечатных и а (ашинах для припрессовки пленки.

Предложены инженерные рекомендации по рациональному синтезу, ыбору оптимальных конструктивных параметров механизмов, а также редяожена методика и пакет программ автоматизированного синтеза а ЭВМ. '

Предложенная методика используется в Киевском филиале ШШШо-лграфии и в Киевском политехническом институте при разработке эафаретных, тампопечатных машин и машин для термоприпрессовки генки (ПТЛ-600, ПШ-20/2М, ЕП-72У). В учебный процесс Киевского* •литехнического института внедрена демонстрационная работа для »следования нагрузок и колебаний в механизме о увеличенным раз-' хом выходного звена, разработаны методические указания к деыон-рационной работе.

Ожидаемый годовой экономический вффект от использования мешки расчета и применения механизмов с увеличенным ходом в шспортно-подающих устройствах составляет 12 % от эффективности шенения машины. В настоящее время он составляет рублой.

Публикация и апробация работы.

Основные положения диссертационной работы изложены в 10 публикациях. Материалы диссертации докладывались и получили положительную оценку на: Всесоюзной совещании по методам расчета полиграфических машин-автоматов (Львов, 1987 г.); Всесоюзной конференции молодых ученых и специалистов ВНИИПолиграфии (Москва, 1987 г.); Республиканской научно-технической конференции молодых ученых и специалистов (Киев, 1987 г.)} IX-ой Всесоюзной научно-технической конференции по специальным видам печати (Киев, 1990г.); П-ой Всесоюзной конференции молодых ученых и специалистов системы Госкомпечати (Телави, 1990 г.); научно-методическом семинаре кафедры "Машины и агрегаты полиграфического производства" полиграфического факультета Киевского политехнического института (Киев, I99Ö г.); заседаниях постоянно действующего методического совещания отдела разработки оборудования Киевского филиала ВНИИПолигра-фии (Киев, 1985-1990 гг.).

Объем работы

Диссертация состоит иэ введения, пяти глав и выводов по работе, имеет $5 страниц машинописного текста, ¿й рис., г таблиц, списка использованной литературы (115 наимешваний, в т.ч. б зарубежных авторов) и пакета программ для автоматизированного синтеза законов движения и расчета кулачковых механизмов с увеличенным размахом выходного звена.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Анализ механизмов транспортно-юдающих устройств полиграфических машин; обоснование необходимости применения двухкулачко-вых и двухкоромысловых механизмов, сблокированных с разгружающими устройствами.

2. Методики, алгоритмы и программы автоматизированного синтеза законов движения по упругим харакг^ристикам разгружающих

устройств.

3. Результаты параметрических исследований двухкулачковых и двухкоромысло'вых механизмов.

4. Методики, алгоритмы и программы автоматизированного расчета двухкулачковых и двухкоромысловых механизмов в диалоговом режиме с пользователем.

5. Результаты экспериментальных исследований макета механизма горизонтального перемещения присосов машин специальных видов печати.

Во введении отражены актуальность работы, ее научная новизна и практическая ценность, сформулированы цель и задачи выполненной работы.

В первой главе проведен анализ состояния теории и практики применений цикловых механизмов в трайспортно-яодающих устройствах полиграфических машин.

Вопросам исследования, оптимального синтеза, расчету и проектированию полиграфических машин посвящен ряд работ Бушунова В.Н,, Воскресенского М.И., Ьютрова К,Н,, Климова Б.И., Митрофанова В.П., Мордовина Б,М., Постникова O.K., Иэбицкого Э.И., Тира Н.В., Пет-рука А.И., Балабана О.Т., Еуренко Э.В., Войтовича A.M., Плотки-на М.М., Фишина U.E., Чехмана Я.И., Черни В.А., Штекельберга М.Х. и др.

Имеется ряд работ, в которых рассматриваются вопросы создания динамически оптимальных механических систем сблокированных с различного рода уравновешивающими устройствами: Вульфсона И.И., Билецкого A.A., Бойко A.B., Георгиевского И.К., Главацкого A.C., Дуба Я.И., Красильникова Г.Я., Лаптева В.А., Полюдова А.Н., Прис-тавского З.Н., Петрука А.И., Ткаченко A.C., Черевика Ю.И. и др.

Вопросам исследования и синтеза транспортных устройств полиграфических машин, в состав которых входят механизмы периодиче-

ского поворота, посвящен ряд работ Фишина М.Е.

Как показал анализ структуры построения транспортно-пода-юцих устройств полиграфических машин более 60 процентов из них включает комбинированные кулачково- и кривошипно-рычажные механизмы. Однако они имеют ряд недостатков: структура кривошипно-рычажных механизмов определяет закон движения, соотношение ра-' бочего и холостого ходов и продолжительность остановок; в ку-лачко в о -рычакных механизмах наличие передаточных звеньев, увеличивающих ход, приводит к повышению влияния погрешностей профиля кулачков на динамику и точность позиционирования. Наличие вазоров в звеньях рычажных систем также отрицательно влияет на точность повиционирования и динамические характеристики.

Очевидно, что использование етих механизмов не всегда отвечает требованиям, предъявляемым к транспортно-подающим устройствам полиграфических машин.

Вместе с тем в машинах спецвидов печати в качестве исполнительных механизмов применяются специальные кулачковые механизмы с особым построением профиля кулачка, сблокированные с разгружающими устройствами. Опыт эксплуатации машин с такими механизмами показал, что они обладают рядом преимуществ.

Такой же принцип построения предлагается использовать в механизмах для сообщения рабочему органу транспортно-подающего устройства увеличенного хода.

На рис. I изображен двухкулачковый механизм способный сообщить выходному звену 4 угловой размах до 300°. В этом механизме кулачки I и 2 состоят из двух зеркально-симметричных участков. Один участок работает при разбеге, другой - при выбеге. В момент перехода от разбега к выбе^ профиль кулачка разрывается и ролик коромысла переходит с одного участка на другой. Кулачки I и 2 вращаются в разные стороны. После о-энчания рабочего хода ро-

■ ))<4

4M

i-Ä-J

777И

-В—|х

N

/1

Рис.1

Рис.2

Рис.3

лик коромысла 3 переходит на профиль второго кулачка, который сообщает коромыслу движение в обратном направлении. Упругое авено 5 (силовой пневмоцилиндр или пружина) выполняет две функции: осуществляет силовое замыкание ролика и кулачка и образует совместно с массой выходного звена колебательный контур, разгружая кулачок и привод механизма от передачи избыточных нагрузок.

На рис. 2 изображен двухкулачковый механизм с тем же принципом действия у которого кулачки расположены на параллельных валах. На рис. 3 тот же принцип действия осуществляется с помощью кулачка с внутренним и наружным профилем и двухкоромысловым толкателем.

Математическая модель, отражающая работу механизма с разгружающим устройством описывается в консервативном поле нелинейным дифференциальным уравнением

Ми + М9= О , (I)

где ' Ми-ОЙ - избыточный момент от сил инерции; 3 - момент инерции, приведенный к выходном} звену; й - угловое ускорение выходного эвена; Му - момент создаваемый упругим звеном.

Математическая модель (I) является условием уравновешивания и может быть представлена в другом виде

I г 1 2

Мис(К +1Мис1й = 0 ' или Ч^ + Птах-Пг0 , (2)

О О

где СО - текущая угловая скорость выходного звена; Птах ~ наи" большая потенциальная энергия, наиоплечная упругим звеном; Птах- текущая потенциальная энергия.

.глава посвящена разработке методики и алгоритма автоматизированного синтеза законов движения выходных звеньев, с угловыми размахаыи до 300°, по упругим характеристикам разгружающих устройств. Методика синтеза разработана с учетом области возмож-

ного существования разгружающих устройств из условия их провора-чиваемости.

Для пневматических разгружающих устройств эта область ограничивается уравнением

Л = уо,212(2со5 0,5^-4Л728)М' -0,460(2^5^-4,1728) (Э)

и для пружинного Л =• ^ + + ¿к + :2 (4)

Г г Г

■> С

где = - геометрический параметр; а - межцентровое расстояние; - угловой размах коромысла; г - радиус коромысла; 10 -длина пружины в сжатом состоянии; 1К - длина конструктивных элементов; Б0 - монтажная деформация пружины.

В основу предложенной методики легли геометрические свойства единичных.кинематических диаграмм, из которых следует, что инвариант перемещения для любой позиции будет равен

^к+дк - °к+ 05(бк 4-б^дк) ЛК , (5).

где ак и С1к+дк - инварианты .перемещений на предыдущей и последующей позициях; бк и 6к;+дк. - инварианты скоростей на тех же позициях.

Инварианты скоростей определяются из условия (2), т.е. инварианты скорости выходного звена, полученные из этих условий для пневматического нагружателя для предыдущей и последующей позиций равны

6к«^уь--\/М-2Лсо5(0,5--ак)й2 , <в)

6к+дк- N1УЬ-)/М-2Лсо5(й5-ак+дк), (?)

I ОРгТ2'

да Nд = "и-—г^?—~ - энергетический параметр; Г - усилие разви-

I Зог:

гаемое пневмонагружателем; т - радиус коромысла; I - период ки-

шм&тического цикла; Л - момент инерции выходного звена; -

угловой размах; ; Ь'УМ-2\С050,5&£~' .

Конотанта пика скорости В соответствует положению коромысла Й = 0/5 и будет равна

. В- . (8)

Учитывая то, что закон движения выходного звена трансформируется из гармонического закона в циклоидальный, можно в (8) в первом приближении принять В - 2. Тогда энергетический параметр в первом приближении будет равен

М 2

N,=7=7=7 • (9)

Автоматизированный синтез предусматривает расчет инвариантов перемещений при приближенном значении N1 .

Последнее значение инварианта, полученное при к»т^Г ' 2 должно быть равно 0,5, если значение выбрано удачно. Если инвариант не равен 0,5, то предусматривается определение масштаба перехода у к геометрически подобной единичной диаграмме перемещения и перерасчет инвариантов перемещений с новым энергетическим параметром ~ у N^ . '

Инварианты скоростей на соответствующих позициях определяются из (6) подстановкой в нее значений ак .

Инварианты ускорений на тех же позициях определяются дифференцированием (6) по относительному перемещению

¿£>к ¿6к ¿к ' 1. „ АУг5т(0,5-ак)Уа: <10)

1 а . '1 = Ск'л" ' Яг /—:----1

с1ак с1к йак бк 1лМ-2Лсо&(а5-аК)^

На рис. 4 представлен алгоритм автоматизированного синтеза законов движения выходного звена по упругим характеристикам пневматического разгружающего устройства. Программа синтеза, составленная по этому алгоритму, предусматривает расчет и вывод на распечатку инвариантов ак , 6К и Ск после ввода исходных данных.

Ç Начало ^

■3 ■

Мж f+Л2

r-A-

L-yfrtÁcosf

Z2

(—5-1- Yl-a-i

a* •0

d>

Jt

H-M

3)

Рис. 4

Параметрические исследования, выполненные на ЭВМ, для различных параметров разгружающих устройств показали, что до 60° имеет место гармонический закон движения и с увеличением константа пика ускорений смещается к оси симметрии и увеличивается, в результате трансформации единичной диаграммы ускорений. Константы пиков скорости возрастают с увеличением угловых размахов и уменьшаются с ростом геометрического параметра Л . Влияние геометрического параметра Я и углового размаха на константы пика ускорений противоречиво. Наименьшее значение этих констант соответствует диапазону 90° < <160°.

Значения инвариантов скоростей, полученные из тех же условий энергетического баланса, для предыдущих и последующих позиций для пружинного разгружающего устройства равны:

6К - + Ь- Л+1 )[Ь- (0,5 - ак) - Лсоз(0,5II)

ь к+ак " ^^^^(ьхч^^м-гкс^аб-а^^х^-о^^^м-гхсоейб-ак^к)^ 12) /2с.ггТг"

. где N. = д—цттг.— - энергетический параметр; с - коэффициент жесткости пружины; т - радиус коромысла; — - коэффици-

ент монтажной деформации; 5С - монтажная деформация пружины; $ - линейный размах конца пружины;М- 1+Лг; 1-"у 1+Лг-2ЛсО50,5й2 .

Наибольшее значение угловой скорости коромысла будет при # - 0,5 Й 2 и тогда константа пика скорости

(13)

Принимая как и ранее в первом приближении Б= 2, подучим

2

=—-, . (14)

Автоматизированный синтез предусматривает как и ранее опередолг нив инвариантов перемещения по формуле '5) с учетом (II) и (12).

С учетом масштаба перехода определится }/г= у и затем выполняется расчет инвариантов перемещений и скоростей по формулам (5) * (И).

Инварианты ускорений определяются по формуле

Ск^-п- Но

М-2Лсоз(а5-а^г

(15)

ЗДЬ-ЛЧМ^М-гАссвСОбгак)^

Для автоматизированного синтеза закона движения по упругим характеристикам пружинного разгружающего устройства составлена программа расчете инвариантов ак , 6« и с«' по заданным исходным данным.

Параметрические исследования законов движения на ЭВМ показали их трансформацию от гармонического к циклоидальному закону движения с различными константами скоростей и ускорений в зависимости от углового размаха выходного звена.

В полиграфических малинах-автоматах часто используются комбинированные цикловые механизмы, привод выходного звена которых осуществляется е помощью кривошипно-ползунных механизмов с неравномерным движением кривошипа.

В этом случае формулы для расчетов инвариантов перемещения . для пневматического нагружателя после подстановки соответствующих значений 6К и 6К+ЛК примет вид

I-

ак+Дс-а„* и для пружинного

ак+д>сак

ДК (16)

„ 1(ир)(1-М 1)(1-/м-2лсо5(0,5 - 0,5 [ь •

сОи |

- л/м - 2 коз (0,5 41К )ЯГ]2 лк - Д1 ^ I +• - Л +1) (X - "'/м -

где 1ГЦ - инвариант скорости для кривопшпно-ползунных механмамов с равномерным движением кривошипа.

Инварианты ускорений определяются соответствующим дифференцированием как и выше.

По полученным значениям инвариантов перемещений скорости н ускорений коромысла определяются инварианты закона движения ползуна, как для механизма с неравномерным движением кривошипа.

. В третьей главе рассматривается методика синтеза двухвулачко-вых механизмов. Детально разработанная методика расчета обычных кулачковых механизмов не учитывает особенности двухкулачкового механизма с увеличенным размахом выходного звена.

В основу синтеза двухкулачкового механизма положены аналитические исследования ряда параметров с учетом специфики транспорт-но-подающих устройств полиграфических машин.

Учитывая то, что в периоды рабочего и холостого ходов рабочие функции выполняет верхний или нижний кулачок, двухкулацковый

механизм, с точки зрения структурного построения можно рассмат-

♦

ривать как состоящий из двух автономных поочередно работающих. Поэтому в работе проводится синтез одного автономного кулачкового механизма, методика которого справедлива и для второго.

Как видно из рис. 5 угол давления равен нулю при Й = ,

что является условием для определения радиуса коромысла

а

" <18)

•Раз

где а - межцентровое расстояние; В - константа пикй. скорости; <jr - угловой размах;. 4>уд - цикловой угол удаления. Максимальная угловая поправка профиля кулачка равна

ггпахт нmin lia\

V. = (1ГСС05 —---—----1---'---- . Ч»)

О гп«* 2 р р

J max J min

где я р^ минимальный И максимальный радиусы-векторы

кулаЧка

Р ■» а-г ; р -}1а.г*г2-2агая0,5£

-1 тш_____________^гла* '

(20)

Рис. 5

Из

рис. 5 следует Хг = 2агссоэА тогда =штат А , где А-

отах 1

В механизмах с Х^^агссоэХ фазовый угол разбега на кулачке равен '['р ' 0,5'р,|р - . Тогда условие существования профиля кулачка будет иметь вид

ч?

Рг,р - 2 ОГССОБ —т '

'• - \2

+0,5 Б

9

>0

(21)

У(МЧ}.) < 1- 2(1 - В д-) • Л

где - участок циклового угла удаления, соответстпующий Г"-'-

бегу; ¡| - ^ ; В - константа пика скорости.

В механизмах с большими угловыми размахами угловая поправка вначале суммируется, а ватем вычитается. Тогда величина фазового угла на кулачке будет равна % =0,5'Рир+ ^ - , где ^ - угловая поправка при перемещении коромысла от крайнего положения до взаимно перпендикулярного положения коромысла и радиуса вектора, а = агсзгп Л .

Тогда условие существования профиля будет иметь вид

"Л + рог

Ц51РУр + агссоз

(1+Ва)-1 + 0,5 Ва

* 1 -агсзШЛ • <22)

л/п+в^н-го+в^'

Анализ профильной кривой кулачка показал, что радиус кривизны минимизируется в начале и конце разбега. Для определения минимального радиуса кривизны предложена формула

п Ртах СОбМ^- Р? - Ртах , (23)

гдсобМ^гр^ •

где М^ОИ^иЭ - \ . где и ^ - угловая поправка и радиус-вектор при к " ОД»

Для расчета механизмов' в диалоговом режиме составлены алгоритм и программа. Программа обеспечивает автоматизированный расчет параметров механизма и его проверку на работоспособность и долговечность по ряду условий;

При невыполнении любого из условий расчет останавливается и пользователю выдаются рекомендации по изменению исходных данных. На распечатку выводятся расчетные данные необходимые конструктору для проектирования двухкулачкового механизма.

При больших расстояниях между главным валом и осью качания рабочего органа, или при необходимости обойти габаритные препятствия внутри машины следует применять комбинированные механизмы с качающемся кулачком и приводом от.шарнирного четырехзвенника. В работе рассматриваются особенности синтеза кулачкового ме-

ханизма с качающимся кулачком.

В четвертой глава приводится методика синтеза двухкоромысло-вого кулачкового механизма транспортно-подающих устройств полиграфических машин, имеющего ряд особенностей.

Учитывая то, что методика синтеза механизмов, в которых ролик коромысла взаимодействует с наружный профилем, рассмотрена в третьей главе, здесь приводится синтез механизма, в котором второе коромысло взаимодействует с внутренним профилем.

Из качественного анализа профиля кулачка следует, что радиус коромысла равен

а

В-^5- -1

(24)

Минимальный радиус-вектор кулачка ро = т^a2+r2- 2ctrC0S

и максимальный р = а-г , где Х = 180°-0,5К,-Jmax 0 *

Наибольшая угловая поправка для периода разбега определяется при Í-0,5^ и р^

. >XcosO,5<ír(1+X) + A

{ = arceos-/ ■ ■ ——, ^25)

Цо* (1+ 7v) Y 1 +Л + 2X0080,5^2;

где Л=уг - геометрический параметр. Условия существования профиля при < при Üt-!jí Фв=Туэ -arctg Л и при % - ^уб - |тах > 0 ,

и - цикловые углы, a fP и - фазовые углы, соответству-

ющие периодам разбега и выбега.

Углы давления в период разбега коромысла определяются формулой

... ^

Анализ максимальных углов давления показал, что наиболее целее образно использовать такие механизмы с 100° и небольшими

цикловыми углами.

Как показали многочисленные расчеты на ЭВМ минимальный радиус кривизны профиля в начале разбега имеют большие значения и самопересечение профиля в этой зоне практически невозможно.

Для определения минимального радиуса профиля кулачка в конце разбега использовано уравнение окружности, из которого следует

Л

тах

-2РкРтах«кМ2

(27)

где р - радиус-вектор, соответствующий позиции коромысла при к-о,4б} >

ловые поправки в позиции к - 0,5 и 0,45,

На рис. 6 в качестве примера представлены зависимости относительного минимального радиуса кривизны от углового размаха и циклового угла. Как видно из графиков их значения существенно малы в диапазоне 60° < \ < 200° и У>?г< 80°. Уменьшение, а ватец рост с увеличением Хг объясняется влиянием угловой поправки, которая до достижения максимально возможного значения | суммируется, а затем, вычитается.

Для автоматизированного расчета в диалоговом режиме с пользователем разработан алгоритм и составлена специальная программа для ЭВМ.

• Яо

00560 00300 <\0№ 00180 0,0120 00060

тах

В пятой главе приводятся результаты экспериментальных исследований, проведенных на макете с параметрами, соответствующими механизму горизонтального перемещения прнсосов машины для термоприпрессовки полимерной пленки БП-72У.

Целью экспериментальных исследований явилось проверка и подтверждение основных теоретических положений, а также отработка конкретных рекомендаций для проектирования механизмов полиграфических машин с увеличенным размахом рабочих органов.

Программой проведения экспериментальных .исследований предусматривались: оценка эффективности применения разгружающего устройства; исследование влияния изменения скоростного режима работы на эффект уравновешивания; проверка параметров рекомендуемых для механизма горизонтального перемещения присосов с точки зрения оптимизации их динамических характеристик.

При проведении экспериментальных исследований регистрировались следующие параметры: крутящие моменты на главном валу, моменты от сил инерции на валу выходной системы и частота вращения . главного вала.

На рис. 7а представлена копия осциллограммы записи крутящих моментов на главном валу, а на рис. 76 на валу выходной системы при П » 1,бб с"1. Видно, что кривые крутящих моментов искажены наложением собственных колебаний, величины которых более существенны на выходной системе и особенно заметны при переходе от разбега к выбегу и наоборот.

Как видно из осциллограмм величины крутящих моментов до уравновешивания, полученные расчетным путем (кривые I) существенно больше, чем те же моменты после уравновешивания, зафиксированные на осциллограмме (кривая 2).

Коэффициенты уравновешивания для выходной и входной систем определялись по формулам

К

И

цн.тах

У 1 =

К

М

кр. тах

У*

М^тах Мг.ппах

где М ин.тах - максимальный момент от сил кнерции • подученный расчетный путей; М^тах - максимальный момент на валу выходной системы зарегистрированный на осциллограмме и представляющий собой результат от совместного воздействия моментов от сил инерции и моментов от разгружающих устройств; Мкр.,тт ~ максимальный крутящий момент на кривошипном валу, полученный расчетным п? тем без учета разгружающего устройства; М2.тах - максимальный крутящий момент на кривошипном валу, зарегистрированный на осциллограмме.

Рост амплитуд вынуждан-

--- ных колебаний оцэнивался ко-

вффициентом динамичности, который представляет собой отношение момента М< на выходном валу с учетом упругих колебаний л моменту Мг на том же валу, полученного, расчетным путем. Коэффициент ' динамичности на расчетном скоростном режиме был равен

К^ л 2. Для относительно большой скорости и при наличии пауз в движении выходкой системы величина коэффициента динамичности невысокая. При малой частоте вращения главного вала коэффициенты уравновешивания К< | < I и К у 2 I» что объясняется тем, что моменты от разгружающего устройства больше моментов от сил инерции и уравно-

Рис. 7

вешивания нет. Однако с повышением скоростного режима величины моментов от сил инерции увеличиваются и коэффициенты уравновешивания достигают значений Ку1 " 4,6 и ку2 = 3,4 при п= 1,66 с"1.

Относительно невысокий коэффициент уравновешивания на главном валу объясняется наличием неучтенных моментов от сил инерции подвижных звеньев четырехзвенного шарнирного механизма, а на валу выходной системы наличием крутильных колебаний.

Вывода

1. Анализ конструкций полиграфических машин показал, что более чем 60 процентов транспортно-подающих устройств включают комбинированные кулачково- и кривошипно-рычажные механизмы, имущие ряд недостатков.

2. С учетом опыта проектирования полиграфических машин специальных видов печати предложены более совершенные двухкулачковые и двухкоромысловые механизмы сблокированные с разгружающими устройствами для использования в транспортно-подающих устройствах.

3. Разработаны методика, алгоритмы и программы для автомати-. зированного синтеза законов движения выходных звеньев с размахом свыше 300° по упругим характеристикам пневматических и пружинных разгружающих устройств.

4. Синтезированы два семейства законов движения; установлено, что константы пиков скоростей и ускорений синтезированных законов зависят от типа нагружателей, межцентрового расстояния, углового размаха и циклового угла, единичные диаграммы ускорений с увеличением углового размаха трансформируются от гармонических до циклоидальных.

5. Качественный анализ эквидистантных кривых кулачков с наружным и внутренним профилем покаьал, что в момент перехода от разбега к выбегу кривые профиля сопрягаются с радиальными прямыми нес.шисимо от закона движения и параметров механизма.

6. Установлено, что условием определения оптимальных размеров радиусов коромысел двухкулачковых и двухкороыысловых является равенство нули угла давления в момент перехода от разбега к выбегу.

7. Определены условия, обеспечивающие работоспособность и долговечность двухкулачковых и двухкороыысловых механизмов транс-портно-подающих устройств полиграфических машин.

8. Разработаны методика, алгоритмы и программы автоматизированного расчета двухкороыысловых и двухкулачковых механизмов в диалоговом режиме.

9. Экспериментальные исследования на макете механизма горизонтального перемещения присосов машины для термоприпрассовки пленки показали возможность уравновешивания избыточных нагрузок на главном валу в 3,4 и на валу выходной системы в 4,6 раза; запроектированные кинематические и упруго-силовые параметры механизмов обеспечат их надежную работу, существенную разгрузку привода и удовлетворительную динамику.

10. Комбинированные кулачковые механизмы увеличенного хода с разгружающим устройством можно рекомендовать для практического использования в качестве механизма привода горизонтального перемещения присосов в конструкции универсальной машины для припрессовки пленки Ш-72У и в качестве механизма привода листоведущего транспортера листовой трафаретной машины ПТЛ-600.

11. Ожидаемый годовой экономический аффект от использования методики расчета и применения таких механизмов в транспортно-по-дающих устройствах полиграфических миаин спецвидов печати состав-ляр"" 12 % от эффективности машины. В настоящее время он составляет рублей.

Основные положения и результаты диссертации опубликованы в следующих работах: ~

I. Полюдов И.А., Петрук А.И. Синтез закона движения качающе-

гося выходного звена, работающего в режиме физического маятника / Теория механизмов и машин: Респ. межвед, сб. - Вып. 38, - Харьков, Вища школа, 1985. - 3 с.

2. Полюдов И.А. Синтез механизма привода транспортно-пода-ющих устройств машин для печати на листовых материалах и плоских изделиях. - В кн.: Всесоюзное совещание по методам расчёта полиграфических машин: Тез. докл. Львов, 1987, - 2 с.

3. Полюдов И.А. Кулачковые механизмы с увеличенным размахом коромыслового толкателя. - В кн.: Вклад молодых ученых и специалистов в ускорение научно-технического прогресса в полиграфической' промышленности: Тез. докл. Республ. конф. - Киев, 1987. -1,5 с.

4. Полюдов И.А. Комбинированный кулачковый механизм с увеличенным размахом коромыслового толкателя. ШИИполиграфии. М.,

1988. - 15 с. Дел. в НИЦ "Информпечать".

5. Полюдов И.А. Синтез двухкулачкового механизма с увеличенным размахом коромыслового толкателя //ТПс^еГ1а1у XII ОдоЪтороЪ -

Ког^егёпа], ТММ, В1е1зко-В1а1а.-1989. -5.337-347.

6. Петрук А.И,, Полюдов И.А. Разработка и синтез сблокированного кулачкового механизма с увеличенным размахом исполнительного органа / УПИ им. И.Федорова. - Львов, 1989. - 28 с. Деп. в УкрНИИНТИ..- » 1407-Ук89.

7. Полюдов И.А. Особенности синтеза механизмов шарнирных че-тырехзвенников // Полиграфия и издательское дело. Респ. межвед.

■ науч.-техн. сб. Львов: Вища шк. Изд-во при Львовск. ун-те. -

1989. - № 26. - 3 с. - На укр. яз.

8. Полюдов И.А. Автоматизированный синтез закона движения выходного эвена по разгружающему устройству // Тез. докл. П Все-союз. конф. молодых ученых и специалистов Госкомпечати СССР. -Те^пви, 1990. _ С. 2.

9. Полюсов И.А. Разработка механизмов транспортирования машин специальных видов печати // Тез. докл. IX Всесоюз. науч.-техн. конф. по специальным видам печати. - Киев, 1990. - С. 1,6.

10. Полюдов И.А. Комбинированный кулачковый механизм увеличенного размаха выходного звена // Материалы УШ науч.-техн. конф. молодых ученых и специалистов ВНИИполиграфиаш. - Москва, 1988. -С. I; ^

I

Под,,, к „еч. /6 . /Л Форма1^, „¿Бумаг.Тииь'г.

Печ. офс. Усл. печ. л. .Уч.-изд. л. / Тиражу

Зак. 0- 46 Ч{ . Бесплатно.

Киевская книжная типография научной книги. Киев, Репина, 4.