автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Совершенствование бункерного загрузочного устройства с вращающейся воронкой

На правах рукописи

ГАЛОНСКА Михаил Константинович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ БУНКЕРНОГО ЗАГРУЗОЧНОГО УСТРОЙСТВА С ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ВОРОНКОЙ

Специальность 05.02. 13 - Машины, агрегаты

и процессы (машиностроение)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тула 2004

Работа вшшнт. кафздхрй йрочтодстъ Ч^злшяо

государственного университета.

Научный руководитель:

доктор технических наук, старший научный сотрудник Прейс Владимир Викторович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Усенко Николай Антонович

кандидат технических наук Комаров Геннадий Васильевич

Ведущая организация:

ЗАО «РОТОР», г. Тула

Защита состоится «_30_» ШОКА. 2004 г. в 5_ час. на заседании

диссертационного совета Д 212.271.10 при Тульском государственном университете по адресу: 300600, г. Тула, пр. Ленина, 92 (уч. корп. 9, ауд. 101).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тульского государственного университета.

Автореферат разослан 2004

Ученый секретарь диссертационного совета

В.А. Крюков

г

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Комплексная автоматизация производства штучной продукции в машино- и приборостроительной отраслях промышленности требует разработки общих принципов, единой методологии и типовых технических средств автоматизации производства.

В производствах крупносерийных и массовых изделий, например, подшипников качения, широко применяют автоматические линии (АЛ) из агрегатных и специальных металлорежущих станков, в производстве метизов - АЛ на основе многопозиционных прессов-автоматов, в производствах патронов стрелкового оружия, центральных электродов свечей зажигания, инъекционных игл - автоматические роторные и роторно-конвейерные линии (АРЛ и АРКЛ).

Для загрузки штучных предметов обработки (заготовок) в АЛ, АРЛ и АРКЛ используют системы автоматической загрузки (САЗ). По соотношению технологической и транспортной функций выделяют два класса САЗ: стационарные и роторные. Производительность многопозиционных стационарных САЗ может достигать 1000 шт./мин, однако при загрузке предметов обработки в АЛ с непрерывно движущимся транспортным устройством, например, в АРЛ и АРКЛ, она ограничена динамическими условиями передачи предметов из стационарного питателя в движущееся транспортное устройство линии и не превышает 300-400 шт./мин. Поэтому для загрузки предметов обработки в АРЛ и АРКЛ с производительностью до 1200 шт./мин используют многопозиционные роторные САЗ, которые построены по принципу роторных технологических машин, что обеспечивает надежную синхронную передачу предметов обработки в транспортные органы АРЛ и АРКЛ.

Основным функциональным устройством САЗ, обеспечивающим извлечение (захват) из навала, приведение в упорядоченное положение и выдачу предметов обработки в последующие устройства, является бункерное загрузочное устройство (БЗУ).

В указанных выше производствах достаточно велика доля предметов обработки массой до 0,1 кг и максимальным габаритным размером до 0,05 м, относящихся к осесимметричным объемным деталям-телам вращения (классы 7172 по классификатору ЕСКД). Такие предметы хорошо захватываются в БЗУ с вращающимися воронками. Подобные устройства имеют высокую производительность, просты по конструкции, обладают широкой универсальностью и возможностью переналадки, что делает их эффективным средством для создания типовых конструкций, как одно- и многопозиционных стационарных, так и многопозиционных роторных САЗ.

Однако достаточно часто исходные предметы обработки являются равно-размерными, с отношением габаритных размеров 1,1 < //*/ £ 1,2 (/ - длина, с1 -диаметр предмета обработки), или близкими к равноразмерным Для таких предметов высока вероятность расположения поперек входного отверстия воронки, что приводит к снижению в 2 - 3 раза вероятности их захвата воронкой. Это в свою эффективности БЗУ, т.е.

но и увели-

СПет«рвургг.Д I 03 Х0%жт>'°

не только уменьшает

чивает размах случайных колебаний фактической производительности БЗУ относительно её среднего значения. Последнее обстоятельство требует увеличения емкости накопителя САЗ, т.е. габаритных размеров системы.

Поэтому поиск путей повышения эффективности БЗУ с вращающимися воронками при загрузке равноразмерных и близких к ним осесимметричных объемных штучных предметов обработки формы тел вращения является актуальной задачей.

Работа проводилась по разделу «Производственные технологии» в рамках «Приоритетных направлений науки, техники и технологий РФ».

Цель работы. Повышение эффективности БЗУ с вращающимися воронками при загрузке равноразмерных и близких к ним осесимметричных объемных штучных предметов обработки формы тел вращения.

Объект исследования. Стационарное однопозиционное БЗУ с вращающейся воронкой криволинейного профиля в процессе его функционирования, рассматриваемого как совокупность взаимосвязанных процессов захвата и выдачи предметов обработки.

Предмет исследования. Различные варианты исполнения и геометрические параметры приемной части захватывающей воронки, частота ее вращения и параметры, характеризующие загружаемые предметы обработки (геометрические размеры и коэффициент трения), в их взаимосвязи.

Метод исследования, принятый в работе, заключается в сочетании аналитических и экспериментальных исследований процессов захвата и выдачи предметов обработки с использованием математических и натурных моделей. При построении аналитической модели использовались методы аналитической пространственной геометрии, теоретической механики, теории вероятностей. При постановке экспериментов и обработки экспериментальных данных использовались методы теории погрешностей и математической статистики.

Общетеоретическую базу исследований составили научные труды И.И. Артоболевского, С.И. Артоболевского и Г.А. Шаумяна по теории производительности технологических машин-автоматов и механизмов, Л.Н. Кошкина и И.А. Клусова по теории и практике комплексной автоматизации производств на основе АРЛ и АРКЛ, Л.И. Волчкевича по концепции автоматизации дискретных производств, К.И. Беспалова, В.П. Боброва, Н.И. Камышного, А.Н. Малова, М.В. Медвидя, В.А. Повидайло, В.Ф. Прейса, В.В. Прейса, Н.А. Усенко, Б.И. Черпакова, Н.И. Шерешевского и ряда зарубежных ученых по теории и проектированию механических БЗУ для штучных предметов обработки формы тел вращения.

Достоверность научных положений и выводов диссертационной работы обеспечивается представительным объемом анализируемой информации по исследованию и проектированию как стационарных, так и роторных БЗУ с вращающимися воронками, полнотой учета влияющих факторов, корректностью использования общепринятых математических методов и компьютерного моделирования, качественным и количественным соответствием результатов теоретических расчетов с полученными экспериментальными данными, а также с результатами расчетов и экспериментов, полученными другими авторами.

Автор защищает:

1. Совокупность конструктивных ограничений на геометрические параметры вращающейся воронки, аналитические критерии выбора и алгоритм поиска криволинейных конфигураций, которые позволяют синтезировать оптимальную конфигурацию приемной части воронки, обеспечивающую повышение вероятности захвата равноразмерных и близких к ним осесимметричных объемных штучных предметов обработки формы тел вращения.

2. Аналитическую модель производительности стационарного БЗУ с вращающейся воронкой криволинейного профиля, учитывающую вероятностный характер процесса захвата, взаимосвязанное влияние на производительность устройства частоты вращения воронки и параметров, характеризующих предмет обработки, и применимую для исследования и проектирования БЗУ.

3. Инженерную методику расчета оптимальных конфигураций воронок криволинейного профиля и производительности БЗУ, базирующуюся на разработанных критериях выбора, алгоритмах и аналитической модели, и реализованную на ЭВМ, которая может быть использована при проектировании БЗУ с достаточной для практики точностью.

4. Конструкции захватывающих воронок с приемными частями криволинейного профиля, позволяющие повысить эффективность БЗУ при загрузке равноразмерных и близких к ним осесимметричных объемных штучных предметов обработки и создавать как стационарные САЗ с производительностью до 300 шт/мин, так и многопозиционные роторные САЗ.

Научная новизна. Установлена взаимосвязь между параметрами, характеризующими предмет обработки (геометрические размеры и коэффициент трения), и геометрическими параметрами воронки криволинейного профиля и выявлено взаимное влияние этих параметров и частоты вращения воронки на производительность стационарного БЗУ.

Научная новизна работы представлена следующими результатами:

1. Дополнены и уточнены конструктивные ограничения на геометрические параметры воронки, разработаны аналитические критерии выбора и алгоритм оптимизированного дискретного перебора параметров функций для синтеза оптимальной криволинейной конфигурации приемной части вращающейся воронки БЗУ при загрузке равноразмерных и близких к ним осесимметричных объемных штучных предметов обработки формы тел вращения.

2. Выявлена закономерность влияния параметров, характеризующих загружаемые предметы обработки, на геометрические параметры захватывающей воронки с приемной частью криволинейного профиля.

3. Уточнена закономерность влияния частоты вращения воронки с приемной частью криволинейного профиля на производительность стационарного БЗУ во взаимосвязи с параметрами, характеризующими предмет обработки, и геометрическими параметрами захватывающей воронки.

Практическая ценность. Предложены новые конструкции воронок с приемными частями криволинейного профиля для захвата осесимметричных объемных предметов обработки формы тел вращения с отношением габаритных размеров и массой до 0,1 кг, обеспечивающие создание эффек-

структуре как стационарных, так и многопозиционных роторных САЗ для загрузки предметов обработки в технологические машины-автоматы и автоматические линии с требуемой производительностью. Применение воронок криволинейного профиля позволяет не только повысить на 30 % производительность стационарной САЗ, но также и уменьшить емкость её накопителя, а в роторной САЗ - уменьшить на 30 % число ее рабочих позиций. Разработана инженерная методика расчета оптимальных конфигураций воронок криволинейного профиля и производительности БЗУ, реализованная в виде программного модуля и пакета прикладных программ, которые могут быть использованы в системах автоматизированного проектирования и изготовления типовых элементов БЗУ.

Реализация результатов работы. Конструкции, инженерная методика расчета и программный модуль синтеза вращающихся воронок криволинейной конфигурации используются в практике проектирования БЗУ на ОАО «КБАЛ им. Л.Н. Кошкина» (Московская обл., г. Климовск), ЗАО «РОТОР» (г. Тула) и филиале ГУЛ КБП - «ЦКИБ СОО» (г. Тула). Программный модуль синтеза используется в учебном процессе на кафедрах «Пищевые производства» и «Технологическая механика» ТулГУ при выполнении лабораторных работ по дисциплине «Автоматизированное проектирование».

Апробация работы. Основные научные положения диссертации, результаты исследований и разработок докладывались автором на международной научно-технической конференции «Ресурсосберегающие технологии, оборудование и автоматизация штамповочного производства» (г. Тула, ТулГУ, 1999 г.), на международных семинарах «Автоматизация: проблемы, идеи, решения» (г. Тула, ТулГУ, 1999-2003 гг.), на второй и третьей международных электронных конференциях «Технологическая системотехника» (г. Тула, ТулГУ, 2003-04 гг.), на первой общероссийской научно-технической конференции «Вузовская наука - региону» и региональной конференции «Молодые исследователи - региону» (г. Вологда, ВоГТУ, 2003 г.), на Всероссийской ежегодной научно-технической конференции «Наука-Производство-Технологии-Экология» (г. Киров, ВятГУ, 2003 г.), на международной конференции «Актуальные проблемы конструкторско-технологического обеспечения машиностроительного производства» (г. Волгоград, ВолгГТУ, 2003 г.), на международной научно-технической конференции «Инструментальные системы - прошлое, настоящее, будущее», посвященной 100-летию со дня рожд. С.С. Петрухина (г. Тула, ТулГУ, 2003).

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 24 научные работы, в том числе 1 монография, 14 статей, доклады на международных, всероссийских и региональных конференциях и семинарах и 1 учебно-методическая работа.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, общих выводов, списка литературы из 129 наименований и приложений. Объем работы составляет 149 страниц, в том числе 40 рисунков и 7 таблиц. Объем приложений - 39 страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность рассматриваемой темы, сформулированы цель диссертационной работы и положения, выносимые на защиту, приведены данные о научной новизне, практической значимости, апробации и реализации результатов работы.

В первом разделе рассмотрено состояние изучаемого вопроса.

Известно, что снижение временных и финансовых затрат на этапах разработки, изготовления и эксплуатации БЗУ (как и любых технических средств автоматизации) может достигаться за счет создания типовых и унифицированных конструкций. Захватные механизмы БЗУ, имеющие в своей структуре захватывающие органы в виде вращающихся воронок, в наибольшей степени отвечают требованиям типизации и унификации.

Однако при захвате предметов с отношением габаритных размеров 1,2 < 1/Л< 1,5 вращающимися воронками с конической приемной частью наблюдается устойчивая вероятность расположения предметов поперек входного отверстия воронки, что приводит к большой неравномерности в их выдаче деталей и, в конечном счете, снижает фактическую производительность БЗУ.

Проведенный патентно-информационный поиск и анализ способов интенсификации процесса захвата предметов обработки вращающимися воронками позволил сделать вывод о том, что наиболее рациональным является изменение конфигурации приемной части вращающейся воронки, поскольку это не требует введения дополнительных конструктивных элементов. Захватные механизмы, реализующие данный способ, более производительны, надежны и экономичны, обеспечивают широкие технологические возможности БЗУ.

Анализ известных научных работ показал, что существует три направления описания производительности БЗУ с помощью математических моделей.

Первое направление использует аналитические модели, которые базируются на принципах и методах классической механики. Это направление в изучении механических БЗУ для стационарных САЗ широко представлено в работах В.Ф. Прейса, Н.И. Шерешевского, А.Н. Беляковой. Аналогичный подход в изучении роторных БЗУ использован Г.В. Комаровым, Ф.М. Сахаровым, Н.А. Усенко. Аналитические модели позволяют получить точное математическое описание процесса движения одного предмета обработки внутри БЗУ. Поскольку модели этого класса не учитывают случайного воздействия на движущейся предмет обработки со стороны других предметов, что является определяющим в процессе захвата, то они применимы только для оценки граничных значений параметров БЗУ.

Второе направление связано с использованием аналитических моделей, основывающихся на понятиях теории вероятности и математической статистики. Основоположником этого подхода в приложении к стационарным БЗУ является М.В. Медвидь. В дальнейшем этот подход применительно к роторным САЗ, имеющими в своей структуре БЗУ с захватывающими органами в виде вращающихся воронок, развит в работах В.В. Прейса. Однако, как показали экспериментальные исследования, относительная погрешность расчетных зна-

чений фактической производительности роторного БЗУ, полученных из аналитической модели, по сравнению с экспериментальными значениями составляет ±50 %. Введение поправочных коэффициентов, получаемых на основе аппроксимации экспериментальных значений производительности БЗУ теоретической функцией, позволяет снизить значение относительной погрешности для конкретных предметов обработки до ±15 %. Значительные расхождения теоретических и экспериментальных значений производительности БЗУ обусловлены тем, что приближенные функции, описывающие вероятности захвата, в зависимости от значений аргументов могут иметь значения, противоречащие физическому смыслу вероятности (больше 1 или меньше 0).

В качестве функций, адекватно описывающих вероятности, входящие в выражения стохастических коэффициентов, целесообразно использовать так называемые кривые «гибели-размножения», например, кривую Гомперца

где Ь, Ь, к - некоторые постоянные коэффициенты.

Третье направление связано с применением регрессионных мрделей, построенных на базе экспериментальных исследований БЗУ. Экспериментальным исследованиям процессов захвата возвратно-поступательно движущимися трубкам цилиндрических предметов посвящены работы Г.В. Комарова и Ф.М. Сахарова. В работах В.В. Прейса были рассмотрены результаты экспериментальных исследований производительности роторных БЗУ с вращающимися воронками для ряда равноразмерных и удлиненных стержневых предметов обработки формы тел вращения. Однако все авторы использовали методы математической статистики только для первичной обработки экспериментальных данных. Некоторыми авторами использовался метод наименьших квадратов для аппроксимации результатов экспериментов элементарной стандартной функцией (В.Ф. Прейс) или разработанной теоретической функцией (В.В. Прейс).

Регрессионные модели могут быть использованы для оптимизации параметров устройства. Однако исследование производительности БЗУ на базе классического эксперимента при большом числе варьируемых факторов требует больших затрат времени и материальных ресурсов.

Для исследования производительности БЗУ необходимо применять комплексный подход, базирующийся на использовании всех видов моделей, что даст возможность получения наиболее корректных и адекватных результатов.

Таким образом, целью дальнейших научных исследований в области теории и практики проектирования высокопроизводительных БЗУ с вращающимися воронками является повышение их эффективности при загрузке равнораз-мерных и близких к ним осесимметричных объемных штучных предметов обработки формы тел вращения с отношением габаритных размеров на основе поиска конфигураций и оптимальных параметров воронок с непрерывными криволинейными образующими приемных частей и совершенствованием аналитической модели производительности БЗУ. Результаты научных исследований обеспечат предпосылки для создания интегрированной системы автоматизированного проектирования и изготовления БЗУ.

В соответствии с поставленной целью сформулированы задачи диссертационного исследования:

1. Формирование конструктивных ограничений на геометрические параметры и разработка критериев выбора оптимальной криволинейной конфигурации приемной части воронки.

2. Совершенствование аналитической модели производительности стационарного БЗУ с вращающейся воронкой криволинейного профиля.

3. Проведение экспериментальных исследований производительности стационарного БЗУ с вращающейся воронкой криволинейного профиля, построение регрессионных моделей и уточнение аналитической модели производительности до постоянных коэффициентов с использованием аппроксимаци-онных процедур.

4. Разработка инженерной методики расчета геометрических параметров оптимальной воронки криволинейного профиля и производительности БЗУ с использованием ЭВМ.

Во втором разделе рассмотрены теоретические основы синтеза оптимальных конфигураций приемных частей захватывающих воронок БЗУ.

Математическая задача поиска оптимальной конфигурации для приемной части воронки формулируется следующим образом: подобрать вид аналитической функции, описывающей образующую приемной части воронки, и найти такие её параметры, которые удовлетворяют принятым конструктивным ограничениям и обеспечивают экстремальное значение критерия выбора.

Конструктивные ограничения, накладываемые на геометрические параметры криволинейных конфигураций приемных частей воронок, сформулированы на основе работ Н.И. Шерешевского, М.В. Медвидя, В.В. Прейса.

С практической точки зрения целесообразнее использование пакета математических описаний стандартных функций. В качестве таких функций использовались: параболическая, гиперболическая, эллипсная и радиусная. Для целей анализа и синтеза канонические уравнения функций приведены к унифицированному виду, при котором вершины или центры функций лежат в точке, с координатами Хо = т\ уо — п. В уравнения функций введены параметры k и 5.

В качестве критериев выбора оптимальных криволинейных конфигураций приемных частей воронок рассмотрены следующие величины.

Критерий удаления поперек лежащего предмета. Очевидно, что вероятность удаления предмета обработки, расположенного поперек входного отверстия воронки, может быть оценена некоторой величиной, связанной со значением силового воздействия на предмет обработки со стороны других, находящихся в зоне захвата на поверхности неподвижной воронки. Сложность рассматриваемой задачи обусловлена, во-первых, пространственным характером взаимодействия нескольких предметов одновременно, а во-вторых, случайным характером такого взаимодействия. Эта особенность рассматриваемого процесса, а также необходимость получения достаточно компактного критерия сравнительной оценки конфигураций приемных частей воронок, приводит к постановке задачи поиска приближенной, но, в тоже время, адекватной и физически корректной математической модели.

В качестве такой модели рассмотрена задача устойчивости горизонтально расположенного плоского тела, прямоугольного сечения, опирающегося крайними точками 0\ и Ог на поверхности имеющие одинаковый угол откоса ф к горизонтали (рис. 1). К правой верхней точке О] тела приложена некоторая сила Р под углом а к горизонтали. Масса тела т сосредоточена в центре масс О. Тело находится под действием силы тяжести О = ш§.

Рис. 1. Расчетная схема к определению критерия выбора оптимальной конфигурации приемной части воронки

Система уравнений равновесия тела под действием всех действующих сил по направлению осей координат запишется в виде

£Fy =0=э (N2 +JVi)cos(p+(F.tpj -FTp| )sinq>-G-.Psina = 0;

£Fy=0=> (Wi-A^sintp + ^Tp, +FTp2JcosV-/>cosa = 0, (2)

где Ni, N2 - нормальные реакции, FTp), Fjp2 - соответствующие силы трения

тела о направляющие поверхности воронки.

В момент потери телом устойчивости справедливы выражения

^тр, f-ipj (3)

Запишем условие равновесия тела в виде суммы моментов сил относительно центра масс тела О с учетом выражения (3)

£Л/О=0=> (Nl-N2)a + (Ni+N2)nrpb-Pc=0, (4)

где а,Ь,с- плечи соответствующих сил.

Решая совместно уравнения (2) и (4) с учетом выражений (3), получим выражение для силы Р

I (cosa - Цтр sin a)- /(sin a + йтр cos a)tg2(p -- (l + ц^р )(2 d cos a - / sin a)tgq>

Px

Gl

(l + tg2<p).

(5)

Максимальная величина силы Р, действующей на предмет обработки, лежащий поперек входного отверстия воронки, будет определяться выражением

где Ибунк - угол наклона образующей дна бункера БЗУ.

Поскольку выражение в левой части уравнения (5) может обращаться в нуль при определенных значениях входящих в него параметров, то целесообразно принять в качестве оценки вероятности заклинивания предмета обработки на входе вращающейся воронки БЗУ отношение выражения в левой части уравнения (5) к выражению в его правой части, которое обозначим через Кт. Подставляя выражение (6) в (5) получим

(7)

Анализ выражения (7) показывает, что Кт может принимать как положительное, так и отрицательные значения в зависимости от соотношения габаритных размеров предмета обработки и величин углов

В действительности на предмет обработки, как было уже указано выше, одновременно могут действовать случайным образом разнонаправленные силы, то есть даже значения не говорит о том, что удаление предмета обработки,

лежащей поперек входного отверстия воронки практически невозможно. Поэтому физически более корректным представляется использование в качестве критерия, характеризующего возможность перевода предмета обработки из устойчивого положения поперек входного отверстия воронки в положение вдоль образующей приемной части воронки, благоприятное для захвата, следующего отношения

к 0| и/2 - Цуд

р е2 л/2-абунк

(8)

где

угол, характеризующий положения предметов обработки в зоне захвата, при которых возможно удаление поперек лежащего предмета обработки; - минимальное значение угла наклона образующей приемной части воронки, при котором возможно удаление поперек лежащего предмета обработки под действием предмета, находящегося на поверхности приемной части;

- угол, характеризующий все возможные положения предметов

обработки в зоне захвата.

Величину угла рассчитывают по выражению (7) при

Критерии вращательного момента. Достаточным условием западания предмета обработки является наличие вращательного момента относительно точки касания предмета обработки о поверхность приемной части воронки. Поэтому в качестве критерия выбора оптимальной конфигурации для приемной части может быть принят критерий, связанный с суммой моментов всех сил, действующих на предмет обработки при его движении по образующей приемной части воронки.

Учитывая сложность математического описания в общем виде процесса западания объемного цилиндрического предмета обработки в воронку с криволинейной образующей приемной части на основе уравнений классической механики, задача определения критериев выбора оптимальной конфигурации приемной части решена в следующей приближенной постановке. Представим предмет обработки в виде плоского тела, перемещающегося скольжением по криволинейной образующей при этом в точке касания «1» тела возни-

Рис. 2. Расчетная схема к определению критерия моментов сил, действующих на предмет обработки

Центр тяжести тела находится на расстоянии 1/2 от его ближайшего торца. При этом точкой «2», принадлежащей этому торцу, тело скользит по мнимой вертикальной прямой «А», проведенной параллельно оси О У из точки находящейся на координате {-Ойих/2', -/,). В точке касания «2» тела возникает сила трения скольжения Р2. Начало криволинейной образующей у =Ддс) находится на оси ОХ в точке с координатами (Овх/2; 0 ).

Рассматривая условия равновесия тела в произвольной точке конфигурации у —J{x) приемной части воронки при условии, что тело должна перемещаться вдоль оси OY, можем записать равенства аналогичные (3), где N\, Л'2 -нормальные реакции в соответствующих точках касания тела с направляющими поверхности воронки. Запишем сумму проекций всех действующих сил на направления действия реакций N\ и Л^

2]/:}(Ari)=0; => iVj -Gcosa-Ar2sina + FTp2Cosa = 0, Моменты действующих сил вокруг точки касания «1»:

Составим сумму моментов сил относительно точки касания «1»

Подставляя в (11) выражения (3), (9) и (10), после преобразований получим окончательное выражение для суммы моментов сил относительно /-ой точки касания «1» симметричного предмета обработки

(Mz)(=mg

---sina,- —cosa,- +

2 ' 2 '

2Цтр sina,- + (l - H^pjcosa,-

Cj. + Аш, j(sintti _ ^cosa,)-d

(12)

где a,- = arctg

(fi-

Сравнительная оценка конфигураций приемной части воронки может проводиться на основе критерия, представляющего собой отношение среднего арифметического значения вращательного момента Л/ф^ф на всем протяжении пути предмета обработки по криволинейной образующей приемной части воронки к его максимальному теоретически возможному значению

=

^ср.ариф _

1

N

ixZMi N,

(13)

Мср "»Ярвх + ^ВЫХ) 2

где N = — И1 )/ДЛ - число расчетных положений предмета обработки на всем

протяжении по образующей приемной части воронки из начального положения в конечное; Дй - шаг расчетных положений предмета по оси ОУ.

В качестве дополнительных критериев были рассмотрены также критерий, связанный с начальным вращательным моментом и критерий средней суммарной работы сил трения равный отношению суммарной работы сил трения к его теоретически возможному значению

(14)

=AzjmgL.

Для поиска параметров уравнений математических функций, образующих конфигурацию приемной части воронки, удовлетворяющих всем граничным условиям, был разработан оригинальный алгоритм оптимизированного дискретного перебора параметров функций, формирующих криволинейную конфигурацию приемной части воронки.

Параметры перебирались в строго определенной последовательности. Перебор параметра увеличивает кривизну конфигурации пропорционально степени, перебор параметра увеличивает радиус кривизны конфигурации, перебор параметра к увеличивает кривизну конфигурации пропорционально коэффициенту, перебор параметра увеличивает диаметральные размеры конфигурации, перебор параметра увеличивает высоту расположения вершины или центра функции. Граничные условия по параметрам принимаются на ос-

нове предварительно проанализированных результатов расчетов конфигурации, по параметрам - из условия не нарушения конфигурации по диаметраль-

ным размерам.

На основе разработанных критериев выбора и алгоритма поиска оптимальных конфигураций приемных частей вращающихся воронок были определены геометрических параметры воронок для предметов обработки диаметрами 10 и 16 мм и соотношением размеров Ш =1,1; 1,25; 1,4. Полученные параметры конфигураций были использованы в качестве входных параметров в аналитической модели производительности БЗУ.

В третьем разделе представлены аналитическая и регрессионные модели, результаты аналитического и экспериментального исследования производительности БЗУ с воронкой криволинейно профиля.

При построении аналитической модели производительности БЗУ с вращающимися воронками криволинейного профиля использован известный подход, в соответствии с которым фактическая производительность БЗУ

где - максимальное число предметов обработки, которое может быть за-

хвачено одной воронкой за один кинематический цикл; ш - частота вращения воронки, - коэффициент выдачи БЗУ.

Коэффициент выдачи БЗУ

где - стохастические коэффициенты преобразования соответственно

шага и скорости идеального потока предметов обработки.

Стохастический коэффициент преобразования шага

где р\ - вероятность перевода предмета обработки из положения поперек выходного отверстия воронки в положение вдоль образующей приемной части воронки; - вероятность западания в выходное отверстие воронки предмета обработки, находящейся в благоприятном положении; - вероятность того, что захвату предметов обработки не помешает их взаимная сцепляемость.

Стохастический коэффициент преобразования скорости идеального потока предметов обработки

где Р4 — вероятность того, что процесс захвата предметов обработки произойдет в течение одного оборота захватывающей воронки; — вероятность того, что скорость потока предметов обработки на выходе БЗУ при негативном действии центробежных сил инерции, возникающих от вращения захватывающей воронки, будет близка к её максимальному значению.

С целью корректного описания вероятностей р\ и Р2 была использована функция Гомперца (1) при Ь— 1. Для определения постоянных коэффициентов достаточно задать две характерные точки

В качестве меры вероятности р\ перевода предмета обработки из устойчивого положения поперек выходного отверстия воронки в положение вдоль образующей приемной части воронки, благоприятное для захвата, используем критерий Кр (8). Используем следующие очевидные положения: вероятность удаления предмета обработки, лежащего поперек входного отверстия воронки, будет стремиться к нулю при и стремиться к единице при

Примем, что для Кр=х\=0\ Л = (/>1)1 =0,01 и для

Кр = х2 = 1; у2 = (р\ \ в °>" • Тог^а Ь = 4>6'к = 6'К

В качестве меры вероятности ззпадания в выходное отверстие воронки предмета обработки, находящейся в благоприятном положении, используем критерий ^А/ср (13) среднего арифметического вращательного момента. Коэффициенты функции Гомперца (1) для описания вероятности определим по аналогии с вероятностью р\, используя следующие очевидные положения: вероятность западания предмета обработки будет стремиться к нулю при

и стремиться к единице при А * ср ср

-1.

Тогда выражения для расчета вероятностей р\, представим в виде

р 1=е ' ;

-4,6е ср

р 2=е

(19)

Остальные вероятности, входящие в формулы (17) и (18), были определе ны аналогично моделям производительности БЗУ, предложенным М.В. Медви дем и В.В. Прейсом

агс^Цтр

р3=1-

- (0,9 +1,4 /с0/(1 + 2 //«/)•

(20)

Р4 =1/11+(а1сшах л/^ш №)! а6уик

~Цтр созабунк М (21)

тр>

(22)

где

а1> а2 - эмпирические к о э ф ф и ц - безразмерный дина-

мический параметр, - частота вращения воронки,

Аналитическая модель производительности БЗУ, представленная выражениями (15)-(22), реализована на ЭВМ с применением пакета MathCAD.

Для экспериментального исследования производительности БЗУ был выбран предмет обработки диаметром 16 мм с отношением размеров ¡Ш = 1,25, без асимметрии центра тяжести, выполненный из стали 3, с коэффициентом трения Ц —0,1, массой т = 0,031 кг. На основе теоретических положений раздела 2 для данного предмета обработки были рассчитаны и изготовлены четыре воронки с криволинейными конфигурациями приемных частей, имеющие экстремальные значения критериев выбора. В качестве контрольной была изготовлена воронка с конической приемной частью в виде двух конусов, рассчитанная по методике В.В. Прейса. Был изготовлен экспериментальный стенд с однопо-зиционным БЗУ. Эксперименты проводились при исходной загрузке бункера БЗУ 100 и 200 предметами обработки. Частота вращения воронок варьировалась в диапазоне значений 100,170,290,370,470 мин"1.

Как следует из анализа полученных экспериментальных данных (рис. 3), воронки с криволинейным профилем позволяют повысить среднюю производительность БЗУ при загрузке равноразмерных и близких к ним осесимметричных объемных штучных предметов обработки формы тел вращения на 10 - 30 % по сравнению известными ранее конструкциями воронок, имеющими приемную часть, составленную из двух прямых конусов. При этом воронки с параболической и гиперболической конфигурацией приемных частей обеспечивают уменьшение размаха случайных колебаний до 25 % в области максимальных значений производительности БЗУ.

Рис. 3. Экспериментальные (точки) и теоретические кривые зависимости производительности БЗУ для различных конфигураций воронок (при исходной загрузке бункера 200 предметами обработки)

В качестве регрессионных моделей были рассмотрены полиномы 2-й и 3-й степеней. Для нахождения коэффициентов полиномов использовали метод наименьших квадратов. Оценку адекватности моделей проводили по критерию Х^ • Для анализа степени адекватности регрессионных моделей в различных диапазонах варьирования частоты вращения воронки и оценки возможности использования моделей для практических инженерных расчетов производительности БЗУ вне диапазона экспериментальных значений, строили модели в двух диапазонах варьирования со : а) экспериментальных значений; б) в расширенном диапазоне с включением дополнительного уровня ш = 0.

Как и следовало ожидать, в диапазоне экспериментальных значений частоты вращения воронки и производительности БЗУ наблюдается наибольшая адекватность моделей на основе полиномов 2-го и 3-го порядков для всех конфигураций воронок. При этом доверительная вероятность для модели на основе полинома 3-ей степени практически близка к единице.

Однако использование обеих регрессионных моделей для расчета производительности БЗУ вне экспериментального диапазона частоты вращения в области значений практически невозможно. В этой области реально использование модели на основе полинома 2-й степени. Модель на основе полинома 3-ей степени, полученная в результате расчета в расширенном диапазоне с включением дополнительного уровня а = 0, может быть использована для расчета производительности БЗУ только в области значений

Используя аналитическую модель производительности БЗУ была проведена аппроксимация экспериментальных значений производительности БЗУ теоретической функцией и определены коэффициенты Для всех во-

ронок принято стах = 6. Максимальное отклонение теоретических значений средней фактической производительности БЗУ от экспериментальных значений составляет не более 5,3 % для криволинейных конфигураций приемной части воронки (см. рис. 3), что не превышает величины размаха случайных колебаний фактической производительности относительно среднего значения.

Таким образом, аналитическая модель производительности БЗУ с учетом аппроксимирующих коэффициентов достаточно адекватно описывает исследуемый процесс захвата равноразмерных предметов обработки и в совокупности с регрессионными моделями производительности может быть использована в проектных расчетах при разработке высокопроизводительных БЗУ с воронками криволинейного профиля.

В четвертом разделе рассмотрена инженерная методика расчета геометрических параметров воронки и производительности БЗУ, разработанная на основе теоретических положений, результатов аналитических и экспериментальных исследований, изложенных во втором и третьем разделах диссертации. Методика синтеза оптимальных криволинейных конфигураций воронок реализована в виде программного модуля на базе пакета Visual Basic 6.0. Модуль предусматривает работу в режиме расчета методом оптимизированного перебора, а также в режиме верификации. Программный модуль предусматривает вывод информации на экран монитора, принтер и в текстовый файл.

Разработанный программный модуль, при введении соответствующих редакторов связей, может быть включен в интегрированную САПР БЗУ, обеспечивая возможность дальнейшего автоматического формирования программно-технологического алгоритма для изготовления воронки на станке с ЧПУ.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Представленная диссертационная работа является научным квалификационным трудом, в котором на базе теоретических и экспериментальных исследований решена актуальная научно-техническая задача повышения эффективности стационарного БЗУ с вращающейся воронкой при загрузке равно-размерных и близких к ним осесимметричных объемных штучных предметов обработки формы тел вращения путем синтеза оптимальной криволинейной конфигурации приемной части воронки.

Впервые установлена взаимосвязь между параметрами, характеризующими предмет обработки (геометрические размеры и коэффициент трения), и геометрическими параметрами криволинейного профиля захватывающей воронки, выявлено их взаимное влияние и частоты вращения воронки на производительность стационарного БЗУ.

Основные научные и практические результаты проведенного исследования заключаются в следующем:

1. Выявлено, что вращающиеся воронки с оптимальными криволинейными конфигурациями, синтезированные на основе конструктивных ограничений, аналитических критериев выбора и алгоритма поиска, повышают эффективность БЗУ при загрузке равноразмерных и близких к ним осесимметричных объемных штучных предметов обработки формы тел вращения. Средняя производительность БЗУ увеличивается на 10-30 %, а размах случайных колебаний уменьшается до 25 % в области максимальных значений производительности БЗУ по сравнению известными ранее конструкциями конических воронок.

2. Обосновано, что аналитическая модель производительности стационарного БЗУ с вращающейся воронкой криволинейного профиля более корректно учитывает вероятностный характер процесса захвата и адекватно описывает взаимосвязанное влияние параметров предмета обработки, конструктивных и кинематических параметров БЗУ на его производительность.

3. Показано, что экспериментальные исследования производительности стационарного БЗУ с криволинейными воронками позволяют построить регрессионные модели производительности, описывающие закономерность влияния частоты вращения воронки на производительность БЗУ с достоверностью близкой к единице, а также уточнить аналитическую модель производительности до постоянных коэффициентов, обеспечив погрешность между теоретическими и экспериментальными значениями производительности не более 15 %.

4. Подтверждено, что инженерная методика расчета оптимальных конфигураций вращающихся воронок криволинейного профиля и производительности БЗУ на ЭВМ, базирующаяся на разработанных критериях выбора, алгоритмах и аналитической модели, обеспечивает расчет параметров БЗУ с достаточ-

ной для практики точности. Программный модуль синтеза может быть включен

% шетрярешм^ сшг^ ъетштшрошшь про&таршш % шлте-

ния БЗУ, обеспечивая снижение временных и финансовых затрат в 2-3 раза.

Применение воронок криволинейного профиля для захвата осесиммет-ричных объемных предметов обработки формы тел вращения с отношением габаритных размеров 1,2 2 1Ш< 2 и массой до 0,1 кг позволяет создавать эффективные БЗУ в структуре различных САЗ и не только повысить на 30 % производительность стационарной САЗ, но также и уменьшить емкость её накопителя, а в роторной САЗ - уменьшить на 30 % число её рабочих позиций.

Инженерная методика и программный модуль синтеза криволинейных конфигураций вращающихся воронок БЗУ используются в практике проектирования БЗУ на ряде ведущих предприятий, а также в учебном процессе ТулГУ.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАЖЕНО В РАБОТАХ

1. Вопросы автоматизации проектирования роторных систем автоматической загрузки на ХК «РОТОР» Прейс В. В., Ларин А. В., Галонска М.К., Савельев Н.И. // Известия ТулГУ. Серия. Технологическая системотехника. Вып. 1. Сб. док. второй международ, элекгрон. конф. Тула: Изд-во ТулГУ, 2003. С. 120-126.

2. Галонска М.К. Оценка эффективности формы воронок моделированием вероятности западания предметов обработки // Лучшие научные работы студентов и молодых ученых технологического факультета: Сб. статей / Под ред. ГГ. Дубенского. Тула: ТулГУ, 2000. С. 105-108.

3. Галонска М.К. Компьютерная система синтеза оптимальных конфигураций захватывающих воронок // Комплексная автоматизация производства на базе роторных и роторно-конвейерных линий: Сб. науч. тр. / Под науч. ред. В.В. Прейса. Тульский гос. ун-т. Тула: ИПП «Гриф и К0», 2002. С. 79-83.

4. Галонска М.К. Синтез оптимальных конфигураций захватывающих воронок роторных бункерных загрузочных устройств // Техника XXI века глазами молодых ученых и специалистов: Сб. док. регион, науч-техн. конф. Тула: ТулГУ, 2003. С. 150-154.

5. Галонска М.К., Прейс В.В. Математическая постановка задачи синтеза оптимальных конфигураций захватывающих воронок // Комплексная автоматизация производства на базе роторных и роторно-конвейерных линий: Сб. науч.лр. / Под научн. ред. В.В. Прейса. Тульский гос. ун-т. - Тула: ИПП «Гриф и К0», 2002. С. 72-78.

6. Галонска М.К., Прейс В.В. Проблемы автоматической загрузки рав-норазмерных заготовок в роторные и роторно-конвейерные линии / Сб. док. 1-й общероссийск. науч-техн. конф.- Вологда: ВоГТУ, 2003. С. 117-119.

7. Галонска М.К., Прейс В.В. Критерии выбора оптимальных конфигураций для приемных частей захватывающих воронок бункерных загрузочных устройств // Механика деформируемого твердого тела и обработка материалов давлением: Сб. науч. тр.- Тула: ТулГУ, 2003. С. 160-167.

»12935

8. Галонска М.К., Прейс В.В. Повышение эффективности роторных бункерных загрузочных устройств с вращающимися воронками // Автоматизация и современные технологии, №11.2003. С. 18-22.

9. Галонска М.К., Прейс В.В. Критериальная оценка вероятности заклинивания деталей на входе вращающейся воронки в бункерном загрузочном устройстве / Инструментальные системы - прошлое, настоящее, будущее: Сб. тр. межждунар. науч-техн. конф., посвящ. 100-летию со дня рожд. С.С. Петрухина. Тула: Изд-во ТулГУ, 2003. С. 311-316.

10. Галонска М.К., Прейс В.В. Экспериментальные исследования производительности бункерного загрузочного устройства с вращающимися воронками криволинейного профиля // Известия ТулГУ. Серия Технология машиностроения. Вып. 1. Тула: Изд-во ТулГУ, 2004. С. 155-163.

И.Галонска М.К., Прейс В.В. Реализация алгоритма оптимизационного перебора параметров в задаче синтеза оптимальных конфигураций воронок // Технологическая системотехника: Сб. избран, тр. участн. второй международ, электрон, науч-техн. конф. Тула: Изд-во ТулГУ, 2003. С. 197-208.

12.Галонска М.К., Бочарова И.В., Прейс В.В. Регрессионные модели производительности бункерного загрузочного устройства с вращающейся воронкой криволинейного профиля / Автоматизация: проблемы, идеи, решения «АПИР-8»: Сб. тр. междунар. конф. Тула: Изд-во ТулГу, 2003. С. 99-102.

13.Оптимизационное проектирование приемной части вращающейся воронки бункерного загрузочного устройства. Методические указания по лабораторным работам / Составители: М.К. Галонска, В.В. Прейс. Тула: Изд-во ТулГУ, 2004.24 с.

14. Прейс В.В., Галонска М.К. Математическое моделирование процесса захвата штучных предметов обработки в бункерных загрузочных устройствах / Наука-Производство-Технологии-Экология: Сб. матер. Всероссийск. ежегодн. научно-техн. конф: В 5 т. Киров: ВятГУ, 2003. - Том 2. С. 118-119.

15. Прейс В.В., Галонска М.К. Роторные механические бункерные загрузочные устройства с вращающимися воронками для штучных предметов обработки / Актуальные проблемы конструкторско-технологического обеспечения машиностроительного производства: Сб. док. международ, конф.- Волгоград: ВолгГТУ, 2003. С.90-94.

16. Прейс В.В. Галонска М.К. Бункерные загрузочные устройства с вращающимися воронками криволинейного профиля. Тула: Изд-во ТулГУ, 2004.128 с.

Изд. Лиц. ЛР№ 030300 от 12.02.97. Подписано в печать 2 С ■'К Формат бумаги 60x84 '/ц. Бумага офсетная. Усл-печ. л. 1,1. Уч. изд. л. 1,0.

Тираж 80 экз. Заказ 580.

Тульский государственный университет 300600, г. Тула, пр-т Ленина, 92.

Отпечатано в Издательстве ТулГУ 300600, г. Тула, ул. Болдина, 151.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА, ФОРМУЛИРОВАНИЕ ЦЕЛИ

И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Системы автоматической загрузки штучных предметов обработки в технологические машины-автоматы и автоматические линии.

1.2. Бункерные загрузочные устройства с захватывающими органами в виде вращающихся воронок.

1.3. Анализ научной проблемы, формулирование цели и постановка задач исследования.

2. СИНТЕЗ ОПТИМАЛЬНЫХ КРИВОЛИНЕЙНЫХ КОНФИГУРАЦИЙ ЗАХВАТЫВАЮЩИХ ВОРОНОК

ДЛЯ БУНКЕРНЫХ ЗАГРУЗОЧНЫХ УСТРОЙСТВ.

2.1. Конструктивные ограничения на параметры захватывающей воронки.

2.2. Критерии выбора оптимальных криволинейных конфигураций приемных частей воронок.

2.3. Алгоритм синтеза оптимальной криволинейной конфигурации вращающейся воронки. т 3. МОДЕЛИ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ

БУНКЕРНОГО ЗАГРУЗОЧНОГО УСТРОЙСТВА С ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ВОРОНКОЙ КРИВОЛИНЕЙНОГО ПРОФИЛЯ.

3.1. Аналитическая модель и исследование производительности БЗУ.

3.2. Экспериментальные исследования производительности.

3.3. Регрессионные модели производительности.

4. ИНЖЕНЕРНАЯ МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ р БУНКЕРНОГО ЗАГРУЗОЧНОГО УСТРОЙСТВА С ВРАЩАЮЩИМИСЯ ВОРОНКАМИ

КРИВОЛИНЕЙНОГО ПРОФИЛЯ.

4.1. Программный модуль синтеза оптимальных конфигураций воронок как элемент интегрированной САПР БЗУ.

4.2. Интерфейс программного модуля синтеза.

4.3. Порядок работы с программным модулем при синтезе оптимальной конфигурации воронки.

Актуальность работы. Комплексная автоматизация производства штучной продукции в машино- и приборостроительной отраслях промышленности требует разработки общих принципов, единой методологии и типовых технических средств автоматизации производства [2].

В производствах крупносерийных и массовых изделий, например, подшипников качения, широко применяют автоматические линии (АЛ) из агрегатных и специальных металлорежущих станков, а в производстве метизов, фурнитуры - AJI на основе многопозиционных прессов-автоматов. В массовых производствах патронов стрелкового оружия (ПСО), центральных электродов свечей зажигания, инъекционных игл, эффективным направлением комплексной автоматизации стало создание технологических систем на базе автоматических роторных и роторно-конвейерных линий (APJI и APKJI) [3,91, 100].

Для загрузки штучных предметов обработки (исходных заготовок, деталей и т.п.) в AJI, APJI и APKJI используют системы автоматической загрузки (САЗ). По соотношению технологической и транспортной функций выделяют два класса САЗ: стационарные и роторные.

Стационарная САЗ осуществляет выдачу предметов обработки в транспортное устройство линии при неизменном положении своих функциональных устройств относительно движущегося транспортного устройства линии. Производительность многопозиционных стационарных САЗ может достигать 1000 шт./мин, однако при загрузке предметов обработки в AJI с непрерывно движущимся транспортным устройством, например, в APJI и APKJI, она ограничена динамическими условиями передачи предметов из стационарного питателя в движущееся транспортное устройство линии и даже для малогабаритных предметов обработки не превышает 300400 шт./мин [4, 5].

Поэтому для загрузки штучных предметов обработки в АРЛ и APKJI с производительностью от 200 до 1200 шт/мин используют многопозиционные роторные САЗ, которые построены по принципу роторных технологических машин, т.е. производят захват, накопление, ориентирование и выдачу предметов обработки в процессе непрерывного транспортного вращения своих функциональных устройств совместно с загружаемыми предметами, что обеспечивает их надежную синхронную передачу в транспортные органы АРЛ и АРКЛ при окружных скоростях до 0,5 м/с и шаге рабочих позиций роторов до 0,3 м [23, 24].

Основным функциональным устройством САЗ, обеспечивающим извлечение (захват) из навала, приведение в упорядоченное положение и выдачу предметов обработки в последующие устройства, является бункерное загрузочное устройство (БЗУ).

В указанных выше производствах достаточно велика доля предметов обработки массой до 0,1 кг и максимальным габаритным размером до 0,05 м, относящихся к осесимметричным объемным деталям-телам вращения (классы 71-72 по классификатору ЕСКД) [75]. Такие предметы хорошо захватываются вращающимися воронками. БЗУ с подобными захватывающими органами имеют высокую производительность, просты по конструкции, обладают широкой универсальностью и возможностью переналадки, что делает их эффективным средством для создания типовых конструкций, как одно- и многопозиционных стационарных, так и многопозиционных роторных САЗ.

Однако достаточно часто исходные предметы обработки являются рав-норазмерными, с отношением габаритных размеров 1,1 < lid < 1,2 (/ - длина, d - диаметр предмета обработки), или близкими к равноразмерным (1,2 < l/d< 1,5). Для таких предметов высока вероятность расположения поперек входного отверстия воронки, что приводит к снижению в 2 - 3 раза вероятности их захвата воронкой. Это в свою очередь приводит к снижению эффективности БЗУ, т.е. не только уменьшает среднюю фактическую производительность, но и увеличивает размах случайных колебаний фактической производительности БЗУ относительно её среднего значения. Последнее обстоятельство требует увеличения емкости накопителя САЗ, т.е. габаритных размеров системы [104].

Поэтому поиск путей повышейия эффективности БЗУ с вращающимися воронками при загрузке равноразмерных и близких к ним осесимметрич-ных объемных штучных предметов обработки формы тел вращения является актуальной задачей.

Работа проводилась по разделу «Производственные технологии» в рамках «Приоритетных направлений науки, техники и технологий РФ».

Цель работы. Повышение эффективности БЗУ с вращающимися воронками при загрузке равноразмерных и близких к ним осесимметричных объемных штучных предметов обработки формы тел вращения.

Объект исследования. Стационарное однопозиционное БЗУ с вращающейся воронкой криволинейного профиля в процессе его функционирования, рассматриваемого как совокупность взаимосвязанных процессов захвата и выдачи предметов обработки.

Предмет исследования. Различные варианты исполнения и геометрические параметры приемной части захватывающей воронки, частота ее вращения и параметры, характеризующие загружаемые предметы обработки (геометрические размеры и коэффициент трения), в их взаимосвязи.

Метод исследования, принятый в работе, заключается в сочетании аналитических и экспериментальных исследований процессов захвата и выдачи предметов обработки с использованием математических и натурных моделей. При построении аналитической модели использовались методы аналитической пространственной геометрии, теоретической механики, теории вероятностей. При постановке экспериментов и обработки экспериментальных данных использовались методы теории погрешностей и математической статистики.

Общетеоретическую базу исследований составили научные труды И.И. Артоболевского [7], С.И. Артоболевского [8] и Г.А. Шаумяна [122] по теории производительности технологических машин-автоматов и механизмов, JI.H. Кошкина [80, 81] и И.А. Клусова [76,77] по теории и практике комплексной автоматизации производств на основе APJI и APKJI, Л.И. Волчкевича [2, 53] по концепции автоматизации дискретных производств, К.И. Беспалова [89], В.П. Боброва [48, 49], Н.И. Камышного [74], А.Н. Малова [82], М.В. Медвидя [83], В.А. Повидайло [89], В.Ф. Прейса [1, 108], В.В. Прейса [97, 100], А.Н. Рабиновича [110], Н.А. Усенко [119, 120], Б.И. Черпакова [121], Н.И. Шерешевского [123, 124] и ряда зарубежных ученых [128, 129] по теории и проектированию механических БЗУ для штучных предметов обработки.

Достоверность научных положений и выводов диссертационной работы обеспечивается представительным объемом анализируемой информации по исследованию и проектированию как стационарных, так и роторных БЗУ с вращающимися воронками, полнотой учета влияющих факторов, корректностью использования общепринятых математических методов и компьютерного моделирования, качественным и количественным соответствием результатов теоретических расчетов с полученными экспериментальными данными, а также с результатами расчетов и экспериментов, полученными другими авторами.

Автор защищает:

1. Совокупность конструктивных ограничений на геометрические параметры вращающейся воронки, аналитические критерии выбора и алгоритм поиска криволинейных конфигураций, которые позволяют синтезировать оптимальную конфигурацию приемной части воронки, обеспечивающую повышение вероятности захвата равноразмерных и близких к ним осесиммет-ричных объемных штучных предметов обработки формы тел вращения.

2. Аналитическую модель производительности стационарного БЗУ с вращающейся воронкой криволинейного профиля, учитывающую вероятностный характер процесса захвата, взаимосвязанное влияние на производительность устройства частоты вращения воронки и параметров, характеризующих предмет обработки, и применимую для исследования и проектирования БЗУ.

3. Инженерную методику расчета оптимальных конфигураций воронок криволинейного профиля и производительности БЗУ, базирующуюся на разработанных критериях выбора, алгоритмах и аналитической модели, и реализованную на ЭВМ, которая может быть использована при проектировании БЗУ с достаточной для практики точностью.

4. Конструкции захватывающих воронок с приемными частями криволинейного профиля, позволяющие повысить эффективность БЗУ при загрузке равноразмерных и близких к ним осесимметричных объемных штучных предметов обработки и создавать как стационарные САЗ с производительностью до 300 шт./мин, так и многопозиционные роторные САЗ.

Научная новизна. Установлена взаимосвязь между параметрами, характеризующими предмет обработки (геометрические размеры и коэффициент трения), и геометрическими параметрами воронки криволинейного профиля и выявлено взаимное влияние этих параметров и частоты вращения воронки на производительность стационарного БЗУ.

Научная новизна работы представлена следующими результатами:

1. Дополнены и уточнены конструктивные ограничения на геометрические параметры воронки, разработаны аналитические критерии выбора и алгоритм оптимизированного дискретного перебора параметров функций для синтеза оптимальной криволинейной конфигурации приемной части вращающейся воронки БЗУ при загрузке равноразмерных и близких к ним осесимметричных объемных штучных предметов обработки формы тел вращения.

2. Выявлена закономерность влияния параметров, характеризующих загружаемые предметы обработки, на геометрические параметры захватывающей воронки с приемной частью криволинейного профиля.

3. Уточнена закономерность влияния частоты вращения воронки с приемной частью криволинейного профиля на производительность стационарного БЗУ во взаимосвязи с параметрами, характеризующими предмет обработки, и геометрическими параметрами захватывающей воронки.

Практическая ценность. Предложены конструкции воронок с приемными частями криволинейного профиля для захвата осесимметричных объемных предметов обработки формы тел вращения с отношением габаритных размеров 1,2 < lid < 2 и массой до 0,1 кг, обеспечивающие создание эффективных БЗУ в структуре как стационарных, так и многопозиционных роторных САЗ для загрузки предметов обработки в технологические машины-автоматы и автоматические линии с требуемой производительностью. Применение воронок криволинейного профиля позволяет не только повысить на 30 % производительность стационарной САЗ, но также и уменьшить емкость её накопителя, а в роторной САЗ - уменьшить на 30 % число её рабочих позиций. Разработана инженерная методика расчета оптимальных конфигураций воронок криволинейного профиля и производительности БЗУ, реализованная в виде программного модуля и пакета прикладных программ, которые могут быть использованы в системах автоматизированного проектирования и изготовления типовых элементов БЗУ.

Реализация результатов работы.

Конструкции и программный модуль синтеза вращающихся воронок криволинейной конфигурации используются в практике проектирования БЗУ на ОАО «КБАЛ им. Л.Н. Кошкина» (Московская обл., г. Климовск), ЗАО «РОТОР» (г. Тула) и филиале ГУП КБП - «ЦКИБ СОО» (г. Тула). Программный модуль синтеза используется в учебном процессе на кафедрах «Пищевые производства» и «Технологическая механика» ТулГУ при выполнении лабораторных работ по дисциплине «Автоматизированное проектирование» (для подготовки инженеров по специальностям 170600, 311500, магистров по программам 551812, 551822).

Апробация работы. Основные научные положения диссертации, результаты исследований и разработок докладывались автором на международной научно-технической конференции «Ресурсосберегающие технологии, оборудование и автоматизация штамповочного производства» (г. Тула, Тул-ГУ, 1999 г.), на международных семинарах «Автоматизация: проблемы, идеи, решения» (г. Тула, ТулГУ, 1999-2003 гг.), на второй и третьей международных электронных конференциях «Технологическая системотехника» (г. Тула, ТулГУ, 2003-2004 гг.), на Первой общероссийской научно-технической конференции «Вузовская наука - региону» и региональной конференции «Молодые исследователи - региону» (г. Вологда, ВоГТУ, 2003 г.), на Всероссийской ежегодной научно-технической конференции «Наука-Производство-Технологии-Экология» (г. Киров, ВятГУ, 2003 г.), на международной конференции «Актуальные проблемы конструкторско-технологического обеспечения машиностроительного производства» (г. Волгоград, ВолгГТУ, 2003 г.).

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 24 научные работы, в том числе 1 монография, 14 статей, доклады на международных, всероссийских и региональных конференциях и семинарах и 1 учебно-методическая работа.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, общих выводов, списка литературы из 129 наименований и приложений. Общий объем работы составляет 149 страниц, в том числе 40 рисунков и 7 таблиц. Объем приложений - 39 страниц. В приложениях приведены материалы и документы, свидетельствующие о практическом использовании результатов исследования и разработок автора, а также дополнительные материалы, отражающие специфику решаемых проблем (формулы, тексты программ, протоколы опытов, результаты расчетов и т.п.).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Представленная диссертационная работа является научным квалификационным трудом, в котором на базе теоретических и экспериментальных исследований решена актуальная научно-техническая задача повышения эффективности стационарного БЗУ с вращающейся воронкой при загрузке равноразмерных и близких к ним осесимметричных объемных штучных предметов обработки формы тел вращения путем синтеза оптимальной криволинейной конфигурации приемной части воронки.

Впервые установлена взаимосвязь между параметрами, характеризующими предмет обработки (геометрические размеры и коэффициент трения), и геометрическими параметрами криволинейного профиля захватывающей воронки, выявлено их взаимное влияние и частоты вращения воронки на производительность стационарного БЗУ.

Основные научные и практические результаты проведенного исследования заключаются в следующем:

1. Выявлено, что вращающиеся воронки с оптимальными криволинейными конфигурациями, синтезированные на основе конструктивных ограничений, аналитических критериев выбора и алгоритма поиска, повышают эффективность БЗУ при загрузке равноразмерных и близких к ним осесимметричных объемных штучных предметов обработки формы тел вращения. Средняя производительность БЗУ увеличивается на 10-30 %, а размах случайных колебаний уменьшается до 25 % в области максимальных значений производительности БЗУ по сравнению известными ранее конструкциями конических воронок.

2. Обосновано, что аналитическая модель производительности стационарного БЗУ с вращающейся воронкой криволинейного профиля более корректно учитывает вероятностный характер процесса захвата и адекватно описывает взаимосвязанное влияние параметров предмета обработки, конструктивных и кинематических параметров БЗУ на его производительность.

3. Показано, что экспериментальные исследования производительности стационарного БЗУ с криволинейными воронками позволяют построить регрессионные модели производительности, описывающие закономерность влияния частоты вращения воронки на производительность БЗУ с достоверностью близкой к единице, а также уточнить аналитическую модель производительности до постоянных коэффициентов, обеспечив погрешность между теоретическими и экспериментальными значениями производительности не более 15 %.

4. Подтверждено, что инженерная методика расчета оптимальных конфигураций вращающихся воронок криволинейного профиля и производительности БЗУ на ЭВМ, базирующаяся на разработанных критериях выбора, алгоритмах и аналитической модели, обеспечивает расчет параметров БЗУ с достаточной для практики точностью. Программный модуль синтеза может быть включен в интегрированную систему автоматизированного проектирования и изготовления БЗУ, обеспечивая снижение временных и финансовых затрат в 2-3 раза.

Применение воронок криволинейного профиля для захвата осесиммет-ричных объемных предметов обработки формы тел вращения с отношением габаритных размеров 1,2 < IId < 2 и массой до 0,1 кг позволяет создавать эффективные БЗУ в структуре различных САЗ и не только повысить на 30 % производительность стационарной САЗ, но также и уменьшить емкость её накопителя, а в роторной САЗ - уменьшить на 30 % число её рабочих позиций.

Конструкции, инженерная методика и программный модуль синтеза криволинейной конфигурации вращающихся воронок используются в практике проектирования БЗУ на ОАО «КБАЛ им. JI.H. Кошкина» (Московская обл., г. Климовск), ЗАО «РОТОР» (г. Тула) и филиале ГУП КБП - «ЦКИБ СОО» (г. Тула). Программный модуль синтеза используется в учебном процессе на кафедрах «Пищевые производства» и «Технологическая механика» ТулГУ при выполнении лабораторных работ по дисциплине «Автоматизированное проектирование».

1. Автоматизация загрузки прессов штучными заготовками / В.Ф. Прейс, И.С. Бляхеров, В.В. Прейс, Н.А. Усенко; Под ред. В.Ф. Прейса.-М.: Машиностроение, 1975.- 280 с.

2. Автоматизация дискретного производства / Б.Е. Бонев, Г.И. Бохачев, И.К. Бояджиев и др.; Под общ. ред. Е.И. Семенова, Л.И. Волчкевича.- М.: Машиностроение, 1987, София: Техника, 1987.-376 с.

3. Автоматические роторные линии / И. А. Клусов, Н.В.Волков, В.И. Золотухин и др.- М.: Машиностроение, 1987.- 288 с.

4. Автоматическая загрузка технологических машин: Справочник / И.С. Бляхеров, Г.М. Варьяш, А.А.Иванов, В.В. Прейс и др.; Под общ. ред. И.А. Клусова.- М.: Машиностроение, 1990.- 400 с.

5. Автоматическая загрузка роторных и роторно-конвейерных линий / В.В. Прейс, Г.В. Комаров, И.А. Клусов и др.- М., 1990.- 56 е., (Машино-строит. пр-во. Сер. Автоматизация пр-ва, ГПС и робототехника: Обзор ин-форм./ ВНИИТЭМР. Вып. 8).

6. Альсведе Р., Вегенер И. Задачи поиска: Перев. с нем. М.: Мир, 1982. - 368 с.

7. Артоболевский И.И. Теория механизмов.- М.: Наука, 1967. -719 с.

8. Артоболевский С.И. Технологические машины-автоматы.- М.: Машиностроение, 1964,- 179 с.

9. А. с. 126721 СССР. Класс 49с, 300ь Механизм захвата / М.В. Медвидь (СССР). № 613689/25; Заявлено 10.12.58; Опубл. 1960, Бюл. №5.-2 е.: ил.

10. А. с. 154145 СССР. Класс F 07f; 72d, 13. Автомат питания / В.И. Кузнецов, Г.В. Комаров (СССР). № 745988/27-11; Заявлено 29.09.61; Опубл. 1963, № 8.-4 е.: ил.

11. А. с. 228486 СССР. Класс 49с, 30/01 В23 d. Роторный автомат питания / П.Е.Майоров, Г.В. Комаров (СССР). № 1018975/25-8; Заявлено 09.07.65; Опубл. 08.10.68, Бюл. № 31. - 4 е.: ил.

12. А. с. 286467 СССР. Кл. 49с, 30/01, МПК В23 q7/02. Автомат питания для поштучной выдачи / Л.Н. Кошкин, В.М. Таныгин, Ф.М. Сахаров (СССР). № 1323878/25-8; Заявлено 14.04.69; Опубл. 10.11.70, Бюл. № 34. -4 е.: ил.

13. А. с. 402452 СССР. М. Кл. В23 q7/00, В23 q39/00. Механизм захвата и поштучной выдачи стержневых заготовок / Е.К. Жуков, И.И Гринберг (СССР). № 1769163/25-8; Заявлено 03.04.72; Опубл. 19.10.73, Бюл. № 42. - 2 е.: ил.

14. А. с. 541635 СССР. М. Кл.2 В23 Q7/00. Бункерное загрузочное устройство / А.Ш. Друбецкий, С.А. Левин (СССР). № 2193106/08; Заявлено 30.10.75; Опубл. 05.01.1977, Бюл № 1. - 3 е.: ил.

15. А. с. 544534 СССР. М. Кл.2 В23 Q7/00. Бункерное загрузочное устройство / А.Ш. Друбецкий, С.А. Левин (СССР). № 2301818/08; Заявлено 19.12.75; Опубл. 30.01.77, Бюл №4.-2 е.: ил.

16. А. с. 569429 СССР. М. Кл.2 В23 Q7/00. Устройство для загрузки / М.А. Солодухин, О.М. Михайлов (СССР). № 2341240/08; Заявлено 01.04.76; Опубл. 25.08.77, Бюл. №31.-3 е.: ил.

17. А. с. 648375 СССР. М. Кл.2 В23 Q7/00. Устройство для загрузки / М.А. Солодухин, Д.Н. Теньков (СССР). № 2554100/25-08; Заявлено 16.12.77; Опубл. 25.02.79, Бюл. №7.-2 е.: ил.

18. А. с. 666039 СССР. М. Кл.2 В23 Q7/00, В23 Q7/02, В23 Q39/02. Роторный автомат питания / Г.В. Комаров, В.В. Прейс, Ф.М. Сахаров (СССР). -№ 2552292/25-08; Заявлено 08.12.77; Опубл. 05.06.79, Бюл. №21.-4 е.: ил.

19. А. с. 764935 СССР. М. Кл.3 В23 Q7/02. Устройство для подачи деталей / Л.И. Волчкевич, Г.В. Комаров, Ш.С. Тыналиев (СССР). -№ 2646611/25-08; Заявлено 18.07.78; Опубл. 23.09.80, Бюл. № 35. 3 е.: ил.

20. А. с. 774908 СССР. М. Кл.3 В23 Q7/00, В23 Q7/02. Механизм захвата и поштучной выдачи изделий / Ф.М. Сахаров, И.И. Смирнов, Г.В. Комаров, А.И. Гостев (СССР). №2691303/25-08; Заявлено 29.11.78; Опубл. 30.10.1980, Был. № 40. - 4 е.: ил.

21. А. с. 808243 СССР. М. Кл.3 В 23 Q7/00. Бункерное загрузочное устройство / П.И. Есваин, М.Н. Пойда (СССР). № 2622309/25-08; Заявлено 01.06.78; Опубл. 28.02.81, Бюл. №8.-3 е.: ил.

22. А. с. 837749 СССР. М. Кл.3 В23 Q7/00. Бункерное загрузочно-ориетирующее устройство / Л.Б. Говардовский, В.А Доценко, И.Г. Рафаилов,

23. A.И. Преображенский, Л.К. Казакова (СССР). № 2654711/25-08; Заявлено 16.08.78; Опубл. 15.06.81, Бюл. № 22. - 2 е.: ил.

24. А. с. 850349 СССР. М. Кл.3 В23 Q7/02. Ротор загрузки / П.С. Зюзин, Л.В. Костин, М.В. Сапегин (СССР). №2848642/25-08; Заявлено 06.12.79; Опубл. 30.07.1981, Бюл. № 28. - 3 е.: ил.

25. А. с. 878489 СССР. М. Кл.3 В23 Q7/00, В23 Q7/02, В23 Q39/02. Роторный автомат питания / В.В. Прейс, В.А. Конов, А.И. Гостев (СССР). -№2746156/25-08; Заявлено 04.04.79; Опубл. 07.11.1981, Бюл. № 41. 3 е.: ил.

26. А. с. 916233 СССР. М. Кл.3 В23 Q7/00. Бункерное загрузочное устройство Г.И. Борисов (СССР). № 2953477/25-08; Заявлено 08.07.80; Опубл. 30.03.82, Бюл. № 12. - 3 е.: ил.

27. А. с. 918007 СССР. М. Кл.3 В23 Q7/00. Устройство для загрузки /

28. B.И. Кулагин, М.А. Солодухин (СССР). № 2886356/25-08; Заявлено 25.02.80; Опубл. 07.04.82, Бюл. № 13. - 3 с: ил.

29. А. с. 918010 СССР. М. Кл.3 В23 Q7/00. Бункерное загрузочное устройство Л.Н. Домбровский (СССР). №2994173/25-08; Заявлено 22.08.80; Опубл. 07.04.82, Бюл. № 13. - 2 е.: ил.

30. А. с. 994208 СССР. М. Кл.3 В23 Q7/00. Роторный автомат питания Н.П. Сергеев, В.И. Хоменко, Н.И. Балашов, В.А. Петров (СССР). -№ 3340983/25-08; Заявлено 06.10.81; Опубл. 07.02.83, Бюл. №5.-3 е.: ил.

31. А. с. 996167 СССР. М. Кл.3 В23 Q7/00, В23 Q7/02. Механизм захвата и поштучной выдачи / Ф.М. Сахаров, И.И. Смирнов, А.И. Гостев (СССР). № 3326594/25-08; Заявлено 06.08.81; Опубл. 15.02.83, Бюл. № 6. -4 е.: ил.

32. А. с. 1114517 СССР. В23 Q7/02. Роторный автомат питания / Н.П. Овчаренко (СССР). № 3591436/25-08; Заявлено 12.05.83; Опубл. 23.09.84, №35.-4 е.: ил.

33. А. с. 1129054 СССР. В23 Q7/00. Бункерное загрузочное устройство / В .А. Куренев (СССР).-№ 3665251/25-08; Заявлено 24.11.83; Опубл. 15.12.84, Бюл. № 46. 2 е.: ил.

34. А. с. 1230792 СССР. В23 Q7/02. Роторный автомат питания / И.П.Мельников (СССР). № 3834105/25-08; Заявлено 29.12.84; Опубл. 15.05.86, Бюл. № 18. - 3 е.: ил.

35. А. с. 1380902 СССР. В23 Q7/02. Загрузочное устройство / И.П. Мельников (СССР). № 4118760/25-08; Заявлено 17.09.86, Опубл. 15.03.88, Бюл. № 10. - 3 е.: ил.

36. А. с. 1442365 СССР. В23 Q7/02. Роторный автомат питания /

37. B.В. Поляков, И.С. Бляхерев, В.В. Прейс, В.Н. Лебедев, Ю.Н. Липченко,

38. C.Р.Михайлов (СССР). №4254349/31-08; Заявлено 23.03.87; Опубл. 07.12.88, Бюл. № 45. - 3 е.: ил.

39. А. с. 1521554 СССР. В23 Q7/02. Загрузочное устройство / И.П. Мельников, Н.П. Соломин (СССР). № 4271209/25-08; Заявлено 29.06.87; Опубл. 15.11.89, Бюл. № 42. - 3 е.: ил.

40. А. с. 1539045 СССР. В23 Q7/02. Загрузочное устройство / В.П. Ляпунов, В.И. Шканов (СССР). № 4259147/25-08; Заявлено 09.06.87; Опубл. 30.01.90, Бюл. №21. -4 е.: ил.

41. А. с. 1555108 СССР. В23 Q7/02. Загрузочное устройство / И.П. Мельников, Н.П. Соломин (СССР). № 4394778/25-08; Заявлено 22.03.88; Опубл. 07.04.90, Бюл. №13.-4 е.: ил.

42. А. с. 1558631 СССР. В23 Q7/02. Загрузочное устройство / В.В.Захаров, Е.А. Андриенко (СССР). № 4456383/25-08; Заявлено 06.07.88; Опубл. 23.04.90, Бюл. №15.-2 е.: ил.

43. А. с. 1576268 СССР. В23 Q7/02. Загрузочное устройство / И.П. Мельников, Н.П. Соломин (СССР). № 4432009/25-08; Заявлено 30.05.88; Опубл. 07.07.90, Бюл. № 25. - 3 е.: ил.

44. А. с. 1593902 СССР. В23 Q7/02. Загрузочное устройство И.П. Мельников, Н.П. Соломин (СССР). № 4473612/25-08; Заявлено 15.08.88; Опубл. 23.09.90, Бюл № 35. - 4 е.: ил.

45. А. с. 1593903 СССР. В23 Q7/02. Механизм захвата И.П. Мельников, Н.П. Соломин (СССР). №4608584/25-08; Заявлено 24.11.88; Опубл. 23.09.90, Бюл. № 35. - 3 е.: ил.

46. А. с. 1602677 СССР. В23 Q7/02. Загрузочный ротор / И.П.Мельников (СССР). № 4641670/40-08; Заявлено 24.01.89; Опубл. 30.10.90, Бюл. № 40. - 4 е.: ил.

47. А. с. 1703365 СССР. В23 Q7/00. Загрузочное ориентирующее устройство / А.Н. Залевский, Р.А. Пропп (СССР). № 4746492/08; Заявлено 16.08.89; Опубл. 07.01.92, Бюл. № 1. - 3 е.: ил.

48. А. с. 1710276 СССР. В23 Q7/00. Устройство для ориентированной выдачи цилиндрических деталей П.П. Гудилин, А.Г. Горай, A.JI. Попов, А.Д. Веселовский (СССР). № 469413/08; Заявлено 24.05.89;- Опубл. 07.02.92, Бюл. №5.-5 е.: ил.

49. А. с. 1738596 СССР. В23 Q7/02. Загрузочное устройство / И.П. Мельников (СССР). № 4827212/08; Заявлено 21.05.90; Опубл. 07.06.92, Бюл. №21.-4 е.: ил.

50. Бать М.И., Джанелидзе Г.Ю., Кельзон А.С. Теоретическая механика в примерах и задачах. 3-е изд., стереотип.- М.: Наука, 1966.- Т.2: Динамика,- 663 с.

51. Белякова А.Н. Исследование производительности дисковых и трубчатых автоматических бункерных захватно-ориентирующих устройств (АБЗОУ): Дисс. . канд. техн. наук.- Тула, 1969.- 220 с.

52. Бобров В.П. Проектирование загрузочно-транспортных устройств к станкам и автоматическим линиям.- М.: Машиностроение, 1964.- 291 с.

53. Бобров В.П., Чеканов Л.И. Транспортные и загрузочные устройства автоматических линий.- М.: Машиностроение, 1980.-159 с.

54. Браунли К.А. Статистическая теория и методология в науке и технике. М.: Наука, 1977.

55. Вентцель Е.С. Овчаров Л. А. Теория случайных процессов и ее инженерное приложение. М.: Наука, 1991.-383 с.

56. Волчкевич Л.И., Ковалев М.П., Кузнецов М.М. Комплексная автоматизация производства. М.: Машиностроение, 1983.- 372 с.

57. Галонска М.К. Развитие бункерных захватывающих устройств в виде вращающихся воронок // Автоматизация: проблемы, идеи, решения: Сб. тр. международ, конф. / Под ред. Ю.Л. Маткина, А.С. Горелова, Тул. гос. унт. Тула: Гриф и К, 2002. - С. 149-151.

58. Галонска М.К. Синтез оптимальных конфигураций захватывающих воронок роторных бункерных загрузочных устройств // Техника XXI века глазами молодых ученых и специалистов: Сб. док. регион, науч-техн. конф.- Тула: ТулГУ, 2003.

59. Галонска М.К., Прейс В.В. Компьютерный поиск оптимальных конфигураций захватывающих органов роторных БЗУ // Автоматизация: проблемы, идеи, решения: Сб. докл. международ, сем. «АПИР-5».- Тула: ТулГу, 2000. С. 32-33.

60. Галонска М.К., Прейс В.В. Повышение эффективности роторных бункерных загрузочных устройств с вращающимися воронками // Автоматизация и современные технологии, №11. 2003. С. 18-22

61. Галонска М.К., Прейс В.В. Проблемы автоматической загрузки равноразмерных заготовок в роторные и роторно-конвейерные линии //Вузовская наука региону: Сб. док. первой общероссийск. науч-техн. конф. - Вологда: ВоГТУ, 2003. - С. 117-119.

62. Галонска М.К., Прейс В.В. Совершенствование математической модели функционирования роторных БЗУ с осесимметричными захватывающими органами // Автоматизация: проблемы, идеи, решения: Сб. кратких докл. международ, семинара.- Тула: ТулГУ, 1999. С . 55-58.

63. Гаспарский В. Праксеологический анализ проектно-конструкторских разработок: Пер. с польск. М.: Мир, 1978.- 172 с.

64. ГОСТ 19.701-90 (ИСО 5807-85) Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Введ. 01.01.92 - М.: Изд-во стандартов.

65. ГОСТ 19781-90. Обеспечение систем обработки информации программное. Введ. 01.01.92 - М.: Изд-во стандартов.

66. Гутер Р.С., Овчинский Б.В. Элементы численного анализа и математической обработки результатов опыта. М.: Наука, 1970.- 432 с.

67. Дьяконов. В.П. Справочник по применению системы EUREKA. -М.: Физматлит, 1993- 96 с.

68. Камышный Н.И. Автоматизация загрузки станков.- М.: Машиностроение, 1977.- 287 с.

69. Классификатор ЕСКД. Детали тела вращения. Классы 71-74.- М.: Стандарты, 1985.- 50 с.

70. Клусов И.А. Технологические системы роторных машин.- М.: Машиностроение, 1976.- 232 с.

71. Клусов И.А. Проектирование роторных машин и линий.- М.: Машиностроение, 1990.- 320 с.

72. Комаров Г.В. Исследование производительности и основы проектирования роторных загрузочных устройств: Дисс. канд. техн.наук.- Тула, 1975.-267 с.

73. Кордонский Х.Б. Применение теории вероятностей в инженерном деле.- M-JL: Физматгиз, 1963.- 435 с.

74. Кошкин JI.H. Комплексная автоматизация производства на базе роторных линий.-М.: Машиностроение, 1972.- 351 с.

75. Кошкин JI.H. Роторные и роторно-конвейерные линии : 3-е изд. перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1991.- 400 с.

76. Малов А.Н. Загрузочные устройства для металлорежущих станков.- М.: Машиностроение, 1972.- 200 с.

77. Медвидь М.В. Автоматические ориентирующие загрузочные устройства.- М.: Машгиз, 1963.- 299 с.

78. Мельников И.П. Новые конструкции роторных загрузочных устройств // Кузнечно-штамп. пр-во.- 1991.- № 8.- С. 25-27.

79. Мельников И.П., Усенко Н.А. Основы проектирования роторных загрузочных устройств для АРЛ // Кузнечно-штамп. пр-во. 1991.- № 10.- С. 31-35.

80. Михайлюк Е.М. Разработка систем поиска решений при проектировании загрузочных устройств с помощью ЭВМ: Дисс. . канд. техн. наук.-Рига, 1981.-221 с.

81. Оптимизационное проектирование приемной части вращающейся вороньей бункерного загрузочного устройства. Методические указания / Составители: М.К. Галонска, В.В. Прейс. Тула: Изд-во ТулГУ, 2004. 24 с.

82. Пат. 2030272 РФ. 6В23 Q7/02. Устройство для ориентированной подачи деталей / А.Д. Астахов, А.В. Горбушин, Н.А. Романов (РФ).-№ 4927886/08; Заявлено 12.04.91; Опубл. 10.03.95. 4 е.: ил.

83. Повидайло В.А., Беспалов К.И. расчет и конструирование бункерных загрузочных устройств. М.: Машгиз. - 1959.-106 с.

84. Прейс В.В. Автоматизация загрузки дискретных деталей в роторные и роторно-конвейерные линии // Кузнечно-штамп. пр-во. 1987.- N1.- С. 12-15.

85. Прейс В.В. Комплексная автоматизация производства на основе роторных линий / Роторные технологии (Новое в жизни, науке, технике. Серия: Техника).- М.: Знание, 1988.- Вып.7.- 56 с.

86. Прейс В.В. Математическая модель функционирования роторных бункерных загрузочных устройств поштучно-непрерывного захвата // Кузнечно-штамп. пр-во.- 1989.- № 12.- С. 25-27.

87. Прейс В.В. Модели структуры, классификация и области применения роторных систем автоматической загрузки // Известия ТулГу. Серия «Машиностроение», 2001. Вып. 6.

88. Прейс В.В. Основы проектирования роторных систем автоматической загрузки // Вопр. оборон, техн. Серия 13.- 1991.- Вып. 1(76).- С. 20-23.

89. Прейс В.В. Основы теории производительности бункерных загрузочных устройств для автоматических роторных линий // Кузнечно-штамп. пр-во.- 1989.- № 5.- С. 23-25.

90. Прейс В.В. Роторные системы автоматической загрузки штучных предметов обработки / Автоматизация и современные промышленные технологии. Вып. 9, 2002. С.

91. Прейс В.В. Системы автоматической загрузки штучных предметов обработки в роторные и роторно-конвейерные линии / Вестник машиностроения. Вып. 12, 2002. С.

92. Прейс В.В. Состояние теории функционирования и практики проектирования роторных систем автоматической загрузки // Вопр. оборон, техн. Серия 13.- 1993.-Вып. 1-2(84-85).- С. 13-19.

93. Прейс В.В. Теория и проектирование роторных систем автоматической загрузки: Дисс. . докт. техн. наук.- Тула, 1997.- 437 с.

94. Прейс В.В. Технологические роторные машины: вчера, сегодня, завтра.- М.: Машиностроение, 1986.- 128 с.

95. Прейс В.В. Галонска М.К. Бункерные загрузочные устройства с вращающимися воронками криволинейного профиля. Тула: Изд-во ТулГУ, 2004. 128 с.

96. Прейс В.Ф. Основы теории бункерных устройств для захвата и ориентации заготовок в автоматах и автоматических линиях штамповочного производства: Дисс. . докт. техн. наук.- Тула, 1962.- 284 с.

97. Программирование на станках с ЧПУ Programming of processing for NC machines: Справочник / Гжиров Р.И., Серебреницкий П.П. - JI.: Машиностроение. Ленинградское отд-ние, 1990. - 591 с.

98. Рабинович А.Н. Автоматическое ориентирование и загрузка штучных деталей.- Киев: Техника, 1968.- 290 с.

99. РТМ 3-444-73. Линии автоматические роторные. Основные положения по расчету и проектированию загрузочных устройств. Климовск: КБ АЛ, 1973.- 119 с.

100. Сахаров Ф.М. Пути повышения производительности роторных загрузочных устройств: Дисс. . канд. техн. наук.- Тула, 1975.- 222 с.

101. ИЗ. Сахаров Ф.М., Прейс В.Ф. Роторные автоматические загрузочные устройства // Кузнечно-штамп. пр-во.- 1975.- № 3,- С. 15-17.

102. Справочник по прикладной статистике: Справочник в 2-х т. Т. 1. / Под ред. Э. Ллойда. У. Ледермана. Пер. с англ. Под ред Ю. Н. Тюрина. М.: Финансы и статистика, 1989,- 510 с.

103. Справочник по прикладной статистике: Справочник в 2-х т. Т. 2. / Под ред. Э. Ллойда. У. Ледермана. Пер. с англ. Под ред Ю. Н. Тюрина. М.: Финансы и статистика, 1990,- 526 с.

104. Справочник по теории вероятностей и математической статистике / В. С. Королюк, Н. И. Портенко, А. В. Скороход, А. Ф. Турбин. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1985,- 640 с.

105. Технология изготовления деталей на станках с ЧПУ и в ГПС. -М.: Машиностроение, 1989. 288 с.

106. Усенко Н.А. Основы теории проектирования высокопроизводительных автоматических загрузочных устройств штучных заготовок: Дисс. . докт. техн. наук.- Тула, 1984.- 304 с.

107. Усенко Н.А., Бляхеров И.С. Автоматические загрузочно-ориентирующие устройства.- М.: Машиностроение, 1984.- 112 с.

108. Черпаков Б.И., Загрузочные и транспортные устройства в автоматизированном производстве.- М.: Высшая школа, 1977.- 55 с.

109. Шаумян Г.А. Комплексная автоматизация производственных процессов.- М.: Машиностроение, 1973.- 637 с.

110. Шерешевский Н.И. Анализ и синтез схем многоярусной автоматической сборки: Дисс. докт. техн. наук.- Севастополь, 1966.- 364 с.

111. Шерешевский Н.И. Анализ и синтез многоярусной сборки. М.: Машиностроение, 1971.- 248 с.

112. Щиголев Б.М. Математическая обработка наблюдений.- М.: Наука, 1969.- 344 с.

113. Mathcad 2001: Учебный курс / В. Дьяконов. СПб. и др: Питер, 2001.- 624 с.

114. Microsoft Visual Basic 5: Практическое пособие. / М. Хальвор-сон; Пер. с англ.: Ю.А. Левчук, А.С. Григорьев. 2-е изд., испр. - М.: ЭКОМ, 1998.- 432 с.

115. Hesse S., Zapf Н. Verkettungseinrichtungen in der Fertigunstechnik.-Berlin: Verlag Technik, 1970.- 188 p.

116. Murch L.E., Boothroyd G, Poli C. Feeding small parts for assembly // American Machinist.- October, 1975.- P. 106-110.