Features of Machine Cyclogram Optimization with the Account of Interaction of Mechanism Links with Stops

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Introduction. Cyclogram optimization of a technological machine with the account of interaction of the mechanisms links with stop members is discussed. The analysis of scientific literature indicates that cyclogram optimization for complex machines with the account of elastic-dissipative characteristics of the mechanisms needs additional research. Usually simplified dynamic models, which do not take into account elasticity of driven links are used for cyclogram optimization. The urgency of the study is justified by the fact that the existing dynamic models can not be used to calculate the vibrations excited by impacts of the working bodies on the limit stops, when entering into contact with elastic elements. The goal of the study: to improve the cyclogram synthesis method for a technological machine making it possible to increase its productivity. In this study a cyclogram of a technological machine presented in the form of mathematical models using networks for interaction of mechanisms is investigated. STB shuttleless loom, which is a complex technological machine with many executive mechanisms with interconnected movements, is used as the object of the study. During solution of the optimization problem it is necessary to increase the limiting operation time by decreasing the time for technological operations in mechanism groups. The problem for each group is mathematically formulated as an optimization problem on a network graph. The mechanism of microshuttle lift for the STB loom is used in this study. Method of investigation: cyclogram optimization using dynamic models of mechanisms is used. Results and discussion: dynamic models of mechanisms taking into account the interaction of driven links with limiting stop mechanisms are suggested. Dynamic errors of motion laws for a camshaft mechanism operating at the main shaft rotation rate n = 280…420 min–1 with a stop impact are calculated. The mechanism vibrations at natural frequency after contact with the stop are studied. Limitations of the cyclogram optimization problem with the account of the executive link vibrations and impact interaction with the limiting stop are formulated.

About the authors

J. I. Podgornyj

Email: pjui@mail.ru
D.Sc. (Engineering), Professor, Novosibirsk Technological Institute (branch) Russian State University named after A.N. Kosygin (Technology. Design. Art), Novosibirsk State Technical University, pjui@mail.ru

O. V. Maksimchuk

Email: ovmak@ngs.ru
Ph.D. (Engineering), Associate Professor, Novosibirsk Technological Institute (branch) Russian State University named after A.N. Kosygin (Technology. Design. Art), ovmak@ngs.ru

A. V. Kirillov

Email: kirillovalvs@mail.ru
Ph.D. (Engineering), Associate Professor, Novosibirsk State Pedagogical University, Novosibirsk State Technical University, kirillovalvs@mail.ru

V. Yu. Skeeba

Email: metal_working@mail.ru
Ph.D. (Engineering), Associate Professor, Novosibirsk State Technical University, metal_working@mail.ru

References

  1. Цейтлин Г.В. Циклограммирование сложных технологических машин-автоматов // Машиноведение. – 1975. – № 3. – С. 49–53.
  2. Новгородцев В.А. Представление цикловой диаграммы машины в виде графа // Теория механизмов и машин. – 1982. – Вып. 33. – С. 57–60.
  3. Jomartov A., Joldasbekov S. Typical dynamic models of the cyclic mechanism on the software simulationX // Proceedings of the 14th IFToMM World Congress, Taipei, Taiwan, 25–30 October 2015. – Taipei, 2015. – doi: 10.6567/IFToMM.14TH.WC.OS11.001.
  4. Jomartov A.A. Multi-objective optimization of cyclogram mechanisms machine-automaton // Proceedings of the World Congress on Engineering WSE 2011, London, U.K., 6–8 July 2011. – London, 2011. – Vol. 3.
  5. Artobolevsky I.I. Mechanisms in modern engineering design: a handbook for engineers, designers and inventors. Vol. 4. Cam and friction mechanisms flexible-link mechanisms. – Moscow: Mir, 1977. – 520 p.
  6. Петрокас Л.В. Вопросы теории циклограммирования производственных машин и автоматических линий // Теория машин-автоматов и пневмогидроприводов / под ред. Л.В. Петрокаса. – М.: Машиностроение, 1970. – С. 22–36.
  7. Graph-based modelling in engineering / ed. by S. Zawislak, J. Rysinski. – Switzerland: Springer International Publ., 2017. – 247 p. – (Mechanisms and Machine Science; vol. 42). – ISBN 978-3-319-39018-5. – eISBN 978-3-319-39020-8. – doi: 10.1007/978-3-319-39020-8.
  8. Максимчук О.В. Синтез цикловой диаграммы машины-автомата с кулачковым распределительным валом: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.02.18. – Новосибирск, 2002. – 16 с.
  9. Исследование и проектирование цикловых диаграмм технологических машин / Ю.А. Афанасьев, Ю.И. Подгорный, В.Ф. Ермолаев, О.В. Максимчук. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2004. – 198 с.
  10. Исследование и синтез законов движения кулачковых механизмов: монография / Ю.И. Подгорный, А.В. Кириллов, О.В. Максимчук, М.В. Лукин. – Новосибирск: Изд-во НГПУ, 2011. – 219 с.
  11. Вульфсон И.И. Динамика цикловых машин. – СПб.: Политехника, 2013. – 425 с. – ISBN 978-5-7325-1024-9.
  12. Vulfson I. Dynamics of cyclic machines. – Cham: Springer International Publ., 2015. – 390 p. – (Foundations of engineering mechanics). – ISBN 978-3-319-12633-3. – eISBN 978-3-319-12634-0. – doi: 10.1007/978-3-319-12634-0.
  13. Методика уравновешивания роторов технологических машин / Ю.И. Подгорный, Т.Г. Мартынова, В.Ю. Скиба, Д.В. Лобанов, А.А. Жирова, А.Н. Бредихина, А.С. Косилов, Н.С. Печоркина // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2016. – № 2 (71). – С. 41–50. – doi: 10.17212/1994-6309-2016-2-41-50.
  14. Проектирование кулачкового механизма с учетом технологической нагрузки и энергетических затрат / Ю.И. Подгорный, В.Ю. Скиба, А.В. Кириллов, О.В. Максимчук, П.Ю. Скиба // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2017. – № 2 (75). – С. 17–27. – doi: 10.17212/1994-6309-2017-2-17-27.
  15. Dresig H., Vul'fson I.I. Dynamik der mechanismen. – Wien; New York: Springer, 1989. – 328 p. – ISBN 978-3-7091-9036-4. – doi: 10.1007/978-3-7091-9035-7.
  16. Eckhardt H.D. Kinematic design of machines and mechanisms. – 1st еd. – New York: McGraw-Hill, 1998. – 620 p. – ISBN-10: 0070189536. – ISBN-13: 978-0070189539.
  17. Rao J.S., Dukkipati R.V. Mechanism and machine theory. – 2nd ed. – New Delhi: Newage International, 2008. – 600 p. – ISBN-10: 812240426X. – ISBN-13: 978-8122404265.
  18. Sandler B.Z. Robotics: designing the mechanisms for automated machinery. – San Diego: Academic Press, 1999. – 433 p. – ISBN-10: 0126185204. – ISBN-13: 9780126185201.
  19. Youssef H.A., El-Hofy H. Machining technology: machine tools and operations. – Hoboken: Taylor & Francis Group, 2008. – 672 p. – ISBN 9781420043396.
  20. Shabana A.A. Dynamic of multibody systems. – 4th ed. – Cambridge: Cambridge University Press, 2013. – 393 p. – ISBN-13: 978-1107042650. – ISBN-10: 1107042658.
  21. Erdman A.G., Sandor G.N. Mechanism design: analysis and synthesis. – 4th ed. – Upper Saddle River, NJ: Pearson, 2001. – 688 p. – ISBN-10: 0130408727. – ISBN-13: 978-0130408723.
  22. Advanced theory of mechanisms and machines / M.Z. Kolovsky, A.N. Evgrafov, Yu.A. Semenov, A.V. Slousch. – 1st ed. – Berlin; Heidelberg: Springer-Verlag, 2000. – 396 p. – (Foundations of Engineering Mechanics). – ISBN 978-3-642-53672-4. – eISBN 978-3-540-46516-4. – doi: 10.1007/978-3-540-46516-4.
  23. Astashev V.K., Babitsky V.I., Kolovsky M.Z. Dynamics and control of machines. – 1st ed. – Berlin; Heidelberg: Springer-Verlag, 2000. – 235 p. – ISBN 978-3-642-53698-4. – eISBN 978-3-540-69634-6. – doi: 10.1007/978-3-540-69634-6.
  24. Hendrickson C.T., Janson B.N. A common network flow formulation for several civil engineering problems // Civil Engineering Systems. – 1984. – Vol. 1, iss. 4. – P. 195–203. – doi: 10.1080/02630258408970343.
  25. Пановко Я.Г. Основы прикладной теории колебаний и удара. – 4-е изд., перераб. и доп. – Л.: Политехника, 1990. – 272 с. – ISBN 5-7325-0096-0.
  26. Яблонский А.А., Норейко С.С. Курс теории колебаний: учебное пособие для студентов технических вузов. – Изд. 5-е, стер. – СПб.: БХВ-Петербург, 2007. – 336 с. – ISBN 978-5-94157-989-1.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».