CC BY
12<Тешетневс^ие чтения. 2016
БП
Схема стенда:
1 - шаговый двигатель типа Nema 23 со шкивом; 2 - кривошипно-шатунный механизм; 3 - рамная пила; 4, 12 - драйвер шагового двигателя; 5,13 - блок питания; 6 - ременная передача; 7 - круглая пила; 8 - ведомый барабан с осциллограммной лентой; 9 - ведущий барабан с осциллограммной лентой; 10 - муфта; 11 - шаговый двигатель типа Nema 17
Библиографические ссылки
1. Глебов И. Т. Резание древесины. СПб. : Лань, 2010. 256 с.
2. Любченко В. И. Резание древесины и древесных материалов. М. : Изд-во МГУЛ, 2002. 309 с.
3. Воробьев А. А., Спицын И. Н., Филиппов Ю. А. Влияние анизотропии древесины и вибрации на качество фрезерования деталей мебели // Хвойные боре-альной зоны. Красноярск : СибГТУ, 2013. Т. ХХХ1, № 1-2. С. 164-167.
4. Петин В. А. Проекты с использованием контроллера Arduino. СПб. : БХВ-Петербург, 2014. 400 с.
5. Карвинен Т., Карвинен К., Валтокари В. Делаем сенсоры. Проекты сенсорных устройств на базе Arduino и Raspberry Pi В. М. : Вильямс, 2015. 445 с.
УДК 67.05
References
1. Glebov I. T. Rezanie drevesiny. SPb. : Lan, 2010. 256 p.
2. Lyubchenko V. I. Rezanie drevesiny i drevesnykh materialov. M. : MGUL, 2002. 309 p.
3. Vorobjev A. A., Spitsyn I. N., Filippov Yu. A. Vliyanie anizotropii drevesiny i vibratsii na kachestvo frezerovaniya detaley mebeli // Khvoynye boreal'noy zony. Krasnoyarsk : SibGTU, 2013. Т. ХХХ1, № 1-2. P. 164-167.
4. Petin V. A. Proekty s ispol'zovaniem kontrollera Arduino. SPb. : «Lan», 2014. 400 p.
5. Karvinen T., Karvinen K., Valtokari V. Delaem sensory. Proekty sensornykh ustroystv na baze Arduino i Raspberry Pi. M. : Viliams, 2015. 445 p.
© Воробьев А. А., Спицын И. Н., Кравченко Н. В., Анисимов А. В., Маегов Д. А., 2016
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДОВ АНАЛИЗА ДИНАМИЧЕСКОГО КАЧЕСТВА ПРИВОДОВ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ИМПОРТОЗАМЕЩАЮЩЕГО СТАНКА
ДЛЯ РИХТОВКИ И ПРОКАТА РЕССОР
М. Г. Гришечкина, А. Н. Щепин, А. А. Иптышев
Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660074, г. Красноярск, ул. Киренского, 26 Е-таП: [email protected], [email protected], [email protected]
Рассматривается методика составления динамической модели и оценки динамического качества изделия и его отдельных элементов при проектировании технологического оборудования для изготовления и ремонта рессор автомобильного транспорта на этапе эскизного проекта с целью улучшения динамических характери-
Механика специальных систем
стик привода при крутильно-поперечных колебаниях. Рихтовочный станок может быть использован для гибки труб, необходимых для ракетостроения.
Ключевые слова: рессоры, рихтовочный станок, динамическая модель, автомобильный транспорт.
USING ANALYSIS METHODS OF THE DRIVER DYNAMIC QUALITY, TO ENSURE EFFICIENCY OF IMPORT-SUBSTITUTING MACHINE FOR SPRING STRAIGHTENING AND ROLLING
M. G. Grishechkina, A. N. Shhepin, A. A. Iptyshev
Siberian Federal University 26, Kirenskogo Street, Krasnoyarsk, 660074, Russian Federation E-mail: [email protected], [email protected], [email protected]
This article discusses the technique of dynamic modeling and assessing the dynamic quality of a product and its individual components in the design ofprocess equipment for the manufacture and repair of motor transport on the spring stage of preliminary design in order to improve the drive dynamic performance with torsionally transverse vibrations. Straightening machine can be used for bending pipes neededfor rocket.
Keywords: springs, straightening machine, dynamic model, auto-transport.
По данным Ассоциации европейского бизнеса АЕВ, продажи автомобилей увеличиваются. При этом рынок перепродажи автомобильного транспорта также достаточно велик [1]. Несмотря на экономический спад и падение объема продаж новых автомобилей по сравнению с 2014 годом на 35,7 %, общее количество только легковых автомобилей на 1 января 2015 года превысило 40 миллионов [2].
В условиях экономических санкций с учетом роста курса доллара все импортные компоненты, а также ремкомплекты выросли в цене. Вследствие чего актуальной становится задача создания эффективного импортозамещающего оборудования для производства ремкомплектов из отечественного сырья.
Для выполнения основной функции транспорта -перевозки грузов - его владельцам необходимо следить за состоянием подвески, в частности рессор. Восстановление и ремонт данных деталей достаточно затруднительные, так как в России очень мало рихтовальных станков, а покупка за рубежом обходится дороже.
Производство рессор шасси для автомобильного транспорта из отечественного сырья позволит сократить себестоимость рессор в 3-5 раз. Существует большая потребность в данном технологическом оборудовании.
Основные преимущества этого оборудования -простота в изготовлении, высокая надежность и относительно малая стоимость при мелкосерийном производстве.
В данный момент на существующем рынке нет предложений по данному виду оборудования для использования его в небольших автосервисах, малых предприятиях, ЧП и ИП.
При решении задачи разработки станка для рихто-вания и проката рессор, удовлетворяющих современным требованиям, был проведен патентный поиск и были обнаружены авторские свидетельства на аналогичное оборудование [3-5]. Недостатками найденных решений, прежде всего, являются их ориентация на крупное производство и большие размеры установок.
На данном этапе работ при создании подобного вида оборудования была разработана оригинальная конструкция станка для рихтовки рессор, обладающая небольшими габаритами, технологичностью изготовления и относительно небольшой стоимостью (см. рисунок).
Опытный образец конструкции станка для проката и рихтования рессор
Также была выполнена разработка динамической модели привода станка, учитывающей совместное действие крутильно-поперечных колебаний на этапе проектирования и оценки динамических характеристик для исключения влияния вибрационных колебаний на качество рихтовки по разработанной ранее методике [6; 8-11].
Для этого были проведены динамические расчёты каждого вала в отдельности.
Динамическую модель вала представляют в виде элементов, описанных в [7]. Расчет динамических характеристик системы и оценка ее динамического
Решетневс^ие чтения. 2016
качества выполняются с применением метода модального анализа, при этом использовались следующие показатели:
- степень удаления собственных частот от рабочего диапазона частот возмущающих воздействий;
- коэффициент динамичности при гармоническом воздействии на вал;
- уровень вибрации опор при номинальной нагрузке.
Далее в рамках НИОКР планируется разработка и подготовка конструкторской документации для мелкосерийного производства универсального рихтовоч-ного станка по прокату рессор и гибки труб различного профиля, 3D-модель которого на этапе эскизного проекта уже создана (см. рисунок), расчеты на прочность основных элементов станка в CAD-пакетах (Компас 3D, Ansys 17, Solidworks), экспериментальное исследование опытного образца, станка с помощью приборов вибродиагностики для сопоставления с полученными расчетными данными динамических характеристик и улучшения конструкции.
Библиографические ссылки
1. Продажи автомобилей с пробегом упали в 2015 году на 20 % [Электронный ресурс] // Аналитическое агентство «Автостат». Режим доступа: http://www.autostat.ru/articles/24583/.
2. Иномарки составляют более 55 % парка легковых автомобилей в России [Электронный ресурс] // Аналитическое агентство «Автостат». Режим доступа: http://www.autostat.ru/press-releases/20370/.
3. Пат. 6665 СССР, Пресс для загиба рессорных листов перед закалкой / И. Г. Васильев, А. С. Васильев, 3. С. Васильева ; заявитель и патентообладатель И. Г. Васильев, А. С. Васильев, 3. С. Васильева ; за-явл. 24.10.1925 ; опубл. 29.09.1928. 2 с.
4. А.с. 430922 СССР, М. Кл. В 21 d 21 00. Стенд для рихтовки рессорных листов и сжатия собранных в пакет листов / Э. А. Грибов (СССР). - 1723212/25-27; заявл. 10.12.1971; опубл. 05.06.1974, Бюл. № 21. 3 с.
5. А.с. 727280 СССР, М. Кл. B 21 D 43/06. Устройство для подачи рессорных листов в штампы гибочно-закалочного барабана / В. И. Курчатов, П. И. Бочкарев (СССР). № 2650210/25-27 ; заявл. 26.07.1978 ; опубл. 15.04.1980, Бюл. №14. - 3 с.
6. Щепин, А. Н. Проектирование механических приводов и моделирование их динамики / А. Н. Щепин, Г. Н. Лимаренко, М. П. Головин // СТИН. 2002. № 10. С. 7-11.
7. Щепин А. Н., Лимаренко Г. Н. Приведение упругих характеристик вала и опор к точкам установки элементов передач // Вестник Краснояр. гос. техн. унта. Вып. 32. Красноярск, 2003. С. 79-84.
8. Щепин А. Н., Лимаренко Г. Н., Шевчугов М. В. Конечно-элементная модель динамической системы механического привода // Вестник Краснояр. гос. техн. ун-та. Вып 36, Красноярск, 2004. С. 46-51.
9. Щепин А. Н., Лимаренко Г. Н., Шевчугов М. В. Динамическая модель двигателя при крутильных и поперечных колебаниях // Вестник Краснояр. гос. техн. ун-та. Вып 36, Красноярск, 2004. С. 119-123.
10. Динамика машин. Анализ динамического качества механических приводов при проектировании : учеб. пособие / Г. Н. Лимаренко, А. Н. Щепин, М. П. Головин, Н. А. Колбасина, М. В. Шевчугов. Красноярск : ИПЦ КГТУ, 2005. 137 с.
11. Щепин А. Н., Смирнов А. П., Григорьев Е. А., Иптышев А. А. Разработка универсального станка для рихтования рессор // Проспект Свободный-2016. Сиб. федер. ун-т, 2016. С. 145-147.
References
1. Sales of cars with mileage dropped by 20 % in 2015 [Electronic resource] // Analytical agency "AUTOSTAT". Access: http://www.autostat.ru/articles/24583/.
2. Foreign cars make up more than 55 % of passenger cars in Russia [Electronic resource] // Analytical agency "AUTOSTAT". Access: http://www.autostat.ru/press-releases/20370/.
3. Pat. 6665 USSR, press bending spring leaves before quenching / Vasiliev I. G. , Vasilyev A. S., Vasiliev Z. S.; the applicant and the patentee Vasiliev I. G. , Vasi-lyev A. S., Vasiliev Z. S; appl. 24/10/1925; publ. 09/29/1928. 2 s.
4. AS 430922 USSR, M. Cl. At 21 d 21 00. Stand for the straightening of spring leaves and compression of stacked sheets / E. A. Gribov (USSR). 1723212 / 25-27; appl. 10/12/71; publ. 05.06.74, Bul. № 21. 3 р.
5. AS 727280 USSR, M. Cl. B 21 D 43/06. Feeder spring leaves in stamps bending and quenching drum / Kurchatov V. I., Bochkarev P. I. (USSR). № 2650210 / 25-27; appl. 26/07/78; publ. 04.15.80, Bul. № 14. 3 р.
6. Schepin A. N., Limarenko G. N., Golovin M. P. Mechanical drives and simulation of their dynamics // STIN. 2002. № 10. Р. 7-11.
7. Schepin A. N., Limarenko G. N. Bringing the elastic characteristics of the shaft bearings and transmission elements to the installation point // Bulletin of the Krasnoyarsk State Technical University. Krasnoyarsk: CPI KSTU, 2003. Iss. 32. P. 79-84.
8. Schepin A. N., Limarenko G. N., Shevchugov M. V. Finite element model of the dynamic system of mechanical drive // Bulletin of the Krasnoyarsk State Technical University. Krasnoyarsk: CPI KSTU, 2004. Iss. 36. P. 46-51.
9. Schepin A. N., Limarenko G. N., Shevchugov M. V. The dynamic model of the engine when the torsional and transverse vibrations // Bulletin of the Krasnoyarsk State Technical University. Krasnoyarsk : CPI KSTU, 2004. Iss. 36. P. 119-123.
10. Dynamics of machines. Analysis of the dynamic quality of the design of mechanical drives: Textbook / G. N. Limarenko, A. N. Schepin, M. P. Golovin, N. A. Kolbasina, M. V. Shevchugov Krasnoyarsk: CPI KSTU, 2005. 137 p.
11. Schepin A. N., Smirnov A. P., Grigoriev E. A., Iptyshev A. A. Development of a universal machine for rihtovaniya springs // Free Brochure 2016 / Siberian Federal University, 2016. P. 145-147.
© Гришечкина М. Г., Щепин А. Н., Иптышев А. А., 2016
