LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


Головна Легка промисловість → Удосконалення пристроїв з програмним керуванням для рулонування матеріалів легкої промисловості

намотувального пристрою;

  • розроблена структурна модель намотувального пристрою, що враховує в'язкопружні властивості намотуваного матеріалу, зміну моменту інерції рулону в процесі намотування, різні моменти опору, деформації матеріалу в рулоні, складові динамічного моменту, взаємозв'язок електроприводів моталки і роликів подачі через матеріал для випадків формування рулону з постійним натягом, постійним намотувальним моментом і постійним залишковим окружним напруженням шарів;

  • виконано структурний і параметричний синтез запропонованих систем програмного керування натягом із використанням принципів інваріантного й адаптивного керування без виміру натягу матеріала датчиками.

    Практична значимість отриманих результатів. Отримані результати дисертаційної роботи дозволили:

    • розробити пристрій для програмного керування натягом матеріалу в процесі

    намотування в рулон, що забезпечує підвищення якості рулонування за рахунок динамічної компенсації похибки керування, обумовленої дією моментів збурень (патент України №70226А, бюл. № 9 від 15.09.2004 р.);

    • розробити пристрій для програмного керування натягом матеріалу в процесі намотування в рулон, що забезпечує підвищення якості рулонування завдяки компенсації дії моментів збурень (патент України №70861А, бюл. № 10 від 15.10.2004 р.);

    • розробити метод розрахунку раціональних законів керування натягом матеріалів з довільним значенням параметра анізотропії, що поліпшує якість зберігання та експлуатаційні характеристики широкого асортименту рулонованих матеріалів;

    • підвищити надійність намотувальних пристроїв, завдяки застосуванню систем керування, що працюють без датчика натягу матеріалу;

    • впроваджувати якісні системи автоматичного керування намотуванням матеріалів на діючих лініях без конструктивної зміни механічного устаткування та без значних капітальних витрат.

    Особистий внесок здобувача. Автору належать основні ідеї, узагальнення та висновки. В отриманих деклараційних патентах України здобувач розробив структуру намотувальних пристроїв і частково формули винаходів. У працях, виконаних із співавторами, особистий внесок здобувача полягає у виконанні аналітичних та експериментальних досліджень, а також в обробці одержаних результатів дослідження. Статті "Дослідження якості системи програмного керування натягом матеріалу" та "Математична модель напружено-деформованого стану рулонованого матеріалу" написані особисто автором.

    Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати дисертаційної роботи обговорювалися й одержали позитивну оцінку на:

    • наукових конференціях молодих вчених та студентів Київського національного університету технологій та дизайну в 1999 – 2005 р.;

    • науково-практичній конференції „Екологічна безпека продукції та навколишнього середовища – потреби суспільства" (м. Ялта, 2004 р.);

    • міжнародному науково-технічному семінарі „Сучасні проблеми підготовки виробництва, заготівельного виробництва, обробки та складання в машинобудуванні" (м. Свалява, 2005 р.);

    • ювілейній міжнародній науково-технічній конференції, присвяченій 75-річчю від дня заснування Київського національного університету технологій та дизайну "Інноваційні технології – майбутнє України" (м. Київ, КНУТД, 2005 р.);

    • міжкафедральному науковому семінарі кафедри "Машини легкої промисловості" Київського національного університету технологій та дизайну (29 листопада 2005р.).

    Публікації. За темою дисертації опубліковано 7 наукових робіт, серед яких 5 наукових статей у журналах та два патенти України на винаходи.

    Структура дисертації. Дисертація складається із вступу, п'яти розділів, висновків, списку використаних джерел і додатків. Основна частина дисертації надрукована на 139 сторінках машинописного тексту, містить 58 рисунків, 4 таблиці, список використаних джерел із 102 найменувань та 41 сторінка додатку. Повний обсяг дисертації складає 189 сторінок.


    ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ


    У вступі обґрунтовано актуальність теми, сформульовано мету та основні задачі досліджень, визначено наукову новизну та практичну значимість роботи.

    Перший розділ пов'язаний з оглядом та аналізом робіт стосовно намотування та формування рулонованих виробів легкої промисловості.

    Встановлено, що в легкій промисловості найбільшого застосування отримало намотувальне обладнання центрального типу, де головним фактором керування виступає натяг матеріалу.

    У процесі намотування матеріалів, які не допускають значних натягів, доцільно використовувати непрямі чи програмні методи керування намотуванням.

    Перспективним, з погляду забезпечення високої якості намотування, є використання принципів підпорядкованого, комбінованого та адаптивного керування, які дозволяють при синтезі керуючого пристрою розглядати об'єкт керування у всій його складності з метою створення намотувальних пристроїв з характеристиками наближеними до оптимальних.

    Аналіз розглянутих методів регулювання натягу матеріалів в процесі намотування показав, що системи керування, у яких забезпечується заданий закон розподілу механічних напружень по радіусу рулону, у даний час достатньо не вивчені. При цьому якість процесу намотування в значній мірі визначається точністю побудови математичної моделі процесу намотування, а також врахуванням моментів збурень.

    На підставі аналізу існуючих моделей напружено-деформованого стану намотувальних виробів (рис. 1) вибрано математичну модель, в якій встановлено залежність радіальних sr та окружних (тангенціальних) sQ напружень по радіусу рулону r від питомого натягу матеріалу N(r)



    Рис. 1. Модель рулонованого виробу

    , (1)

    де Qr – коефіцієнт Пуассона в напрямку поздовжньої вісі матеріалу; rQ – коефіцієнт Пуассона в напрямку, перпендикулярному до площини матеріалу; – параметр анізотропії; Еr – модуль пружності в радіальному напрямку рулону, МПа; ЕQ – модуль пружності в тангенціальному напрямку, МПа; – коефіцієнт; rn – кінцевий радіус рулону, м; r10 – радіус товарного ролика, м; r – поточній радіус рулону, м; с та dс- радіуси елементарного шару, м; N(с) – питомий натяг елементарного шару, МПа.

    Аналіз рівнянь (1) показує, що основними параметрами намотувальних пристроїв, що визначають якісні показники рулонів, є: реалізований закон керування натягом N(r), радіус товарного ролика r10, кінцевий радіус рулону rn (довжина і товщина намотаного матеріалу). Крім того, істотне значення мають фізико-механічні властивості намотуваного матеріалу: модулі пружності Er, EQ і коефіцієнти Пуассона nrQ , nQr , що визначають величину параметра анізотропії m.

    Аналіз анізотропії матеріалів легкої промисловості (полімерних плівок, штучних шкір, текстилю тощо) показав, що значення параметра анізотропії у більшості випадків є дробовим і змінюється в межах m=1ч2,85, причому більші значення відповідають текстильним матеріалам і


  •