Инженерный журнал: наука и инновацииЭЛЕКТРОННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ
свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-53688 от 17 апреля 2013 г. ISSN 2308-6033. DOI 10.18698/2308-6033
  • Русский
  • Английский
Статья

Кинематика и прочность круглой пилы роботизированного узла для деревообработки

Опубликовано: 23.10.2018

Авторы: Карпачев А.Ю., Букеткин Б.В., Воякин А.С.

Опубликовано в выпуске: #10(82)/2018

DOI: 10.18698/2308-6033-2018-10-1817

Раздел: Механика | Рубрика: Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры

Разработке робототехнических систем предшествует исследование динамики их элементов, необходимость  проведения которого обусловлена трудностями обоснования выбора допустимых параметров, обеспечивающих заданную работоспособность этих систем. Для деревообрабатывающего роботизированного оборудования весьма актуальной задачей является определение допустимых кинематических режимов применения круглых пил, совершающих при эксплуатации сложные вращательные движения, на основе анализа возникающего в таких пилах напряженно-деформированного состояния. Решение этой проблемы проведено с использованием разработанной математической модели тонкого диска (тонкой пластины), относительное и переносное вращение которого происходит вокруг пересекающихся осей. Сформулированная краевая задача рассчитана численными методами. Определены напряжения в диске и его деформации в зависимости от кинематических характеристик движения. Расчет допустимых частот вращения диска пилы проведен на примере круглой пилы роботизированного обрабатывающего центра Uniteam Ultra (Италия). Для получения необходимых при расчете на прочность исходных данных выполнены эксперименты по определению прочностных характеристик стали, из которой изготовляют пилы указанного обрабатывающего центра. Результаты расчетов позволяют вводить ограничения на частоты вращения круглой пилы при работе обрабатывающего центра с учетом ее геометрических параметров и механических характеристик материала. Предложенный метод исследования пространственного движения и поведения режущего дискового инструмента необходим для выбора технологических режимов работы современного деревообрабатывающего оборудования


Литература
[1] Никитин Н.Н. Курс теоретической механики. Москва, Высшая школа, 1990, 607 с.
[2] Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела. Москва, Наука, 1979, 744 с.
[3] Стахиев Ю.М. Работоспособность плоских круглых пил. Москва, Лесная промышленность, 1989, 384 с.
[4] Коваленко А.Д. Круглые пластины переменной толщины. Москва, Физматгиз, 1959, 295 с.
[5] Карпачев А.Ю. О деформации упругого тонкого диска при сферическом движении. Инженерный журнал: наука и инновации, 2012, вып. 7 (7). DOI: 10.18698/2308-6033-2012-7-294
[6] Карпачев А.Ю., Небесный М.В., Овчинников В.А. К исследованию динамического поведения систем с распределенными параметрами на ЭВМ. Известия вузов. Машиностроение, 2007, № 5, с. 3–12.
[7] Карпачев А.Ю. Поведение одномерных и двумерных моделей при сферическом движении. Тез. докл. International scientific conference Fundamental and applied problems of mechanics (FAPM–2017), Москва, 24–27 октября 2017 г. Москва, 2017, с. 19–20.
[8] Демьянушко И.В., Биргер И.А. Расчет на прочность вращающихся дисков. Москва, Машиностроение, 1978, 247 с.
[9] Бидерман В.Л. Механика тонкостенных конструкций. Статика. Москва, Машиностроение, 1977, 488 с.
[10] Карпачев А.Ю. Собственные динамические характеристики вращающихся круглых пил при неравномерном нагреве. Вестник машиностроения, 2006, № 5, с. 32–36.
[11] Карпачев А.Ю. Создание расчетных методов повышения эксплуатационных характеристик дисков режущих инструментов. Дис. … д-ра техн. наук. Москва, 2015, 277 с.
[12] Бидерман В.Л. Теория механических колебаний. Москва, Высшая школа, 1980, 408 с.
[13] Карпачев А.Ю. Проблема собственных значений в прогрессивных технологиях проектирования режущих полотен. Наукоемкие технологии, 2001, т. 2, № 3, с. 52–57.
[14] Мак-Кракен Д., Дорн У. Численные методы и программирование на фортране. Москва, Мир, 1977, 584 с.
[15] Дьяконов В.П. Справочник по алгоритмам и программам на языке бейсик для персональных ЭВМ. Москва, Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987, 240 с.
[16] Коллинз Дж. Повреждение материалов в конструкциях. Анализ, предсказание, предотвращение. Москва, Мир, 1984, 624 с.