Наукові принципи компоновок верстатів з механізмами паралельної структури
DSpace at NTB NTUU KPI
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Наукові принципи компоновок верстатів з механізмами паралельної структури
|
|
| Creator |
Дмитрієв, Дмитро Олексійович
|
|
| Description |
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.03.01 - процеси механічної обробки, верстати та інструменти. - Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут", Київ, 2012. В основу дисертаційної роботи покладено необхідність створення єдиної теорії компонетики для верстатів нового покоління з використанням механізмів паралельної структури (МПС). Суть проведених досліджень полягає в виявленні закономірностей формування і відбору згідно технологічних задач нових компоновок верстатів з МПС в системі просторового стаціонарного блоку - каркасу як основної складової поля компоновки для побудови багатоваріантних модульних рішень і отримання підвищених техніко-економічннх показників. Розроблено і реалізовано концепцію синтезу каркасних компоновок верстатів з МПС низької металоємності за рахунок використання напрямних із стрижнями постійної довжини як замкненої несучої основи верстату. Проведено пошук раціональних компоновок верстатів з МПС на основі формалізованого опису несучої системи, функціональних блоків, шарнірно- стрижневої системи, що дозволило отримати широкий клас багатокоординатних верстатів гібридної структури і зниженої металоємності, що по технічним показникам не поступаються традиційному верстатному обладнанню. Диссертация на соискание научной степени доктора технических наук по специальности 05.03.01 процессы механической обработки, станки и инструменты. Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", Киев, 2011. В основу диссертационной работы положена необходимость создания единой теории компонетики для станков нового поколения с использованием механизмов параллельной структуры (МПС). Суть проведенных исследований заключается в выявлении закономерностей формирования и отбора в соответствии с технологическими задачами новых компоновок станков с МПС в системе пространственного стационарного блока - каркаса как основной составляющей поля компоновки для построения многовариантных модульных решений и получения повышенных технико-экономических показателей. Разработаны новые положения структурно-схемного синтеза каркасных компоновок станков с МПС Предложено описание стационарного блока несущей системы станков способом кодирования опорных соединений стержней и каркаса несущего основания, на котором базируется МПС, в виде отношений двух матриц. А именно трехмерной матрицы каркаса неподвижного блока с направляющими и трехмерной матрицы рабочего поля заготовки, над которыми в компоновке станка выполняются логические и математические операции, что позволяет учитывать качественные технологические и количественные конструктивнее связи между модулями. Для описания стержневых структур в составе новых компоновок применен алгебро-логический метод в результате получила развитие теория R-функций. Предложено новую концепцию малометаллоемких каркасных компоновок станков с МПС и обоснованы правила записи структурных формул компоновок, что позволило выполнять перестройку базовой и конструктивной компоновки станка математическими методами за счет изменения признаков и свойств структуры станка в соответствие с компоновочными критериями во время проектных процедур. Разработан интерактивный программный модуль для визуализации и оценки будущих компоновок станков с МПС на основе единых принципов и математического описания движений звеньев как преобразований иерархически связанной геометрической модели. В рамках предложенной концепции изготовлены макетные образцы токарного станка «гексаглайда», сверлильно-фрезерных станков с МПС на основе каркаса трех и четырехгранной пирамиды и действуюшие опытные образцы станков малых габаритов. На опытных образцах проведены теоретические и экспериментальные исследования упруго-напряженного состояния каркасов, отдельных звеньев (штанг, шарниров) и МПС в компоновке. Изучены кинематические особенности МПС со штангами постоянной длины. Определены способы разветвления элементарных движений исполнительного органа МПС за счет много вариантной стратегии, что может быть использовано для обхода препятствий. Предложено стратегии минимизации циклов отработки приволок и повышения маневренности исполнительного органа станка за счет использования схем движения штанг постоянной длины по круговой интерполяции. Поиск рациональных компоновок станков с МПС на основе формализованного описания несущей системы, функциональных блоков, шарнирно стержневой системы позволил получить и запатентовать широкий класс многокоординатных станков гибридной структуры и сниженной металлоемкости, которые по техническим показателям не уступают традиционному станочному оборудованию. Предложены рекомендации по разработке и изготовлению каркасных компоновок станков с МПС и гарантированным снижением себестоимости в несколько раз. Результаты исследований переданы для внедрения на предприятия станкостроительной отрасли ХК «Микрон» (г.Одесса) и ПАТ «Веркон» (г.Киев). Ожидаемый экономический эффект составляет от 104,785 тис грн. до 245 тис. грн. Принципы построения компоновок станков с МПС, программные модули визуализации и моделирования используются в учебном процессе в Херсонском национальном техническом университете и в НТУУ «Киевский политехнический институт» при преподавании дисциплин «Теория машин и механизмов» и «Технологическое оборудование с параллельной кинематикой». The thesis for scientific degree of the Doctor of engineering's science on the speciality 05.03.01 - Machining processes, machine-tools and tools. - National Technical University of Ukraine is the "Kyiv Polytechnic institute", Kyiv, 2012. In basis of dissertation work the necessity of creation of single theory configurations of is fixed for the machine-tools of new generation with the use of mechanisms of parallel structure (MPS). Essence of the conducted researches consists in the exposure of conformities to the law of forming and selection in accordance with the technological tasks of new arrangements of machine-tools with MPS in the system of spatial stationary block - framework as basic constituent of the field of arrangement for the construction of multiple module decisions and receipt of enhanceable of technical and economic performance. Search of rational arrangements of machine-tools with MPS on the basis of analytical description of the bearing system, function boxes, joint the cored system allowed to get the wide class of multicoordinate machine-tools of hybrid structure and mionectic, which on technical indexes do not yield to the traditional machine-tool equipment. |
|
| Date |
2013-01-17T12:33:41Z
2013-01-17T12:33:41Z 2012 |
|
| Type |
Thesis
|
|
| Identifier |
http://ela.kpi.ua/handle/123456789/2450
|
|
| Language |
uk
|
|