УДК 675.055
проблемы Совершенствования устройств и механизмов валковых технологических машин Г. А. Бахадиров, А. Абдукаримов
НИЦ ПОМ ТГТУ
Во многих отраслях промышленности, при механической обработке различных материалов широко применяются валковые технологические машины. В легкой, хлопкоочистительной, текстильной, кожевенной, металлургической, резиновой, химической, целлюлозно-бумажной, пищевой и других отраслях промышленности валковые машины применяются почти во всех технологических линиях при производстве изделий. Исследование особенностей устройств и механизмов валковых технологических машин имеют определенное значение для качественной обработки листовых материалов [1, 2].
Одним из главных направлений развития машиностроения совершенствование и создание ресурсосберегающих устройств и механизмов валковых технологических машин с учетом свойств обрабатываемого материала. Для решения проблемы необходимо исследовать и разрабатывать более точные инженерные методы расчета устройств и механизмов валковых технологических машин с учетом особенностей обрабатываемого материала и действия различных эксплуатационных факторов, необходима разработка и внедрение комплекса технических мероприятий и конструктивных рекомендаций уменьшающих негативные последствия [3].
Известно, что качество и конкурентоспособность выпускаемых товаров непосредственно связано с уровнем технологического оборудования. Применяемых в настоящее время валковых машинах для механической обработки волокнистых материалов недостаточно учтены особенности обрабатываемого материала и технологические требования.
В многочисленных валковых машинах используемые передаточные механизмы не в полной мере отвечают предъявляемым технологическим требованиям. Эти механизмы в некоторых случаях отвечают этим требованиям в момент установившегося движения, а в момент переходного процесса не отвечает предъявляемым к этим механизмам требованиям, а иногда нарушают эти требования. Кроме того многие передаточные механизмы установленные в машинах и аппаратах компонованы и проектированы не учитывая структурных, кинематических и динамических свойств этих механизмов. Все эти недостатки допущены из-за недостаточной исследованности валковых машин, а также из-за отсутствия методов структурного, кинематического и динамического анализа и синтеза исполнительных, в частности передаточных механизмов.
К примеру, в кожевенной промышленности многие дефекты кожевенного полуфабриката или готовой кожи, зависят от технического уровня оборудования, так как геометрические размеры, масса и физико-механические свойства каждого штучно механически обрабатываемого кожевенного полуфабриката различны и сам полуфабрикат не однороден. Постоянный режим работы устройств и механизмов технологических машин, настроенных на параметры и свойства определенной партии обрабатываемого материала не обеспечивает рациональную механическую обработку последнего [2].
В кожевенной промышленности применяется большое разнообразие машин и аппаратов, но тем не менее сохраняется еще значительное количество немеханизированных операций. Уровень механизации (удельный вес механизированного труда в общих затратах рабочего времени) составляет 50-75% и только на передовых зарубежных предприятиях приближается к 80% [4, 5].
В настоящее время международным лидером в изготовлении оборудования для кожевенного производства является италянское предприятие «Gemata SPA». Также валичные кожевенные машины выпускают фирмы “F. F. Italia Srl”, Thema system SRL, «Officina meccanica taddei Unimatik», «Foglia di foglia gianfranco E C. SAS», «Bottarini carlo di f. bottarini & C. SNC», «Camoga» «Rollmac», «Industry machinery», «Luydgy Rizzi», «Aletti», (Италия), «Curtidos cabezas S. L.U.», «Vazpiel S. L. Villena», «TM Duopell, S. L.», «S. P. Jover S. L.», «Morera pell S. L.», «Julio Martinez Y Compania SL», «Hispano рiel SA», «Genaro Refusta S. L.» (Испания), «Dose Maschinenbau GmbH», «E. Gockenbach GmbH & Co KG», «Transmix project-engineering», «Zwaans GmbH», «Glenk Karl maschinenbau», «Moenus Turner», «Raum» (Германия), «Mercier Freres», «Sopfa» (Франция), «Aulson», «Stelling» (США); «Turner» (Англия), «Yantai Longyi Machinery Co., Ltd.», «Changshu City Tianli Non-Woven Equipment Co., Ltd.», «Tiran Industrial Co., LTD.», «Burnray combustion equipments Co.,Ltd.» Китай), «Ermaksan tannery machines», «Yildirim makina Ltd» (Турция), «Стройсвит», «Эльферр» и «Инвеста» (Чехия), «Компания «Конструкт Плюс» и имени Медведева – Машиностроение» (Россия) [4, 5, 6].
Эти машины относительно дорогие и специализированы для механической обработки определенных категорий кожевенного полуфабриката, следовательно, не всегда отвечают требованиям отечественных производителей кожевенной продукции а также не лишены недостатков. Высока доля ручного труда, не осуществляется управление движением обрабатываемого материала. Во всех валковых машинах укладка и расправка кожевенного полуфабриката осуществляется вручную.
Для решения этих проблем необходимо разработать и развить методы расчета и проектирования новых ресурсосберегающих устройств и механизмов валковых технологических машин с учетом свойств обрабатываемого волокнистого материала с многоуровневой интегрированной системой управления механической обработкой волокнистого материала на валковых технологических машинах на основе современных средств информационных и коммуникационных технологий.
Повышение технико-экономических показателей автоматизированных систем управления технологическими процессами, таких, как качество процессов управления, надежность, безопасность эксплуатации и ремонтопригодность, снижение затрат на проектирование, монтаж и пуск, улучшение условий работы оператора, зависит от используемых технических средств. Сочетание технологий и производств с автоматизацией управления на основе современных технических средств, программируемых контроллеров является одним из главных направлений реконструкции промышленных предприятий [7, 8].
Компьютерные системы управления позволяют объединить все основные компоненты систем автоматизации (визуализация, логическое управление, управление движением, распределенный ввод-вывод, интеграция в мир IT-технологий и т. д.) на единой платформе – платформе промышленного компьютера [9, 10].
Развитие автоматизации идет в следующих направлениях: создания новых технологических машин-автоматов и приборов, контролирующих технологические операции и выдающих сигналы об их протекании и состоянии машины; автоматизации вспомагительного оборудования. Наряду с созданием новых машин-автоматов существующие машины подвергаются модернизации с установкой на них специальных электротехнических и механических устройств, автоматизирующих их работу.
На основании анализа существующих технологий и тенденций развития современных процессов обработки листовых материалов валковыми машинами позволяет сделать заключение, что процессы валковой обработки материалов с учетом его технологических особенностей изучены еще недостаточно, следовательно, можно отметить следующие назревшие проблемы:
- определение и систематизация основных устройств и механизмов валковых технологических машин для обработки волокнистых материалов на основе анализа мировой тенденции их развития;
- проведение исследований обеспечивающих повышение производительности и технического уровня машин, ресурсосбережения и эффективности механической обработки листового материала;
- изучение и уточнение требований на свойства обрабатываемого материала. Развитие новых технологий механической обработки листовых материалов валковыми машинами;
- разработка конструкций новых ресурсосберегающих устройств и механизмов валковых технологических машин с учетом свойств обрабатываемого листового материала;
- разработка методики расчета и проектирования позволяющих осуществлять рациональный выбор новых ресурсосберегающих устройств и механизмов валковых технологических машин с учетом свойств обрабатываемого материала;
- разработка структуры системы взаимосвязи моделирования, обработки информации и управления параметрами валковой технологической машины;
- разработка иерархической структуры моделирования процессов функционирования валковой технологической машины;
- разработка математических моделей функционирования, алгоритмов оптимального управления функционированием валковой технологической машины;
- разработка программно-алгоритмических средств принятия решений по оценке состояния и оптимального управления функционированием валковой технологической машины;
- разработка рекомендаций по расчету и проектированию конструкций устройств и механизмов валковых технологических машин.
Решение приведенных проблем развития и совершенствования устройств и механизмов валковых технологических машин позволить устранить имеющиеся недостатки существующих валковых машин.
Список литературы:
1. В. Теоретические и прикладные аспекты проектирования валковых модулей машин текстильного отделочного производства: Дисс. ... докт. техн. наук. - Кострома: КГТУ. 2003. - 32 с.
2. М. Стратегия развития предприятий кожевенной промышленности: Автореф. дисс. … канд. эконом. наук. – Нижний Новгород, 2006. – 23 с.
3. Matsuo T. Innovations in textile machine and instrument. Indian Journal of Fibre & Textile Research. Vol. 33, 2008, hh. 288-303.
4. Г. Машины и аппараты производства кожи и меха – М.: КолосС, 2006. – 384 с.: ил.
5. А., Механика отжимной валковой пары. Ташкент, Фан, 2010. -156 с.
6. Rolling Bearings for Textile Machinery. Schaeffler Technologies GmbH & Co. KG Issued: 2011. p. 67.
7. П. Автоматика и автоматизация производственных процессов в рыбной промышленности. - М: Колос, 1994. – 335 с.
8. Современные системы управления. - М: Юнимедиастайл. 2002, 822 с.
9. И. Автоматизированное проектирование систем автоматики и управления. – М.: Высшая школа, 1991. – 300 с.: с. 145-210.
10. П., А., Н. Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов: Учебник для вузвов. – М.: Издательский центр «Академия», 2004.-576 с.
Основные порталы (построено редакторами)