Основные понятия, определения и сокращения 8 страница

где - линейная скорость элементарного прямолинейного движения подсистемы k-го класса i-го ППТМ;

- шаг позиций подсистем -го класса в подсистеме k-го класса i-го ППТМ;

- порядок (количество) позиций подсистем -го класса в подсистеме k-го класса i-го ППТМ.

Функциональная зависимость третьей комбинации элементарных движений (прямолинейное - вращательное) находится на основании выражения:

(1.64)

где - линейная скорость элементарного прямолинейного транспортного движения подсистемы k-го класса i-го ППТМ;

- шаг позиций подсистем -го класса в подсистеме -го класса i-го ППТМ.

Функциональная зависимость четвертой комбинации элементарных движений (прямолинейное - прямолинейное) определяется по выражению:

(1.65)

С помощью выражений (1.62)…(1.65) составляется цепочка детерминированных функциональных зависимостей между элементарными движениями сложной структуры принципиальной кинематической схемы транспортного движения любого ППТМ. Вместе с тем, в ППТМ кроме транспортных движений реализуются технологические движения. Поэтому далее выполним анализ зависимости транспортного движения от технологического движения.

Анализ зависимости транспортного движения от технологического движения существующих технологических машин показал, что во всех известных четырех классах технологических машин, отношение технологического движения осуществляется только к одному элементарному транспортному движению, а именно вращательному или прямолинейному (рис. 1.26).

В ППТМ в соответствии с универсальной принципиальной кинематической схемой сложной структуры транспортного движения БТВ в ППТМ, транспортное движение имеет сложную структуру и может состоять из группы элементарных движений. При этом каждое элементарное движение в сложном транспортном движении может иметь различный характер сочетания с технологическим движением и иметь любой из четырех классов классификации технологических машин. Благодаря тому, что транспортное движение ППТМ состоит из группы элементарных движений, то по характеру отношения каждого элементарного движения с технологическим движением, ППТМ можно представить группой классов технологических машин, которые приведены на рис. 1.27. В общем случае, эта группа может состоять из любого сочетания всех четырех классов классификации технологических машин, которая выполнена акад. Кошкиным Л.Н.

На рис. 1.27 представлена схема синтеза вариантов пятого класса технологических машин. Здесь обозначено:

- бинарное отношение между одним из классов технологических машин и одним элементарным транспортным движением;

- знак композиции бинарных отношений;

р – общее количество элементарных движений в сложной структуре принципиальной кинематической схеме транспортного движения;

s – количество различных вариантов моделей ППТМ, принадлежащих пятому классу технологических машин.

Каждое k-е элементарное транспортное движение (рис. 1.27) может быть двух типов: вращательным движением Rot или прямолинейным движением Trans. При этом эти движения могут быть ориентированы относительно одной из осей x или y или z системы координат xyz. Количество различных вариантов моделей ППТМ пятого класса технологических машин может быть определено по следующей формуле:

(1.66)

где R – число типов движений (R=2);

K – число известных классов технологических машин (К=4);

М – число осей координат, относительно которых ориентируются движения (М=3).

Учитывая численные значения параметров, выражение (1.66) будет следующее

Например, если принципиальная кинематическая схема транспортного движения состоит из двух элементарных движений, то можно составить 576 вариантов различных моделей ППТМ пятого комбинированного класса технологических машин. Для принципиальной кинематической схемы состоящей из трех движений число различных вариантов моделей ППТМ будет уже 13824 варианта различных сочетаний.

На основании приведенных исследований, известную классификацию технологических машин можно дополнить пятым классом, состоящим из различных комбинаций известных четырех классов технологических машин, определяющихся по каждому элементарному движению сложной структуры транспортного движения в ППТМ.

На основании изложенного, для ППТМ непрерывного действия, имеющих сложную структуру транспортного движения, целесообразно выполнить упорядочивание возможных вариантов моделей ППТМ по классам технологическим машин с помощью специальной классификации.

В кодировку машин пятого класса можно представить матрицей кодов вариантов моделей подсистем ППТМ пятого класса технологических машин. Данная классификация основывается на сложной структуре принципиальной кинематической схемы транспортного движения технологического модуля, в общем случае имеющего р элементарных движений. Кодирование вариантов моделей выполнено в зависимости от двух видов элементарных движений, а именно: 1 - вращательного, 2 - прямолинейного. Здесь варианты моделей ППТМ упорядочены также в зависимости от пространственного расположения элементарных движений относительно осей x, y, z. В табл. 1.2 введено обозначение: - это матрицы кодов вариантов моделей подсистем для множества элементарных движений сложной структуры принципиальной кинематической схемы транспортного движения ППТМ.

В качестве примера приведем обозначение модели ППТМ номер 577, имеющего три элементарных движений сложной структуры принципиальной кинематической схемы транспортного движения, оно будет следующее . Здесь М577 обозначает модель ППТМ номер 577. В квадратных скобках приведено три блока по четыре цифры в каждом, эти три блока обозначают, что сложная структура принципиальной кинематической схемы транспортного движения ППТМ состоит из трех элементарных движений. Каждая цифра блока цифр (состоящего из четырех цифр) обозначает следующее: первая цифра обозначает класс структуры кинематики (класс структуры элементов); вторая цифра – вид элементарного движения (1 – вращательное движение, 2 – прямолинейное движение); третья цифра – код оси системы координат относительно которой выполняется элементарное движение (1 – ось x, 2 – ось y, 3 – ось z); четвертая цифра – код класса технологических машин (1 – первый класс, 2 – второй класс, 3 – третий класс, 4 – четвертый класс). Можно отметить, что если в принципиальной кинематической схеме транспортного движения ППТМ будет три элементарных движений, то в квадратных скобках будет четыре блока из четырех цифр, если р движений то будет р блоков из четырех цифр. Общее количество возможных вариантов моделей ППТМ подсчитывается в соответствии с выражением (1.66).

Можно отметить, что перечисленные особенности ППТМ являются предметом кинематических исследований при изыскании новых возможностей технологических систем непрерывного действия и создании более эффективных вариантов ППТМ.

Таким образом, ставя в соответствие отношения технологических движений четырех из известных классов технологических машин к каждому из элементарных движений сложной структуры принципиальной кинематической схемы транспортного движения ППТМ, создан пятый класс технологических машин. Этот класс технологических машин основан на различных комбинациях известных четырех классов технологических машин, определяющихся по каждому из элементарных движений сложной структуры транспортного движения ППТМ. Представленная матрица кодов вариантов моделей подсистем ППТМ пятого класса технологических машин позволяют использовать методы автоматизированного проектирования принципиально новых технологических систем непрерывного действия.

Контрольные вопросы по лекции:

1. Назовите классы технологических систем непрерывного действия.

2. Назовите основные особенности технологических машин третьего и четвертого класса.

3. Назовите основные особенности технологических машин пятого класса.

ЛЕКЦИЯ 7.

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА И ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

СИСТЕМ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

Цель занятия: формирование у магистрантов комплекса знаний об общих закономерностях и тенденциях развития современного машиностроительного производства на базе технологии и технологических систем непрерывного действия.

Основные задачи занятия: 1. Ознакомление студентов с основными свойствами и характеристиками технологических систем непрерывного действия.

2. Ознакомление студентов с моделями поточного поверхностно- и объемно пространственного технологического модуля.

3. Ознакомление студентов с моделями поточного поверхностно- и объемно пространственного технологического модуля с несколькими входными и выходными потоками ПО.

Выполненные исследования показали, что технологическим системам непрерывного действия свойственны качественно новые, более высокие технико-экономические показатели по сравнению с применяемыми в настоящее время технологическими системами. Резкое увеличение их технико-экономических показателей связано с непрерывностью процесса и линейно-пространственным или поверхностно-пространственным или объемно-пространственным использованием технологического пространства, а также линейной или поверхностной или объемной концентрацией единичных технологических зон в технологических модулях.

Можно отметить, что в технологических системах непрерывного действия транспортно-технологическим потокам характерны следующие признаки:

- высокоскоростной транспортный поток предметов обработки на входе поточно-пространственного технологического модуля распределяется входной подсистемой разделения на ряд тихоходных технологических потоков или групп тихоходных технологических потоков предметов обработки, скорость которых соответствует требуемому (оптимальному) технологическому циклу обработки в пространственной технологической зоне;

- тихоходные технологические потоки или группы тихоходных технологических потоков предметов обработки на выходе поточно-пространственного технологического модуля соединяются выходной подсистемой соединения в один выходной высокоскоростной транспортный поток;

- тихоходные технологические потоки в пространственной технологической зоне имеют рациональную компоновку и соответствующую пространственную структуру, проектирование которой необходимо выполнять из условия повышения плотности и степени концентрации единичных технологических зон в пространственной технологической зоне;

- каждый тихоходный технологический поток на входе потока в пространственную технологическую зону распределяется элементом разделения на ряд подпотоков, число которых равно количеству позиций единичных технологических зон в каждом потоке;

- подпотоки каждого тихоходного технологического потока на выходе из пространственной технологической зоны соединяются элементом соединения подпотоков в один тихоходный технологический поток;

- единичные технологические зоны в каждом тихоходном технологическом потоке имеют обратную связь, то есть непрерывно перемещаются по замкнутым рекуррентным траекториям, при этом выполняется многократное технологическое воздействие орудий и средств обработки на предметы обработки;

- предметы обработки в тихоходном технологическом потоке перемещаются с такой же транспортной скоростью, что и единичные технологические зоны с орудиями и средствами обработки, причем за каждый цикл происходит их однократное технологическое воздействие на предмет обработки;

- в пространственной технологической зоне поточно-пространственного технологического модуля все единичные технологические зоны и предметы обработки находятся в функциональной пространственно-временной зависимости друг относительно друга, а именно любая единичная технологическая зона и предмет обработки, находящиеся в любом тихоходном технологическом потоке, определенным образом размещаются относительно других единичных технологических зон и предметов обработки, расположенных в других тихоходных технологических потоках;

- в поточно-пространственном технологическом модуле, функции разделения тихоходного технологического потока на ряд подпотоков единичных технологических зон и соединения их в один тихоходный технологический поток выполняет одно кинематическое движение, состоящее из элементарного прямолинейного или вращательного движения, или сложное кинематическое движение, состоящее из группы элементарных движений;

- функции входной подсистемы разделения высокоскоростного транспортного потока на тихоходные технологические потоки или группы тихоходных технологических потоков или групп в высокоскоростной транспортный поток выполняет одно, несколько или множество элементарных движений единичной технологической зоны.

Это обеспечивает новые свойства и возможности технологическим системам непрерывного действия. На рис. 1.28 показаны основные характеристики технологических машин непрерывного действия. Здесь технологические машины разделены на три группы:

- технологические машины нормальной производительности, имеющие линейно-пространственную компоновку технологических элементов;

- технологические машины высокой производительности, имеющие поверхностно-пространственную компоновку технологических элементов;

- технологические машины сверхвысокой производительности, имеющие объемно-пространственную компоновку технологических элементов.

Для изучения вопросов функционирования и рационального компактирования структуры технологических элементов разработаны гипотетические модели поточно-пространственных технологических модулей с одним входным и выходным потоком предметов обработки, которые представлены на рис. 1.29 и рис. 1.30. Отметим, что здесь названия технологических модулей объединены под общим названием поточно-пространственные технологические модули. На рис. 1.29 показана модель поточного поверхностно-пространственного технологического модуля, а на рис. 1.30 – модель поточного объемно-пространственного технологического модуля.

В этих модулях, высокоскоростной транспортный поток 1, имеющий шаг h предметов обработки 2 и скорость их транспортирования , поступает в подсистему разделения 3, в которой высокоскоростной транспортный поток 1 и замкнутый поток 4 орудий и средств обработки разделяется на тихоходных технологических потоков 5, которые имеют шаг единичных технологических зон 6 и технологическую скорость транспортирования . Здесь, тихоходные технологические потоки 5 предметов обработки 2 совместно с орудиями и средствами обработки поступают в пространственную технологическую зону 7 поточно-пространственного модуля, и там выполняется заданное технологическое воздействие орудий и средств обработки на предметы обработки 2. Благодаря тому, что тихоходные технологические потоки 5 имеют низкую технологическую скорость и пространственно-временную компоновку единичных технологических зон 6 в пространственной технологической зоне 7, реализуется требуемый рациональный (оптимальный) технологический цикл предметов обработки 2. При этом длина каждого потока 5 определяется в соответствии с требуемыми режимами технологического воздействия или конструктивной целесообразности. Уместно заметить, что при изготовлении предметов обработки 2 в технологической системе роторной компоновки с одним технологическим потоком, для обеспечения ее одинаковой производительности с поточно-пространственными модулями необходимо выполнить длину технологической зоны равной суммарной длине всех тихоходных технологических потоков 5 поточно-пространственного технологического модуля. Далее тихоходные технологические потоки 5 поступают в подсистему 8 соединения их в один выходной высокоскоростной транспортный поток 9 предметов обработки 2. В подсистеме 8 орудия и средства обработки с предметами обработки 2 соединяются, причем орудия и средства обработки циркулируют по замкнутым рекуррентным траекториям 4, а высокоскоростной транспортный поток 9 предметов обработки 2 перемещается по заданному технологическому маршруту для дальнейшей их обработки.

Теоретическую или цикловую производительность поточно-пространственного технологического модуля, с поверхностно-пространственной компоновкой технологических элементов, можно определить, воспользовавшись выражением (1.58). Для этого, сначала находим скорость транспортирования предметов обработки, которая определяется в соответствии со следующим выражением:

(1.67)

где - скорость перемещения предметов обработки в высокоскоростном транспортном потоке;

h – шаг между двумя смежными позициями предметов обработки в высокоскоростном потоке;

- технологическая скорость транспортирования предметов обработки в i-м тихоходном технологическом потоке;

Дата добавления: 2020-11-23; просмотров: 69; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 4 5 6 7 8910 11 12 13 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!