Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии

Диссертационная работа:

Ценкер Дитер. Автоматизированная система поддержки конструкторско-технологических решений при модернизации технологического оборудования : На примере шпиндельного узла : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.06.- Москва, 2005.- 128 с.: ил. РГБ ОД, 61 06-5/706

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 5

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ
АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ШПИНДЕЛЬНЫХ
УЗЛОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ
ИССЛЕДОВАНИЯ 8

  1. Факторы, влияющие на работоспособность шпиндельных узлов 8

  2. Трансформация моделей и методов расчета шпиндельных узлов и их 14 опор

  3. Автоматизированное проектирование шпиндельных узлов 23

  4. Постановка задачи исследования 25

  5. Выводы по главе 1 26

2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ШПИНДЕЛЬНЫХ УЗЛОВ 28

  1. Комплексный подход к расчетам шпиндельных узлов 28

  2. Упругодеформационная модель шпиндельных узлов 32

  3. .Динамическая модель шпиндельных узлов 38

  4. Основы теории теплопереноса применительно к высокоскоростным 43 ШУ

  5. Выводы по главе 2 51

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ ШПИНДЕЛЬНЫХ 53
УЗЛОВ ТЕКСТИЛЬНЫХ СТАНКОВ. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ
ИССЛЕДОВАНИЯ

  1. Предмет эксперимента 53

  2. Описание методов эксперимента 55

  1. Конструкция шпиндельного узла 55

  2. Принцип эксперимента 57

  3. Оборудование для эксперимента 58

  1. Измерения 63

  2. Анализ и обсуждение результатов измерения 72

  1. Анализ результатов измерения подшипника 1 74

  2. Анализ результатов измерения подшипника 2 76

3.5. Выводы по разделу 3 77

4. АНАЛИЗ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ ШУ ДЛЯ ТЕКСТИЛЬНОГО 79
ПРОИЗВОДСТВА: ИССЛЕДОВАНИЯ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ
БЫСТРОХОДНОСТИ ШУ

  1. Предмет исследования 79

  2. Ход исследований 81

  1. Выбор ключевого компонента 82

  2. Опоры ШУ 82

  3. Параметры, влияющие на опоры 84

  1. Определение изменяемых параметров 86

  2. Анализ распределения тепла (как изменяемого параметра) 86

  1. Распределения тепла в подшипниках 86

  2. Характеристическое поведение подшипников ВСШУ и увеличе- 88 ние быстроходности

  1. Определение запаса увеличения скорости 90 4.5.1. Потенциал скоростей системы опор в ВСШУ в области приме- 91 нения низких нагрузок

  2. Способы воздействия на разность температур dT и принципы конст- 94 руирования ШУ с учетом dT

  1. Известные варианты конструкции ШУ 95

  2. Улучшенные варианты конструкции ШУ (экспериментальный 97 ШУ)

  1. Источник тепла, теплоперенос и моделирование шпиндельных узлов 99 4.7.1. Моделирование теплопередачи в высокоскоростных ШУ 100

  2. Анализ предлагаемой схемы системы охлаждения (теплоотвода) 105

  1. Оценка эффективности 105

  2. Ожидаемая быстроходность рассматриваемого ШУ 110 Заключение 121 ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ 124

ЛИТЕРАТУРА

Введение к работе:

Актуальность

Для современного производства характерна тенденция постоянного по
вышения производительности. Рост производительности технологического
оборудования обуславливает увеличение скорости вращения и как следствие
повышение мощности и постоянное повышение точности. Вместе с тем станко
строение требует преемственности конструктивных решений ввиду консерва
тивности производства (например, в текстильной промышленности). В этом
случае применение принципиально новых решений становится экономически
нецелесообразным, так как потребитель продукции не готов к полному пере
оборудованию станочного парка (например, замена шпиндельного узла (ШУ) с
опорами качения на ІДУ с гидростатическими опорами). Вместе с тем совре
менные автоматизированные системы комплексного расчета технологического
оборудования (ТО), в частности ШУ, являются сложными иерархическими сис
темами. Их проектирование является сложной комплексной задачей, для созда
ния которой необходимы объединений усилий инженеров и техников, а также
огромные затраты ресурсов. В условиях рыночной экономики разработка новых
автоматизированных систем из-за больших экономических затрат многими
специалистами ставится под сомнение. Поэтому при совершенствовании и мо
дернизации существующего оборудования наиболее перспективно использо
вать существующие системы с расширением их для решения задач, например,
теплопереноса. Кроме того, аналитические методы не всегда удовлетворяют
требуемой точности в оценке реального объекта. Поэтому автоматизированные
системы проектирования должны быть дополнены системами оценки экспери
ментальных данных на реальных объектах. В этой связи возникает задача соз
дания комплексных автоматизированных систем проектирования с использова
нием в них аналитико-экспериментальных подсистем. В этом случае приходит
ся искать пути увеличения производительности за счет модернизации сущест
вующих конструкций ШУ и решения проблем, связанных с увеличением про
изводительности. Это достигается путем разработки автоматизированных сис
тем проектирования и конструирования новых изделий. В этой связи актуаль
ной становится задача исследований на основе автоматизированной системы
характеристик работоспособности констр сурсов для

оукп—

Т БИБЛИОТЕКА і

повышения быстроходности (исследование статических и динамических характеристик характера тепловыделений и решение общей задачи увеличения производительности).

В настоящее время возникла необходимость в разработке средств и методов модернизации высокоточных ШУ направленных на повышение общей производительности и надежности технологических машин.

Достижение высоких показателей предполагает автоматизированное проектирование ШУ, основанное на статистическом обобщении опыта эксплуатации и экспериментального исследования, а также на методах проектного поиска с использованием современного математического аппарата. В этом состоит актуальность работы.

Цель и задачи работы

Целью работы является повышение эффективности работы шпиндельных узлов и снижение потерь при модернизации технологического оборудования на основе автоматизированной системы поддержки конструкторских решений, с использованием аналитико-экспериментальных подсистем.

Для осуществления данной цели необходимо решение следующих задач:

  1. Разработать комплексный подход к моделированию шпиндельных узлов на опорах качения.

  2. Разработать математические модели шпиндельного узла учитывающие энергетические потери, возникающие в процессе эксплуатации и на основе этого автоматизированную экспериментально-аналитическую систему поддержки решений.

  3. Проверить и оценить эффективность проектных решений, направленных на уменьшение энергетических потерь и разработать практические рекомендации, направленные на повышение качества шпиндельного узла.

Научная новизна диссертации заключается в выявлении существа функциональных связей между параметрами, определяющими производительность ШУ с одной стороны и совокупности размерных, силовых, физико-механических и термических факторов с другой, и разработка на этой основе методов модернизации оборудования.

На защиту выносятся:

- комплексная модель взаимодействия деталей ШУ на опорах качения;

температурная модель шпиндельного узла, учитывающая потери, возникающие в процессе эксплуатации;

информационная модель количественных оценок влияния энергетических потерь на характеристики шпиндельного узла.

Методы исследования

Выполненные работы базируются на теоретических и экспериментальных методах исследования основных характеристик шпиндельного узла в целом и его составляющих. Использовались фундаментальные законы теоретической механики, физики, численных методов, метода конечных элементов. Полученные результаты подтверждаются результатами натурных испытаний и практикой эксплуатации шпиндельных узлов с опорами качения.

Практическая полезность заключается в:

- создании методолого-алгоритмического и программного обеспечения
для определения энергетических и тепловых потерь возникающих в процессе
эксплуатации, направленного на повышение эффективности автоматизирован
ного проектирования при модернизации узлов технологического оборудования.

Разработанное программное обеспечение используется при модернизации конструкций шпиндельных узлов с опорами качения, что дает возможность создавать узлы с заданными характеристиками работоспособности.

Апробация работы

Научные результаты работы докладывались на научных конференциях, в том числе: Международной конференции - КТИ 2000, на семинарах кафедры ОКМ МГТУ «СТАНКИН».

Публикации по работе

По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (94 наименования). Объем диссертации 124 стр., 60 рис.

Подобные работы
Муравьев Игорь Владимирович
Автоматизированная система поддержки принятия конструкторских решений для определения качества соединений в узлах с учетом экологических факторов
Балдин Александр Викторович
Научные основы автоматизации и моделирования процессов управления на основе гибридных систем поддержки принятия решений с открытой структурой
Кахутин Павел Викторович
Повышение качества системы поддержки принятия решений в технологической подготовке машиностроительного производства путем организации хранилищ данных
Беспалова Евгения Эдуардовна
Автоматизированная система поддержки принятия решений в оперативном планировании производства сборного железобетона
Петрова Надежда Петровна
Разработка информационной системы поддержки принятия решений в сфере природопользования и защиты воздушного бассейна от загрязнений
Балабанов Александр Анатольевич
Система поддержки принятия решений при автоматизированном оперативно-диспетчерском управлении объектами добычи и транспорта газа
Серебряков Алексей Александрович
Повышение эффективности технологической подготовки производства путем создания системы поддержки принятия решений на машиностроительном предприятии
Дронь Елена Анатольевна
Автоматизированная система поддержки принятия решений при управлении строительством на основе системной модели затрат
Каменский Владислав Валерьевич
Методы интеллектуальной поддержки принятия решений в системах управления движением поездов
Пучнин Николай Борисович
Система информационной поддержки принятия решений при стратегическом управлении машиностроительным предприятием

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net