Determination of the rigidity and deformation energy of the technological machine load-carrying systems

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Problems of determining deformation energy in load-carrying systems of technological machines and energetic relations between them during technological operations are discussed. The goal of this study is to develop recommendations for modernization of the construction of load-carrying systems using the STB loom for production of dense fabrics as an example. The analysis of scientific literature on this problem indicates that sufficient attention is not devoted to the effect of load-carrying system elements on the loom feeding system. This study is urgent due to the lack of a general approach making it possible to set the parameters of load-carrying systems with the account of technological requirements and quality of obtained product. To determine deformation energy, a computational model of a loom for production of dense fabrics including a stationary tension bar and a tension tube as a support for warp threads is examined. The deformation energies of the load-carrying and tension systems of STB-180 loom and movements of construction elements depending on the technological force varied in the range of 4000-10000 N is determined using SolidWorks CAD system and finite-element CAE complex ANSYS. The analysis of the calculation results indicates that the deformation energy of the load-carrying system and tension tubes is about 25% of the effective energy used for the fabric production. This fact indicates that it is necessary to improve the rigidity of the load-carrying and tension systems. An improved construction of the loom of production of dense fabrics is suggested based on the results of the studies. This model includes additional supports for the stationary tension bar and tension tube basing on the front tie. The analysis of the calculation results with the account of the suggested improvement of construction elements showed that the deformation energy for the modernized loom has been significantly reduced. The obtained results allowed us to suggest specific recommendations for improvement of the constructions of the load-carrying and tension systems in STB looms for production of dense and technical fabrics.

About the authors

Yu. I Podgornyj

Novosibirsk State Technical University; Novosibirsk Technological Institute (branch) Moscow State University of Design and Technology

Email: pjui@mail.ru
20, Prospect K. Marksa, Novosibirsk, 630073, Russian Federation; 35, Krasny prospect (5, Potaninskaya st.), Novosibirsk, 630099, Russian Federation

V. Yu Skeeba

Novosibirsk State Technical University

Email: skeeba_vadim@mail.ru
20, Prospect K. Marksa, Novosibirsk, 630073, Russian Federation

A. V Kirillov

Novosibirsk State Technical University; Novosibirsk State Pedagogical University

Email: kirillovalvs@mail.ru
20, Prospect K. Marksa, Novosibirsk, 630073, Russian Federation; 28, Viluiskaya st., Novosibirsk, 630126, Russian Federation

O. V Maksimchuk

Novosibirsk Technological Institute (branch) Moscow State University of Design and Technology

Email: ovmak@mail.ru
35, Krasny prospect (5, Potaninskaya st.), Novosibirsk, 630099, Russian Federation

T. G Martynova

Novosibirsk State Technical University

Email: tatyanamartynova1511@gmail.com
20, Prospect K. Marksa, Novosibirsk, 630073, Russian Federation

D. V Lobanov

Bratsk State University

Email: mf_nauka@brstu.ru
40, Makarenko st., Bratsk, 665709, Russian Federation

I. S Filatov

Novosibirsk State Technical University

Email: zaharchenko-ilya@mail.ru
20, Prospect K. Marksa, Novosibirsk, 630073, Russian Federation

P. Yu Skeeba

Novosibirsk State Technical University

Email: skeeba@rambler.ru
20, Prospect K. Marksa, Novosibirsk, 630073, Russian Federation

References

  1. Подгорный Ю.И. Методы исследования заправок, их синтез и разработка критериев оптимальности условий эксплуатации ткацких станков при формировании плотных тканей: дис. … д-ра техн. наук: 05.19.03; 05.02.13: защищена 20.05.1990: утв. 07.12.1990. - Кострома, 1990. - 541 с.
  2. Подгорный Ю.И., Афанасьев Ю.А. Исследование и проектирование механизмов технологических машин: монография. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000. - 191 с.
  3. Подгорный Ю.И., Афанасьев Ю.А., Кириллов А.В. Исследование и выбор параметров при синтезе и эксплуатации механизмов технологических машин: монография. - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002. - 196 с.
  4. Кириллов А.В. Исследование и разработка конструктивных элементов остовов ткацких станков СТБ: дис. … канд. техн. наук: 05.02.13: защищена 24.04.2002: утв. 12.07.2002. - М., 2002. - 187 с.
  5. Саввин О.А. О деформации основных нитей на скале и дуге ее распространения // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. - 2007. - № 2 (297). - С. 45-48.
  6. Саввин О.А. Понятие геометрической и реальной деформации. Геометрическая деформация ветвей основы при поступательном движении скала // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. - 2007. - № 3 (298). - С. 55-59.
  7. Саввин О.А, Селезнева Е.В., Сергеева А.В. Определение деформации ветвей основы, огибающих скало, методом элементарных перемещений // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. - 2008. - № 4 (309). - С. 52-55.
  8. Саввин О.А., Кузнецов Г.К., Герасимова С.Ф. Система заправки ткацкого станка как механическая система с переменными параметрами // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. - 2009. - № 2 (314). - С. 33-36.
  9. Саввин О.А. Влияние сил трения основы по скалу на его взаимодействие с системой заправки ткацкого станка // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. - 2009. - № 3 (316). - С. 35-38.
  10. Саввин О.А. Влияние сил сухого трения в опорах на движение скальной системы станка СТБ-175 и о допущении В.А. Гордеева // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. - 2009. - № 4 (318). - С. 47-51.
  11. Саввин О.А., Титов С.Н., Герасимова С.Ф. Особенности вычисления обобщенных сил и деформаций ветвей основы при изучении динамики скальной системы // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. - 2009. - № 4С (319). - С. 33-36.
  12. Саввин О.А. Связь между деформацией ветви основы, огибающей скало, и плечом силы ее натяжения // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. - 2011. - № 2 (331). - С. 34-37.
  13. Степанов С.Г., Волков И.И. Влияние силы прибоя, дозировки уточной нити на параметры формирования ткани и изменение этих параметров в течение времени прибоя // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. - 2008. - № 1 (305). - С. 30-35.
  14. Селиверстов В.Ю., Гречухин А.П. Исследование процесса формирования тканей с переменной плотностью по утку на станке СТБ с товарным регулятором периодического действия // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. - 2008. - № 4С (310). - С. 62-64.
  15. Исследование и пути стабилизации натяжения нитей основы в процессе формирования ткани на бесчелночном ткацком станке / А.С. Шлыков, Р.В. Быкадоров, И.С. Бобылькова, Н.М. Сокерин // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. - 2011. - № 6 (335). - С. 42-48.
  16. Макаров В.А., Хозина Е.Н., Ковалева О.С. К вопросу о повышении производительности ткацких машин с малогабаритными прокладчиками утка // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. - 2008. - № 2 (306). - С. 93-99.
  17. Распределение энергии в системе прокладывания утка ткацких машин с малогабаритными прокладчиками в вероятностном аспекте / В.В. Петров, Е.Н. Хозина, В.А. Макаров, О.С. Ковалева // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. - 2008. - № 5 (311). - С. 83-89.
  18. Степанов О.С., Романычев Н.К., Моторин Л.В. Ткань из высокомодульных технических нитей // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. - 2009. - № 3 (316). - С. 41-44.
  19. Черняева О.Е., Карева Т.Ю. Сравнительное исследование напряженности конструктивно-заправочной линии нитей основы в процессе выработки баллистической ткани на станках СТБ и Dornier // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. - 2010. - № 1 (322). - С. 50-54.
  20. Макаров В.А., Сурков Б.А., Хозина Е.Н. Сила прибоя как часть вектора суммарного натяжения ветвей зева основы, пределы ее ограничения // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. - 2013. - № 1 (343). - С. 120-125.
  21. Назарова М.В., Романов В.Ю. Оценка напряженности заправки ткацкого станка при изготовлении тканей различного переплетения // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. - 2013. - № 2 (344). - С. 63-67.
  22. Богатырева М.С., Старинец И.В. Исследование жесткости системы заправки ткацкого станка // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. - 2013. - № 3 (345). - С. 644-66.
  23. Wang X.R., Jin J.Q., Li Y.Z. The harmonic response analysis of workover rig platorm base on ANSYS Workbench // Advanced Materials Research. - 2014. - Vol. 945-949. - P. 766-769. - doi: 10.4028/ href='www.scientific.net/AMR.945-949.766' target='_blank'>www.scientific.net/AMR.945-949.766.
  24. Integration of production steps on a single equipment / V. Skeeba, V. Pushnin, I. Erohin, D. Kornev // Materials and Manufacturing Processes. - 2015. - Vol. 30, iss. 12. - P. 1408-1411. - doi: 10.1080/10426914.2014.973595.
  25. Zhang X., Chen Y., Yao W. Relationship between bridge natural frequencies and foundation scour depth based on IITD method // Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology. - 2013. - Vol. 6, iss. 1. - P. 102-106.
  26. Определение основных параметров технологического оборудования / Ю.И. Подгорный, Т.Г. Мартынова, В.Ю. Скиба, В.Н. Пушнин, Н.В. Вахрушев, Д.Ю. Корнев, Е.К. Зайцев // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). - 2013. - № 3 (60). - С. 68-73.
  27. Integrated processing: quality assurance procedure of the surface layer of machine parts during the manufacturing step "Diamond Smoothing" / V.Yu. Skeeba, V.V. Ivancivsky, D.V. Lobanov, A.K. Zhigulev, P.Yu. Skeeba // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - 2015. - Vol. 125. - P. 012031. - doi: 10.1088/1757-899X/125/1/012031.
  28. Методика уравновешивания роторов технологических машин / Ю.И. Подгорный, Т.Г. Мартынова, В.Ю. Скиба, Д.В. Лобанов, А.А. Жирова, А.Н. Бредихина, А.С. Косилов, Н.С. Печоркина // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). - 2016. - № 2 (71). - С. 41-50. - doi: 10.17212/1994-6309-2016-2-41-50.
  29. Моделирование несущих систем технологических машин / Ю.И. Подгорный, В.Ю. Скиба, А.В. Кириллов, В.Н. Пушнин, И.А. Ерохин, Д.Ю. Корнев // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). - 2014. - № 2 (63). - С. 91-99.
  30. Выбор конструктивных параметров несущих систем машин с учетом технологической нагрузки / Ю.И. Подгорный, В.Ю. Скиба, А.В. Кириллов, О.В. Максимчук, Д.В. Лобанов, В.Р. Глейм, А.К. Жигулев, О.В. Саха // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). - 2015. - № 4 (69). - С. 51-60. - doi: 10.17212/1994-6309-2015-4-51-60.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».