ISSN 0021-3454 (печатная версия)
ISSN 2500-0381 (онлайн версия)
Меню

7
Содержание
том 63 / Июль, 2020
СТАТЬЯ

Исследование мехатронного устройства для размотки и протягивания рулонных материалов в дискретном режиме

Жавнер В. Л.
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Высшая школа автоматизации и робототехники;


Чжао В. .
Санкт-Петербургский политехнический Университет Петра Великого;


У Л. .
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Высшая школа автоматизации и робототехники;


Аннотация. Исследовано мехатронное устройство для размотки и протягивания рулонных материалов в дискретном режиме. Для уменьшения затрат энергии использован пружинный привод с рекуперацией энергии, в котором установлен пневматический цилиндр для компенсации диссипативных потерь. Традиционно такие пружинные приводы применяются для возвратно-поступательных перемещений рабочих органов с постоянной массой. Особенностью операции по размотке рулонных материалов в дискретном режиме является изменение приведенной к пружинному приводу массы рулона. Установлены законы изменения масс и предложен алгоритм, позволяющий программным способом изменять время отключения пневматического цилиндра для обеспечения максимальной требуемой скорости каретки в среднем положении. При этом возникает свободный выбег рулона и упаковочный материал разматывается, и вдоль трассы провисает лента. Дальнейшие циклы работы выполняются в режиме холостого хода с минимальными затратами энергии. Изменение массы контролируется с учетом количества циклов и программно задается уменьшение массы на конкретную величину. Результаты работы использованы при разработке мехатронной пневматической системы приводов фасовочно-упаковочного автомата. Результатами работы могут воспользоваться разработчики энергосберегающего технологического оборудования.
Ключевые слова: мехатронное устройство, рулон, рекуперация энергии, переменная инерционная нагрузка, пружинный аккумулятор, пневматический цилиндр, диссипативные потери

Список литературы:

 

  1. Корендясев А. И., Саламандра Б. Л., Тывес Л. И. Теоретические основы робототехники. М.: Наука, 2006. 376 с.
  2. Левин А. И. Математическое моделирование в исследованиях и проектировании станков. М.: Машиностроение, 1978. 184 с.
  3. Пелупесси Д. С., Жавнер М. В. Пружинные аккумуляторы для шаговых приводов // Современное Машиностроение. Наука и образование. 2016. № 5. С. 499—509.
  4. Zhavner V. L., Matsko O. N. Spring drives for reciprocal motion // J. of Machinery Manufacture and Reliability. 2016. Vol. 45, N 1. P. 1—5.
  5. Zhao Wen, Zhavner V. L. The use of pneumatic cylinders with a return spring to compensate for balance losses in mechanical regenerative drives for reciprocating movements // 6th Intern. BAPT Conf. “Power Transmissions 2019”. Varna, 2019. Vol. 1. P. 107—112.
  6. Musalimov V., Minh V., Tamre M., Altunin V. Development of a Wiveless Sensor Network Combining MATLAB and Embedded Microcontrollers // Sensor Letters. USA. 2015. Vol. 13. P. 1—6.
  7. Сысоев С. Н., Глушков А. А. Цикловые приводы колебательного типа. Владимир: Изд-во Владимир. гос. ун-та, 2010. 184 с.
  8. Надеждин И. В. Высокодинамичные механизмы вспомогательных операций автоматизированных сборочных производств. М.: Машиностроение, 2008. 270 с.
  9. Kellhoff G. La formule d'Airy // Mem. Acad. Bel. 1897. Vol. 5, N 11.
  10. Баутин Н. Н. Динамическая теория часов. М.: Наука, 1986. 192 с.
  11. Zhavner V. L., Matsko O. N., Zhavner M. V. Comparative Analysis of Mechatronic Drives for Reciprocal Motion // Intern. Review of Mechanical Engineering (I.RE.M.E.). 2018. Vol. 9, N 12. Р. 784—789.
  12. Musalimov V., Nuzhdin K., Kalapyshina I. Modelling of Nonlinear Dynamic of Mechanic Systems with the Force Tribological Interaction // Tribology in Industry. Serbija. 2015. Vol. 37, is. 3. P. 360—365.
  13. Musalimov V., Kovalenko P., Perepelkina S. Estimation of Triboresistance of Erythrocytes during Surface Scanning with use of Atomic Force Microscopy // FME Transactions. Belgrad: University of Belgrade, 2015. Vol. 43, N 3.
    P. 254—258.
  14. Колчин Н. И. Механика машин. Т. 1. М.: Машиностроение, 1972. 456 с.