Ич развитие научного и методического обеспечения процессов проектирования оборудования и технического контроля производства тканых металлических сеток

На правах рукописи

Тувин Александр Алексеевич

РАЗВИТИЕ НАУЧНОГО И МЕТОДИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

ПРОЦЕССОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ

И ТЕХНИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

ПРОИЗВОДСТВА ТКАНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СЕТОК

Специальности: 05.02.13 – Машины, агрегаты и процессы

(легкая промышленность);

05.19.02 – Технология и первичная обработка

текстильных материалов и сырья

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Иваново 2011

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном

образовательном учреждении выс­шего профессионального образования

«Ивановская государственная текстиль­ная академия» (ИГТА).

Научные консультанты:

доктор технических наук, профессор Суров Вадим Андреевич

доктор технических наук, профессор Гусев Борис Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Малафеев Рудольф Матвеевич

доктор технических наук, профессор Проталинский Сергей Евгеньевич

доктор технических наук, доцент Карева Татьяна Юрьевна

Ведущая организация – ФГБОУ ВПО «Московский государственный тек­стильный университет им. А.Н. Косыгина».

Защита состоится 16 февраля 2012 года в 10 часов на заседании дис­сертаци­оного совета Д 212.061.01 при ФГБОУ ВПО «Ивановская государст­венная текстильная академия» по адресу: 153000, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 21, ауд. Г-235. E-mail: [email protected], факс: (4932) 412108.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ивановской государст­венной текстильной академии. Текст автореферата размещен на сайте ВАК России: http://vak.ed.gov.ru/ru/dissertation

Автореферат разослан января 2012 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета Кулида Н.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Важнейшей подотраслью метизного производ­ства является металлоткачество. Тканые сетки как продукция металлоткацкого производства используются в авиа- и ракетостроении, радиоэлектронной, хи­миче­ской, пищевой, бумагодела­тельной, горнодобывающей промышленно­сти, порошковой металлур­гии, сель­ском хозяйстве. Они предназначаются для фильтрации жидкостей и газов (в атмосфер­ных условиях, в вакууме или под давлением), просеива­ния и сортировки сыпучих материалов, контроля размеров частиц сыпучих материалов, обезвоживания и сушки влажных материалов и дру­гих целей.

Современное металлоткацкое производство требует новых научных раз­работок, направленных на повышение его технологической и эко­номической эффективности, качества и конкуренто­способности продукции. В текстильном машино­строении повысить его технологическую эффективность возможно за счет обеспе­чения качества проектирования оборудования, а качество ме­тал­ли­ческих сеток - путем совершенствования методов техниче­ского контроля на всех этапах производства, в том числе и за счет введения но­вых нормативных требо­ваний к показателям качества готовых изделий.

Основной технологической причиной снижения качества металлических сеток является различное натяжение основы и утка по ширине за­правки станка. В металлоткачестве по­добное возникает в результате непра­вильного взаимо­действия рабочих органов исполнительных механизмов с формируемым про­дуктом. Технологический процесс ткачества сетки, учитывая специ­фические свойства металлонитей, оказывается особенно чувствитель­ным к деформаци­онным свойствам звеньев механизмов, к колебательным про­цессам в исполни­тельных механизмах станка. Деформационные и колебательные процессы можно минимизировать на стадии проектирования или модернизации ткацкого оборудования. Решение данных задач можно получить при наличии динамиче­ских и математических мо­делей, учитывающих взаимосвязи между технологи­ческими объектами (нити основы и утка) и исполнительными механизмами. В частности необходим учет взаимодействия батанного и рапирного механизмов с упругой системой за­правки станка, через которую раскрываются согласую­щие связи работы основ­ных исполнительных механизмов.

Дополнительной проблемой металлоткацкого производ­ства является то, что станки работают в условиях больших динамических воздействий, их узлы тре­ния загрязняются и быстро изнашиваются. В этих условиях одним из путей ре­шения проблем по­вышения надежности и дол­говечности оборудования, сни­жения затрат энергии, расходуемой на преодоле­ние сил трения, является ра­цио­нальное примене­ние смазочных ма­териалов, что значительно повышает техно­логическую эф­фективность работы меха­низ­мов ткацкого станка.

Нерешенной проблемой на данном этапе развития металлоткацкого про­изводства является методическое обеспечение операций технического контроля в направлениях определения технологической результативности и эффективно­сти процесса металлоткачества и оценки качества продукции на всех этапах производства металлических сеток. Кроме разработки соответствующих мето­дов и средств контроля, основывающихся на современных информационных технологиях, нерешенной проблемой является разработка соответствующих стандартов предприятия на комплексный подход в оценивании качества гото­вой продукции.

Таким образом, повышение эффективности проектирования оборудова­ния для производства металлических сеток связано с проблемами развития, уг­лубления и обоб­щения теории динамического анализа батанных и рапирных механизмов, по­вышения ресурса их работы. Повышение качества готовой про­дукции связано с совершенство­ванием методологии операций технического контроля.

Цель работы - повышение эффективности оборудования и ка­чества тканых сеток путем разработки научного, методического и программ­ного обеспечения процессов проектирования основных исполнительных меха­низмов металлоткацкого станка, а также совершенствования операций техниче­ского контроля изготовляемой продукции.

Задачи исследования. Для достижения указанной цели поставлены и решены следующие основные задачи:

систематизированы конструкции механизмов прокладывания утка, под­вода и уплотнения уточных нитей ткацких станков;

обобщены динамическая и математическая модели анализа вынужден­ных колебаний бруса батанного механизма узких и широких металлоткацких станков, учитывающие упругие свойства звеньев батанного механизма;

разработана математическая модель задачи вынужденных колебаний сис­темы привод ткацкого станка – привод рапирного и батанного механизмов - упругая система заправки станка, необходимая для анализа конструктивных и технологических возможностей рапирного и батанного механизмов при выра­ботке сетки заданных технических характеристик;

установлен закон движения главного вала станка под действием прило­жен­ных сил и сил, возникающих в процессе движения основных исполнитель-­

ных механизмов, и определен крутящий момент на главном валу станка СТР-

100-М с учетом неравномерности его вращения;

разработаны математические модели задач собственных и вынужденных про­дольных и поперечных ко­лебаний гибкой рапиры металлоткацкого станка как тела переменной длины;

разработана математическая модель задачи определения геометрической формы уточной мононити непосредственно после прокидки её в зев до момента касания с бердом;

разработаны устройства для прокладывания утка с жесткой и гибкой ра­пирой на металлоткацком станке;

разработаны алгоритмы и программное обеспечение для кинематиче­ского, кинетостатического (с учетом сил трения) и динамического анализа ры­чажных и кулачково-рычажных ме­ханиз­мов;

разработаны составы смазочных материалов на основе минерального

масла И-40А и мыльной пластичной смазки ЦИАТИМ-201 для повышения долговеч­ности кинематических пар металлоткацких станков;

разработана концепция организации технического контроля металло-

ткацкого производства на основе рекомендаций международных стандартов ИСО 9000;

предложены методики по формированию полного плана технического кон­троля на основе использования современных информационных технологий, по определению технологической результативности и эф­фективности процесса металлоткачества, по оценке качества готовой продукции металлоткацкого производства;

предложена новая методология определения оптимальных значений па­рамет­ров металлоткацкого станка с учетом комплексных показателей техноло­гиче­ской результативности и эффективности;

разработан компьютерный метод измерения определяющих единичных пока­зателей качества металлической сетки;

спроектирован стандарт организации на технические условия изготов­ления металлических сеток.

Основные методы исследований. Работа содержит результаты теорети­ческих и экспериментальных исследований.

В теоретических исследованиях использовались методы дифференциаль­ного и интегрального исчислений, аналитической геометрии, математического моделирования, теории упругих колебаний, теории дифференциальных уравне­ний в обыкновенных и частных производных, теории механизмов и машин, теоретической механики, сопротивления материалов, механики гибкой нити, механики одномерных тел переменной длины. Решения дифференциальных уравнений упругих колебаний рассматриваемых моделей, уравнений кинема­тики и кинетостатики исполни­тельных механизмов металлоткацких станков, дифференциальных уравнений движения динамических моделей исполнитель­ных механизмов станков выпол­нены аналитическими и численными методами с применением ПЭВМ.

Экспериментальные исследования проводились методами тензометрии на действующем оборудовании в производственных и лабораторных условиях на приборах и специальных стендах. При обработке результатов измерений ис­пользовались методы математической статистики.

Достоверность предложенных разработок, выводов, рекомендаций под-

­тверждена результатами тензометрических, компьютерных исследований, про­изводственных или лабораторных испытаний, использованием при разработке математических моделей рассматриваемых задач научно обоснованных поло­жений теории колебаний, теоретической механики, сопротивления материалов и др.

Методом последовательного симплекс-планирования эксперимента полу­чены уравнения модели в области оптимального состава смазочных материалов для шарнирных соединений металлоткацких станков как на основе минераль­ного масла, так и на основе мыльной пластичной смазки. Экспериментальные исследования поверхностей трения кинематических пар проводились с исполь­зованием рентгеновского микроанализатора фирмы «Camebax» (Франция).

Для исследования структуры, параметров и характеристик производст-

­венно-технической системы производства металлических сеток, для создания функциональной модели, отображающей структуру и функции данной системы, а также потоки информации и материальных объектов, преобразуемые этими функциями, использовалась методология функционального моделирования IDEF0 (ICAM Definition, США). Кроме этого при исследовании технологиче­ских параметров металло­ткацкого производства использовались методы квали-

метрии и программные продукты современных информационных технологий.

Научная новизна диссертационной работы заключается в развитии и разработке научного и методического обеспечения процессов проектирования рапирных и батанных механизмов металло­ткацких станков; в создании на базе известных положений теории механиче­ских колебаний обобщенной математи­ческой модели динамического взаимо­дейст­вия рабочего органа (берда) упругой системы батанного механизма с уп­ругой системой заправки станка; в разра­ботке математических моделей задач собственных и вынужденных продольных и поперечных ко­лебаний гибкой ра­пиры металлоткацкого станка как тела пе­ременной длины; в создании матема­тической модели геометрической формы проложенной мононити до момента касания её с бердом; в разработке мето­дов и средств контроля, основывающихся на современных информационных техно­логиях и связанных с совершенство­ванием методологии технического кон­троля готовой продукции, а именно получены новые научные резуль­таты:

по специальности 05.02.13

- предложена уточненная классификация механизмов прокладывания, подвода и уплотнения уточных нитей ткацких станков;

- разработаны алгоритмы и программное обеспечение для кинематическо-

го, кинетостатического (с учетом сил трения) и динамического анализа ры­чаж­ных механизмов, используемых в ткацких станках;

- разработана математическая модель задачи о собственных частотах и формах изгибно-крутильных колебаний бруса широких металлоткацких стан­ков с n лопастями, соответст­вующая его уточненной динамической модели;

- разработана математическая модель задачи о вынужденных колебаниях

бруса на фазе взаимодействия берда с опушкой вырабатываемой сетки;

- разработана математическая модель задачи о собственных и вынужден­ных изгибных колебаниях рапиры как стержня переменной длины с распределенной мас­сой, находящегося под воздействием периодической знакопеременной продольной силы, и ее аналитическое ре­шение;

- разработана математическая модель установившегося вращения глав­ного вала с учетом динамической характеристики электродвигателя металлоткацких станков типа СТР-100-М. Экспериментально исследо­вано влия­ние батанного и рапирного механизмов на динамику привода данных стан­ков;

- разработана конструкция механизма привода жесткой рапиры, исполь­зуемая в производстве для се­рийно выпускаемых металлоткацких станков СТР-100-М, СТР-130-М, СТМ-6-200, СТР-120-Т, СТР-120-Л и других ткацких станков специального назначения;

- создано устройство механизма прокладывания утка с гибкой рапирой для модернизированного металлоткацкого станка DМ-2000-М, позволяющее лик­видировать челночный способ прокладывания утка и процесс перематыва­ния утка на уточные шпули, довести уровень шума при работе станка до уровня

санитарных норм (повышение частоты вращения главного вала на 65…70% и

производительности станка за счет увеличения КПВ до 70%);

- разработаны составы смазочных материалов на основе минерального

масла И-40А и мыльной пластичной смазки ЦИАТИМ-201 для повышения дол-

­говечности кинематических пар металлоткацких станков на основе эффекта из­бирательного переноса;

- создана конструкция установки для проведения испытаний мате­риа­лов и смазок на изнашивание с изменяющейся в про­цессе испытаний пло­щадью кон­такта образцов и постоянным коэффициентом взаимного перекры­тия, по­зво­ляющая с достаточно высокой точностью () определять характери­стики трения и изнашивания в усло­виях возвратно-вращательного движения;

по специальности 05.19.02

- разработана математическая модель задачи определения геометрической формы уточной мононити непосредственно до момента касания её с бердом;

- предложена концепция организации технического контроля металло­ткацкого производства, позволяющая учитывать требования и рекомендации ме­ждународных стандартов ИСО 9000;

- разработана методика формирования полного плана технического конт-

роля металлоткацкого производства с учетом применения современных инфор-

­мационных технологий;

- созданы методики по определению технологической результативно­сти и эффективности процесса металлоткачества, позволяющие осуществлять мони­торинг данного технологического процесса;

- сформирована методика комплексной оценки качества продукции ме­таллоткацкого производства;

- предложена новая методология определения оптимальных значений па­раметров металлоткацкого станка с учетом комплексных показателей техно­ло­гической результативности и эффективности процесса ткачества;

- разработан компьютерный метод оценки определяющих единичных по­казателей каче­ства металлической сетки, позволяющий автоматизировать и упростить данную операцию измерения;

- спроектирован стандарт организации на технические характеристики

металлических сеток, включающий оценку качества производимой продукции.

Практическая значимость и реализация результатов работы. Основ­ная часть изложенных в диссертационной работе методов расчета динамиче­ских характеристик рапирных и батанных механиз­мов, методик расчета харак­теристик трения и изнашивания в усло­виях воз­вратно-вращательного движения звеньев, способов оптимизации состава рациональных смазочных материалов для узлов трения ткацких станков опубликована авто­ром в монографии, учеб­ном пособии, научных статьях журналов «Известия вузов. Технология тек­стильной промышленности», «Заводская лаборатория», «Вестник машино­строения» и других изданиях.

Производственные испытания конструкции механизма с жесткой рапирой проводились на станках СТР-100-М на ОАО «Текстильмаш» (г. Чебоксары), конструкции механизма прокладывания утка с гибкой рапирой на станках DМ-2000-М - на ОАО «Солнечногорский завод металлических сеток им. Лепсе» (г. Солнечногорск, Московская обл.).

Производственные испытания разработанных смазочных материалов на основе минерального масла И-40А и мыльной пластичной смазки ЦИАТИМ-201 проводились на ОАО «Текстильмаш» (г. Чебоксары), на ОАО «Солнечно­горский завод металлических сеток им. Лепсе» (г. Солнечногорск, Московская обл.), на ОАО «Электрокабель» Кольчугинский завод» (г. Кольчугино, Влади­мир­ская обл.).

Математические модели основных задач, рассмотренных в работе, дове­дены до практической реализации при проектировании механизмов проклады­вания уточной нити для серийно выпускаемых станков типа СТР-100-М, СТР-130-М, СТМ-6-200, СТР-120-Т, СТР-120-Л и при модернизации станка DM-2000-M. Разработанные со­ставы смазочных материалов на основе минераль­ного масла И-40А и мыльной пластичной смазки ЦИАТИМ-201 используются для повышения долговечности кинематических пар металлоткацких станков типа СТР-100-М и DM-2000-M. Кроме этого математические модели ряда за­дач, рассмотренных в работе, до­ведены до практической реализации в виде программных средств для ПЭВМ, что обеспечивает снижение трудозатрат на проведение расчетных опытно-кон­структорских работ при проектировании и модернизации ткацких станков.

Методика расчета амплитуд и форм вынужденных колебаний бруса ба­тана, необходимая как для расчета прочностных характеристик звеньев меха­низма, так и для анализа возможности изготовления данной сетки на проекти­руемом или исследуемом станке, математическая модель задачи о собственных и вынужденных колебаниях рапиры как стержня с распределенной массой, на­ходящегося под воздействием продольной силы, и ее аналитическое решение, рекомендации по изменению цикловой диаграммы работы рапирного и батан­ного механизмов станков СТР-100-М и СТМ-4-130 приняты к использованию ООО «Текмал» (СКБ ткацкого оборудования), г. Шуя Ивановской обл.

Стандарт организации на контроль качества тканых металличе­ских сеток разработан для предприятия ООО «Текмал», г. Шуя Ивановской обл.

Отдельные результаты работы используются в учебном процессе ИГТА

при изучении дисциплин «Основы проектирования оборудования текстильной промышленности», «Основы автоматизированного проек­тирования», «Дина­мика текстильных машин», в курсовом проектировании и при выполнении вы­пускных квалификационных работ бакалаврами, инжене­рами и магистрами.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы доклады­вались и получили положительную оценку: на республиканской научно-технической конференции «Пути развития научно-технического прогресса в текстильной промышленности», г. Тбилиси, Груз­НИИТП, 1986; на Всесоюзной научно-технической конференции молодых уче­ных «Техниче­ский прогресс в развитии ассор­тимента и качества изделий в лег­кой промыш­ленности», г. Иваново, ИвТИ, 1987; на Всесоюзном научно-техни­че­ском семинаре «Опыт работы по сниже­нию шума и повышению надежности при создании и эксплуатации технологиче­ского оборудования», г. Пенза, ПНПО «Текстильмаш», НИЭКИП­маш, 1989; на Всесоюзной научно-техниче­ской конференции «Современное состояние, проблемы и перспективы энерге­тики в энергостроении», г. Иваново, ИЭИ, 1989; на ме­ждународной научно-технической конференции «Современные науко­ем­кие технологии и перспек­тивные ма­те­риалы текстильной и лег-

кой про­мышлен­но­сти» (Прогресс – 1988, 1994, 1995, 1999, 2002, 2005…2008),

г. Иваново, ИвТИ, 1988, ИГТА, 1994, 1995, 1999, 2002, 2005… 2008; на VII международном конгрессе по теории механизмов и машин, г. Либерец, Чешская республика, 1996; на межвузовской научно-тех­нической конференции аспирантов и студентов «Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности» (Поиск - 2000, 2006, 2007, 2011), г. Ива­ново, ИГТА, 2000, 2006, 2007, 2011; на I международной научно-техниче­ской конференции «Перспективы ис­поль­зования ком­пьютерных техноло­гий в текстильной и легкой промышленно­сти», г. Иваново, ИГТА, 2003; на 58-й меж­вузовской научно-технической конфе­ренции молодых уче­ных и сту­дентов «Студенты и молодые ученые КГТУ - произ­водству», г. Кост­рома, КГТУ, 2007; на Х Всерос­сийской конферен­ции-семинаре «Про­ектирование, кон­троль и управле­ние качеством продукции и образовательных услуг», Москва-Толь­ятти-Сыз­рань, филиал Самарского государственного технического универси­тета в г. Сызрани, 2007; на заседаниях технического совета ООО «Текмал» (СКБ ткац­кого обору­дова­ния, ООО «Текстильмаш»), г. Шуя Ивановской области, 1989, 1996, 2003, 2006, 2008, 2010, 2011; на совместном заседании кафедры проекти­рования текстильных машин и на­учного семинара по проблемам повышения эффективности технологических процессов текстильной и легкой промышлен­ности ИГТА, 2011.

Личное участие автора в получении результатов, изложенных в дис­сертации. Соискателю принадлежит основная роль в постановке цели и задач работы, непосредственном выполнении аналитических и экспериментальных исследований, разработке соответствующего методиче­ского и программного обеспечения, обобщении результатов и формулировке выводов по работе. Доля соискателя в опубликованных с соавторами работах по теме диссертации со­ставляет от 25 до 75%.

Публикации. Основные материалы диссертации опубликованы в 67 пе­чатных работах, в числе которых одна монография, одно учебное пособие, 20 статей в журна­лах, входящих в перечень ВАК, пять авторских свидетельств и один патент, два свидетельства об отраслевой регистрации разработки про­граммного обеспече­ния в отраслевом фонде алгоритмов и программ РФ, два свидетель­ства о госу­дарственной реги­страции программы для ЭВМ в Феде­ральной службе по ин­теллектуальной соб­ственности, патентам и товарным зна­кам, восемь статей в сборниках научных трудов (в т.ч. две статьи в зарубеж­ных изданиях), 27 тезисов докладов в сборниках ма­териалов на­учно-технических конференций различных уровней.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, восьми глав, заключения с основными выводами по работе, библиографического списка и четырех приложений. Работа изложена на 362 страницах машинописного текста, включает 126 рисунков, 52 таблиц. Библиографический список состоит из 235 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, сфор­мули­рованы ее цели и задачи, обозначен объект исследования и использованные методы исследова­ний, кратко раскрыта научная новизна, теоретическая и практическая значи­мость исследований.

В первой главе анализируется современное состояние решаемой про­блемы и конкретизируются задачи исследования.

На первом этапе аналитического обзора осуществлена систематизация ас­сорти­мента тканых металличе­ских сеток специального назначения и выделены их показатели качества, используемые в различных нормативных документах.

Показано, что повышение эффективности оборудования осуществляется путем совершенствования и модернизации отечественных металлоткацких стан­ков в направлениях применения индивидуальных шаговых двигателей для привода основ­ных исполнительных механизмов, уве­личения производительности оборудования за счет повышения КПВ и частоты враще­ния главного вала, оснащения станков современными средствами элек­тронной и микропроцессор-

­ной техники для контроля и управления исполни­тельными механиз­мами, уве­личения заправочной ширины станков, повышения требова­ний к качеству исходного сырья и готовой продукции. Наиболее перспектив­ными конструкциями станков для производства металлосеток являются рапир­ные, которые обеспечи­вают значительное снижение шума и вибраций. Напри­мер, у металло­ткацких рапирных станков уровень шума снижен, по сравнению с челноч­ными метал­лоткацкими станками, с 95 до 80 дБ. Основными преиму­ществами рапирных ткацких стан­ков являются: осуществление управляемого прокладывания уточной нити, благодаря чему улучшаются условия согласо­вания движений рабочих органов основных исполнительных механизмов рапирных станков; обеспечение значительного снижения шума и вибраций станка, что об­легчает его обслуживание; обеспечение выработки тканей (сеток) более широкого ас­сортимента из всех применяемых в настоящее время видов материалов.

Отмечено, что проблемами проектирования и модернизацией ткацкого оборудования активно занимаются отечественные и зарубежные ученые. Из российских спе­циалистов можно выделить работы Дицкого А.В., Кузнецова Г.К., Коритыс­ского Я.И., Малафеева Р.М., Мартынова И.А., Орнатской В.А., Проталинского С.Е., Смирнова Г.М., Сурова В.А., Терентьева В.И. и др. Из за­рубежных спе­циалистов наиболее активно занимаются этой тематикой в Гер­мании, Швейцарии, Франции, Италии и др.

Проведенный анализ работ в направлениях проектирования и совершен­ствования ткацкого оборудования, повышения его производительности показы­вает, что нерешенными проблемами являются задачи более полного методиче­ского обеспечения процессов проектирования рапирных и батанных механиз­мов металло­ткацких станков, создания обобщенных математических моде­лей

расчета собственных частот и форм изгибно-крутильных колебаний бруса широких металлоткацких стан­ков и вынужденных колебаний бруса на фазе взаимодействия берда с опушкой вырабатываемой сетки, разработки математи­чес-

ких моделей определения собственных и вынужденных продольных и попе­реч-

ных ко­лебаний ра­пиры металлоткацкого станка как тела переменной длины.

Решение названных проблем возможно за счет повышения качества и внедрения современных систем автоматизирован­ного проектирования оборудо­вания. Показано, что компьютерное моделирование может служить промежу­точным звеном между разработкой и изготовлением опытных образцов, экспе­риментальных установок, а также одним из основных методов апробации ре­зультатов процесса проектирования.

Рассмотрены функциональные возможности наиболее часто применяемых в инженерных расчетах систем проектирования, а также разработанных пакетов прикладных программ «АРМТМ», «СРМТМ» и «ДРМТМ», предназначенные для автоматизированного расчета ки­нематических, силовых и динамических параметров стержневых и кулачково-стержневых механизмов различных струк­тур и назначения.

Подробно проанализированы работы в направлении обеспечения качества тканых сеток. Наибольшее внимание уделено ключевому элементу, а именно организации технического контроля. Проблемами совершенствования техниче­ского контроля, в том числе тканой продукции, в Российской Федерации в на­стоящее время активно занимаются следующие специа­листы: Гусев Б.Н., Ка­рева Т.Ю., Коробов Н.А., Николаев С.Д., Севостьянов П.А., Сокова Г.Г., Шус­тов Ю.С., Юхин С.С. и др. Показано, что в основном ис­пользуются визуальные методы контроля и измерения показателей качества. Выявлено, что нерешенной проблемой на данном этапе развития металлоткац­кого произ­водства являются вопросы самой организации технического кон­троля в направлениях формирования полного плана контроля, определения ре­зульта­тивности и эффек­тивности технологических процессов и оценки качества про­дукции на всех этапах производства металлических сеток. Кроме разра­ботки соответствующих методов и средств контроля, основывающихся на со­времен­ных информационных техно­логиях, нерешенной проблемой является разра­ботка соответствующих стандар­тов предприятия (организации) на ком­плексный подход в оценивании качества готовой продук­ции.

Вторая глава посвящена моделированию задач кинематического анализа механизмов прокладывания утка и формирования ткани.

Создание нового вы­сокотехнологичного ткацкого оборудования невозможно без глубокого знания кинематических и динамических характери­стик меха­низмов, входящих в дан­ное оборудование. Разработка системы анализа механизмов, ориентированной на примене­ние ЭВМ, требует построения общей модели любого механизма. Такая модель для рычажного механизма может быть сформирована, если основываться на пред­ставлении реального звена в виде вектора с посто­янными или перемен­ными модулями. Заме­на звеньев меха­низма конечными системами век­то­ров приводит к гео­метрической моде­ли механизма, прибли­жающейся по смыслу к кинематической схеме, т.е. кинемати­ческая схема отображает графическую модель механизма. Разработаны математические модели, описывающие кине­матику отдельных структурных образований. Математические мо­дели анализа конкретного механизма могут быть составлены из матема­тических моделей входящих в его состав структурных об­разований. Такой подход к разработке алгоритмов анализа ме­ханизмов широ­кого класса позволяет значительно упростить вопросы их кине­матиче­ского ана-

лиза и свести задачу разработки алгоритма анализа механизма к после­дова­тельным обращениям к стандартным процедурам, описывающим кине­матику отдельных структурных образований механизма.

Для сообщения движения лопасти батана и рапирам используют раз­личные передаточные механизмы. В металлоткацких станках наи­боль­шее применение нашли дифференциально-ры­чажные, рычажные меха­низмы III-го клас-

са с трехповодковыми группами и пространственные рычажные механизмы с приводом от кривошипа и кулачков.

На рис. 1 представлена кинематическая схема дифференциального рычажного плоского батанного механизма и меха­низма привода рапир ткацкого станка типа СТР 4-180. Кинематические харак­теристики рапиры р имеют следующие выражения:

Рис. 1. Кинематическая схема батанного механизма

и механизма привода рапир ткацкого станка

типа СТР 4-180

Проведено также моделирование задач кинематического анализа рычажных механизмов III-го класса с трех­поводковыми группами на примере батанного механизма ме­тал­ло­ткацкого станка ТП-100-М (рис.2,а). Графики кинематических параметров данного механизма при­ведены на рис.2,б.

Рассмотрена задача кинематического анализа пространственных ры­чаж­ных механизмов на примере механизма привода рапир и батанного меха­низма

металлоткацкого станка типа DM -2000-М (рис.3,а). На этом станке челночный

механизм погоняльного типа с нижним боем базового станка был заменен на рапир­ный с одной гибкой рапи­рой.

Рис. 2. Схема батанного механизма ме­тал­ло­ткацкого станка ТП-100-М (а)

и графики кинематических параметров лопасти батана (б)

Модернизированный станок предназначен для выработки тканых сеток полотняного переплетения шириной 1500…2000 мм из проволоки диаметром 0,5…1,2 мм из низкоуглеро­дистой и нержавеющей стали. Графики кинематических параметров при­ведены на рис.3,б.

Рис. 3. Схема модернизированного механизма прокладывания утка

металлоткацкого станка DM - 2000-М (а) и графики

кинематических параметров рапиры (б)

На рис. 4 представлены кинематическая схема рапирного механизма при прокладке утка двумя рапирами на станке СТР-120-Т и его кинематические па­раметры.

Задачи кинематического анализа всегда соседствуют с задачами синтеза. На­пример, при проектировании ткацких станков задача согласования движений ни­тепрокладчика и берда решается путем выбора оптимальных параметров за­конов движений и геометрических размеров звеньев батанного механизма и механизма движения нитепрокладчика. Анализ согласованности движений челночного ме­ханизма про­кладывания утка и батанного механизма станка DМ-

-2000 по усло­виям входа челнока в зону формирования сетки и выхода из нее

представлен на рис.5.

а) б)

Рис. 4. Кинематическая схема (а) и результаты кинематического анализа (б)

пространствен­ного механизма привода рапир станка СТР-120-Т

Используем при этом метод об­ращения движения. Очевидно, что челнок входит в зев и выходит из него, не касаясь берда, если проекция его контура на горизонтальную плоскость вписывается в область, огра­ниченную зависимостями перемещений скулок берда и осью, совпадающей с линией опушки ткани. Невыпол­нение этого ус­ловия требует изменения функции или кор­рек­ти­ровки профиля челнока. Использование в данном случае ЭВМ позволяет оптимизировать размеры батанного и боевого механизмов по требуемому зазору ме­жду челноком и бердом в моменты входа и выхода челнока из зева. Ре­зультаты расчета на ЭВМ позво­лили оптимизировать цикловую диаграмму для исследуемого металло­ткацкого станка.

. а) б)

Рис. 5. Зависимость перемещения берда относительно рапиры (а)

и расчетная схема челночного ме­ханизма про­кладывания

утка и батанного механизма станка DМ—2000 (б)

При решении задачи согласования движения механизма прокладывания утка и батан­ного механизма модернизированного станка DМ-2000-М опреде­ля­ется расстояние между опушкой ткани и прокладчиком утка в функции угла поворота главного вала станка, для чего ис­пользуются зави­симости перемеще­ния ните­прокладчика и берда, полученные при кинематиче­ском исследовании. На рис.6 представлен график изменения рас­стояния ме­жду бердом и опушкой

Рис. 6. График изменения рас­стояния ме­жду

бердом и опушкой ткани в зависимости

от перемещения рапиры

достаточной величины для про­движения головки рапиры как на рабочем ходу (кривая 1), так и на холостом (кривая 2).

Для пространственного кулачково-рычажного механизма рассмотрена за­дача синтеза закона движения тол­кателя по заданному закону движения ра­пиры на примере механизма привода рапир станка типа СТР-120-Л (см. рис. 4). Здесь также ис­пользован метод обращения движения.

В третьей главе разработаны математические модели задач кинето­ста-

тического анализа механизмов прокладывания утка и формирования ткани.

Рассмотрены способы решения первой (пря­мой) за­дачи динамического анализа механизмов, которые исследовались во второй главе, а именно: дифференциально-ры­чажные, рычажные механизмы III-го класса с трехповодковыми группами и пространственные рычажные механизмы с приводом от кривошипа и кулачков. Звенья механизма приняты абсо­лютно жесткими.

Батанный механизм и механизм привода рапир ткацких станков СТР 4-180 и DМ-2000-М (см. рис.1 и рис.3,а) представляют собой механизм дифференциально-рычажного типа. При кинетостатическом анализе механизма (рис. 1) необходим учет влияния динамических сопротивлений ме­ханизма движения рапир (звенья 10, , , , ) на батан 5 и - на механизм привода ра­пиры (звенья 6,7,8). Нами разработана методика определения этих динами­ческих сопротивлений механизма движения рапир с целью учета их в силовом анализе механизмов. С целью оценки влияния величин M1 и M5 на реакции в кинематиче­ских парах с помощью ЭВМ произведен силовой расчет батанного меха­низма с учетом и без учета динамики рапирного механизма. В результате оп­ределены величины и направления реакций во всех кинематичес-

ких парах (рис.7). Из диаграмм изменения величин реакций в шарнирах А и O1 видно, что динамика рапирного механизма существенно влияет на характер и величину изменения реакции: 1,1' — с учетом и 2,2' — без учета динамики ра­пирного механизма соответственно для Ra и RO1.

а) б)

Рис. 8. Структурные группы моделей кинетостатического анализа

механизма III класса (а) и пространственного механизма (б)

Разработана методика силового исследования пространственного диффе-

­ренциально-ры­чажного механизма на примере механизма привода рапир и ба-

танного механизма станка типа DМ - 2000-М (см. рис.3,а). Определение нагрузок (рис. 9), действующих на кинема­тические пары звеньев механизма, позво-

тов. Экспери­ментальные исследования проводились в Шуйском СКБ ткацкого оборудования (ООО «Текмал»).

а) б)

Рис. 10. Результаты экспериментального исследова­ния напряжений в деталях

привода рапир (а) и батанного механизма (б) станка СТР-100-М

На примере пространствен­ного рычажного механизма прокладывания утка металлоткацкого станка СТР-100-М решена задача разработки математиче­ской модели кинетостатического анализа данного механиз­ма с учетом сил трения. Кинематическая схема данного меха­низма аналогична схеме механизма привода рапир станка СТР-120-Т, показанного на рис.4.а. Структурные группы механизмов и при учете трения сохраняют свою статическую определи­мость, но данные силы трения зависят от реакций в кинематических парах. Для проведения анализа применен метод последовательных приближений, и для первого при­ближения моменты сил трения принимаются равными нулю. Практические расчеты показы­вают, что вполне достаточно ограничиться третьим или даже вторым прибли­жением в расчетах в зависимости от требуемой точности. Проведены исследования потери мощности на преодоление сил трения для станков типа СТР-100-М: без смазки, со стандартными смазоч­ными материалами (коэффициент трения fт = 0,15) и со специально разрабо­танными смазочными материалами - металлоплакирующими смазками № 1 (fт =0,040) и № 2 (fт = 0,064). Исследования показали, что потери средней мощ­ности, по­требляемой механизмом привода ра­пир станка СТР-100-М, состав­ляют: без смазки – 11,76 %; со стандартными смазочными материалами – 9,99 %; с использованием разработанных металлоплакирующих смазок № 2 - 7,64 %, а № 1 – 6,02 %.

В четвертой главе проводится математическое моделирование исследо­ва­ния влияния механизмов прокладывания утка и формирования ткани (сетки) на динамику привода главного вала.

При изучении кинетостатических и динамических процессов ткацкого станка необходимо знать закономерность изменения угло­вой ско­рости главного

вала и влияния на нее различных факторов. К этим факторам можно отнести за­кон изменения приведенных моментов инерции масс подвижных звеньев станка, за­кон изменения моментов тре­ния и сил трения, характеристики электродвига­теля и др. Это особенно важно в случае больших не­равно­мерностей вращения главного вала, харак­тер­ных для тяжелых ткацких станков, в частности для метал­лоткацких, где она может достигать до 40% и выше.

Представлены варианты одномассовой и двухмассовой динамических мо­-

делей механи­ческой системы станок-двигатель. Составлены системы уравнений движения главного вала станка и динамической характеристики асинхронного электродвигателя при устано­вившемся режиме работы. Система дифференци­альных урав­нений решена числен­ным методом Рунге-Кутта четвертого порядка с использованием разработанного пакета программных модулей для динамиче­ских расчетов.

Рис. 11. График результатов расчета крутящих моментов

на главном валу станков типа СТР

Для решения этим ме­тодом определены аналитические выражения функций приведенного момента инерции масс звеньев основных исполнительных механизмов и его производной. Приведены результаты теоретиче­ского (рис.11) и экспериментального (рис.12) ис­следования влияния механизмов прокладывания утка и формирования ткани на динамику привода главного вала. Из сопоставле­ния результатов расчета с цикловой диаграммой работы батанного и ра­пирного механизма следует, что наи­боль­шие изменения угловой ско­рости главного вала отмечаются в момент дви­жения рапирного механизма. Коэффициент неравномерности вращения глав­ного вала станка СТР-100-М составляет 37,2% при частоте вращения 123мин-1.

Рис. 12. Осциллограмма крутящих моментов на главном валу станка:

а) - при установившемся режиме движения; б) - при пуске станка из по­ложе-

жения 50°...60° по циклу его работы; в) - при пуске станка из по­ложения 60°…

... 70° по циклу его работы; г) - при торможении)

Во избежание перегрузок привода станка в период раз­го­на рекомендуется исключить пуск из положений, при которых возникают мак­симальные нагрузки со сто­роны механизма прокладыва­ния утка. Рекомендации учтены при проектировании раз­гонной (пусковой) муфты станка.

При постановке задачи динамического анализа кулачково-рычажных ба­танного и рапирного механизмов металлоткацких станков типа СТР с учетом упругости элементов привода динамическая модель усложняется (рис.13,а). Эта модель будет состоять из четырех взаимосвязанных контуров: I - главного вала как крутильно-колеблющейся системы с конечным числом степеней свободы; II- промежуточного вала, также крутильно-колеблющейся системы с конечным числом степеней свободы; III - бруса батана как изгибно-колеблющейся системы с распределенными параметрами; IV – рапирного механизма как кру­тильно-колеблющейся системы с конечным числом степеней свободы.

Рис.13. Динамические модели: а - кулачково-рычажных батанного и рапирного механизмов металлоткацких станков типа СТР, б - трехлопастного кулач­ково-рычажного батанного механизма с учетом упругости элементов привода

Кон­туры I и II, I и IV связаны между собой кулачковой передачей, II и III – стержне­вой. Движение системы будет описываться следующей системой дифференциальных уравнений:

контур 1 (главный вал)

(2)

контур 2 (промежуточный вал)

(3)

контур 3 (брус батана)

, (4)

контур 4 (рапирный механизм)

(5)

В уравнениях (2) … 5) приняты обозначения: - абсолютные угловые пере­мещения дисков (i – номер контура, j – номер диска); - абсолютные перемещения сечений бруса; - моменты инерции масс дисков, отражающих инерционные свойства элементов реальной конструкции; - коэффициенты жесткости уп­ругих элементов; - погонная масса бруса батана; - изгибная жест­кость бруса; - приведенная масса лопасти и подбатанного вала; - коэффи­циент постели; , - функции перемещения кулачкового и стержне­вого механизмов соответственно; - передаточная функция, учиты­вающая линейную жесткость () и линейное сопротивление () клиноремен­ной передачи привода; - моменты сопротивления, дейст­вующие на главный вал со стороны промежуточного; - моменты сопротивления, действующие на промежу­точный вал со стороны батана; - момент сил сопротивления со сто­роны механизмов зевообразования, отпуска основы, набора товара; - время цикла, соответствующее подходу берда к опушке ткани и отходу от нее; - единичные функции Хевисайда; - приведенный к валу двигателя мо­мент сопротивле­ния со стороны рапирного механизма; - движущий мо­мент на валу двигателя.

Уравнения движения контура 3 должны удовлетворять условиям в кон­цевых сечениях бруса и условиям сопряжения участков. Например, для бруса батана с тремя лопастями (станок СТР-130-М, рис.13,б) эти условия имеют вид:

(6)

где - приведенная к изгибной крутильная жесткость лопастей с учетом жестко­сти подбатанного вала и его опор; - движущие усилия, действующие на брус со стороны привода.

Система (2…5) является системой дифференциальных уравнений с пере­менными коэффициентами, решение которой выполняется методом условного ос­циллятора. Разработанная методика решения задачи о вынужденных колеба­ниях системы главный вал станка – кулачково-рычажный привод батанного и рапирного механизмов распространяется на нестационарные режимы станка (пуск, установившийся режим с учетом неравномерности вращения, останов), что позволяет провести более глубокий анализ влияния колебательных процес­сов в приводе станка на изгибно-крутильные колебания бруса и оценить конст­руктивные и технологические параметры проектируемого или модернизируемого меха­низма.

В пятой главе раскрываются вопросы динамики бруса батана и механиз-

ма прокладывания утка металлоткацких станков.

Задачи динамики должны решаться не только с позиций определения дол­говечности работы самого механизма, но и с позиций надежного выполнения заданных функций – неизбежно возникающие вибрации не должны оказывать влияния на качество вырабатываемой продукции и сужать возмож­ный для станка диапазон вырабатываемой продукции.

На рис. 14 приведена динамическая модель бруса батанного механизма с

n лопа­стями, подверженного изгибно-крутильным колебаниям, и представлена в виде балки с распределенной массой на упругом основании с упругими на ли­нейное и угловое перемещение опорами в опорных сечениях и сосредоточен­ными в этих сечениях массами. Кроме силового возмущения брус испытывает кинематическое возмуще­ние через упругие на линейное и угловое перемеще­ние опоры.

Серийно выпускаемые металлоткацкие станки типа СТР имеют цикловую диаграмму работы кулачкового привода батана типа «подъем – выстой – опус­кание – выстой». Этот цикл можно представить состоящим из нескольких фаз: первая – движение батана до зоны формирования сетки (до момента касания берда с опушкой вырабатываемой сетки); вторая – движение батана в процессе формирования сетки; третья – выстой, четвертая – движение батана до момента отхода от опушки, пятая - отход батана до крайнего положения.

Рис.14. Динамическая модель бруса батана станка с n лопастями

Определение деформации бруса в процессе формирования сетки требует

решения задачи динамики бруса в первой и второй фазах его движения, т.к. именно в этих фазах колебания бруса ба­тана влияют на процесс формирования сетки. Уравнения движения бруса на различных фазах его движения получены с применением вариационного принципа Гамильтона – Остроградского. Если пренебречь силами неупругого сопротив­ления, то уравнения, описывающие собственные изгибно-крутильные колеба­ния бруса на второй фазе движения батана, будут иметь вид:

(7)

Анализ решения задачи о собственных изгибно-крутильных колебаниях бруса батана показал, что в основном на вибрационные процессы в батанных механизмах станков типа СТР влияют изгибная жесткость бруса и его погонная масса.

Решение задачи о вынужденных колебаниях бруса показало, что на второй фазе - движение батана в процессе формирования сетки (взаимодействие берда с опушкой ткани) - проявляются вынужденные, свободные (вызванные не­нулевыми начальными условиями) и свободные сопровождающие колебания.

На рис. 15 представлена схема механизма прокла­дывания утка с жесткой

рапирой (а.с. № 1341281), а на рис.16 - динамические модели рапиры данного механизма. Рапирный механизм оказывает наибольшее влияние на нагрузки в приводе станка. Динамический анализ позволяет решить задачу о необходимых пара­метрах механизма, в частности задачу о параметрах рапиры (жесткой) и па­раметрах головки рапиры (гибкой) и несущей ее ленты (рис.17 и 18).

Рис.15. Схема механизма прокла­дывания утка с жесткой рапирой

Рис.16. Динамические модели механизма прокла­дывания утка

с жесткой рапирой

Рис. 17. Схема движения гибкой рапиры

(Патент на полезную модель РФ 54951)

Рис. 18. Динамическая модель рапиры

лила определить геометрические и инерцион­ные параметры рапиры и тем самым обеспечить устойчивость техноло­гиче­ского процесса.

Разработана математическая модель геометрической формы уточной мононити непосредственно после прокидки в зев () до момента каса-

ния её с бердом, позволяющая прогнозировать возможные технические харак-

теристики вырабатываемых сеток:

, (8)

где ,

; ;

; ,

- собственные функции колебаний нити; - амплитудная функция; - перемещение нити; - возмущающая функция, зависящая от линейной плотности материала и функции скорости нити; - собственные числа колебаний нити.

В шестой главе рассмотрены вопросы по разработке и исследованию эффективности смазочных материалов для повышения долговечности узлов трения металлоткацких станков.

Проблема повышения надежности и долговечности ткацкого оборудова­ния непосредственно связана с развитием научных исследований в области трения, изнашивания, смазочных материалов и отражена в работах Гаркунова Д.Н., Крагельского И.В., Худых М.И., Аляпина А.Г., Беленького С.И., Розенберга Ю.А., Ротенберга З.Л., Мизери А.А., Кужарова А.С., Поля­кова А.А., Дякина С.И. и др. Спецификой ткацкого производства является то, что станки работают в условиях больших динамических воздействий, их узлы тре­ния загрязняются и быстро изнашиваются. В этих условиях одним из путей ре­шения проблем по­вышения надежности и дол­говечности оборудования, сниже­ния затрат энергии, расходуемой на преодоле­ние сил трения, является ра­цио­нальное примене­ние смазочных ма­териалов, что значительно повышает техно­логическую эф­фективность работы меха­низ­мов ткацкого станка. Промышлен­ные испыта­ния металлоткацких станков типа СТР выявили недостаточную дол­говечность шарнирных соединений механизма привода ра­пир. Установлено, что при работе элементов конструкции шарнирных соединений в условиях знакопе­ременного движения и повышен­ного нормального давления возникают высо­кие напряжения в поверхностных слоях контактирующих мате­риалов. Посто­янное воздействие этих напряжений приводит к появлению де­формаций сдвига с последующим усталостным по­вреждением поверхностных слоев материалов.

Проф. Д.Н. Гаркунов указывал, что «… при таких не­благоприятных усло­виях работы наиболее эф­фективным методом повышения износостойкости яв­ляется реализация эффекта избирательного пе­реноса». Для реализации избира­тельного переноса в парах трения сталь-сталь требуется смазка, обеспечиваю­щая плакирование поверхно­стей трения. Однако индустриальные масла, пла­стичные и многоцелевые смазки, другие смазочные материалы, используемые для этих узлов трения, эффекта избирательного пе­реноса не вызывают. С целью реализации этого эф­фекта в смазочную компо­зицию на основе минерального масла предложено вводить в качестве ПАВ по­лисилоксановую жидкость, триэтаноламин и вязкостную присадку (полиизобу­тилен). Оп­тимиза­ция смазочной композиции проведена по интенсивности изнашивания образца с использованием симплексно-суммируемого плана второго порядка. Разрабо­тана металлоплакирующая смазка на основе минерального масла И-40А, со­держащая следующие компонен­ты (масс.%): полисилоксановая жидкость - 1,5; триэтаноламин (антиокислительная присадка) - 2,5; полиизобутилен (вязкост­ная присадка) - 2,5; оксистеарат лития (загущающая присадка) - 13,0; порошок меди - 10,0; вода - 3,0; гидратированные Са-мыла (загуститель) - 12,0; мине­ральное масло И - 40А - до 100. Испытания смазки проводились на специально разработанной установке с узлом трения конус – втулка, предназначенной для определения характеристик трения и изнашивания в условиях возвратно-вращательного

трения, и показали, что по сравне­нию с используемыми в шарнирных соединениях стан­дартными смазками дан­ная металлоплакирующая смаз­ка в уз­лах трения сталь-сталь (например, кине­матические пары кулачкового привода, шарнирные соединения и др.) в лабора­торных условиях обеспечивает повышение из­носостой­кости в 4...7 раз, сниже­ние ко­эффициента трения в 2...2,5 раза и повышение предельно допустимой на­грузки в 3...5 раз.

Кроме металлоплакирующих смазочных материалов на основе минераль­ных масел разработана металлоплакирующая смазка на основе пластич­ных смазок, которая рекомендуется к использованию в узлах трения сталь – сталь, сталь – чугун, чугун – чугун также за счет реализации эффекта избира­тельного переноса. Для приготовления такой смазочной композиции в качестве мыльной пластичной смазки используют ЦИАТИМ-201 (ГОСТ 6267-74), куда вводят медный порошок марки ПМ (ГОСТ 4360-68), полиэтилен низкого давления и воду. Введение в состав смазки полиэтилена позволяет образовать на поверхности медной пленки полимерную, предотвращая непосредственный контакт метал­лических поверхностей, снижая пиковые давления, тем самым защищая мед­ную пленку от разрушения, обеспечивая низкие значения интен­сивности из­нашивания и увеличивая срок службы трущихся деталей. Разрабо­тана металлоплакирующая смазка на основе мыльной пластичной смазки, со­держащая следующие компонен­ты (масс.%): порошок меди - 5…20; полиэти­лен низкого давления - 0,02…0,3; вода - 0,08…0,7; мыльная пластичная смазка - до 100. Результаты лабораторных исследований показали, что данная смазка обес­печивает минимальную интенсивность изнашивания - до 4,15 мкм/км при пре­дельной нагрузке 32,8 МПа и коэффициенте трения 0,064.

Производственные испытания новых разработанных смазочных материа­лов проводились на широких ткацких машинах и металлоткацких станках типа СТР на Чебоксарском машиностроительном заводе ОАО «Текстильмаш», на металлоткацких станках типа СТР на ОАО «Электрокабель» Кольчугинский за­вод» (г. Кольчугино Владимирской обл.) при выработке фильтровых сеток по­лотняного переплетения № 9 (ГОСТ 3826-82) и контрольных сеток с квадрат­ными ячейками № 014 (ТУ 14-4-507-99) из нержавеющей стали 12Х18Н10Т, диаметр проволоки 0,09 мм, а также на модернизированном металлоткацком станке DM-2000-M на базе Солнечногорского завода металлических сеток им. Лепсе (г. Солнечногорск, Московская обл.) при выработке фильтровой сетки полотняного переплетения № 9 (ГОСТ 3826-82) из низкоуглеродистой проволоки диаметром 0,9 мм. Испытания проводились с целью определения надежности работы основ­ных исполнительных механизмов ткацкого станка – рапирного, батанного, зево­образовательного. Для смазывания узлов трения указанных механизмов использованы разработанные металлоплакирую­щие смазки на основе мине­рального масла И-40А (смазка № 1) и на основе мыльной пластичной смазки ЦИАТИМ-201 (смазка №2).

Анализ поверхностей трений шарнирных соединений после 4-месячной ра­боты станков на ОАО «Текстильмаш» (г. Чебоксары) и Солнечногорском заводе металлических сеток им. Лепсе (г. Солнечногорск Московской обл.), а также после 6-месячной работы станков на заводе «Электрокабель» (г. Кольчугино Владимирской обл.) показал, что все узлы трения при данных условиях ра­бота­ют в режиме изби­ра­тельного переноса. На поверхностях трения обнару-

живают участки с мед­ными пленками, занимающие примерно от 30% (смазка № 2) до 40% (смазка № 1) номинальной площади. Наличие меди на контакти-

рую­щих по­верхностях шарниров изучалось с помощью рентге­носпектрального

ана­лиза на микроанализаторе фирмы "Camebax" (Франция).

а) б)

Рис.19. Рентгеноспектрограммы поверхности трения шарнирного соединения

а) смазка № 1, б) смазка № 2 в характеристическом Cu излучении

(увеличение в 500 раз)

На микрофо­тографиях (рис.19) представлены поверхности контакта в харак­теристическом рентгенов­ском излучении Cu. Результаты испытаний работы металло­ткацких стан­ков в производствен­ных условиях показали, что применение разработан­ных металлоплакирующих смазок обеспечивает повышение износостойкости шар­нирных узлов примерно в 2...2,5 раза.

В седьмой главе предложена новая методология по оптимизации про­цесса металлоткачества на основе определения комплексных показателей технологической результа­тивности и эффективности.

Решаемая про­блема относится к техно­логиче­скому обеспечению процес­сов производства металличе­ских сеток. Она является одной из функций техниче­ского контроля и состоит из следующих этапов: выделение ос­новных и вспомо­гательных процессов металлоткацкого производства; формирование полного плана контроля технологических процессов для обеспечения их оперативного мониторинга; разработка методик определения технологической результатив­-

ности и эффективности ос­новных процессов металлоткачества; проведение оп­-

тимизации параметров оборудования на основе полученных значений комплек-

сных показателей технологической результативности и эффективности.

Одним из подходов к описанию технологических и управлен­ческих про-

­цессов является методология IDEF (ICAM Definition), позволяющая исследо-

­вать структуру, параметры и характеристики производственно-техниче­ских и организационно-экономических систем. В работе использована методология IDEF0 (США), которая позволила создать модель, отображающую структуру и функции системы, а также потоки информации и материальных объектов, пре­образуемые этими функциями. В итоге сформирована кон­текст­ная диаграмма верхнего уровня производства тканых металлических се­ток, а также дочерняя

диаграмма для процесса металлоткачества и диаграмма функ­ционирования тех-

нологических операций (переходов) процесса металло­ткаче­ства.

С учетом построенных диаграмм сформирована матрица объектов контроля основных процессов металлоткацкого производства, где каждая ячейка матрицы, отражает принадлежность к группам параметров отдельных объектов

соответствующих технологических процессов. Выделенные отдельные объ­екты: входной (вх) и выходной (вых) продукт, сырьевой поток (СП), техниче­ское средство (ТС), энергетический поток (ЭП), информационный поток (ИП) и окружающая среда (ОС) - являются составляющими всех технологических про­цессов металлоткацкого производства. Каждая ячейка (элемент) матрицы включает полную базу по всем его параметрам и необходимым методам опера­тивного мониторинга. Вариант оформления главного окна с выпадающим спи­ском ячейки «Т(СП)вых» приведен на рис.20.

Рис.20. Нижний уровень матрицы, содержащий перечень параметров

для ячейки «Т(СП)вых»

В процессе формирования полного плана контроля металлоткацкого про-

­изводства выделены и обоснованы его новые функции (табл.1). Количествен-

определение введенного понятия «технологическая ре­зультативность» (ТР) процесса металлоткачества проведено в соответствии с алгоритмом, представленным на рис.21.

Таблица 1

Функции технического контроля

Операция технического контроля	Целевая функция
Определение ре­зультатив­ности технологического процесса	где Х i – фактическое значение i-го ЕПР; Хi – запланированное (нормативное) значение i-го ЕПР; i – коэффициент весомости i-го ЕПР.
Нахождение эффективно­сти технологического процесса	где – фактическое значение i-го ЕПЭ; – базовое значение i-го ЕПЭ; – соответственно входное и выходное значения i-го по­казателя исследуемого свойства; i – коэффициент весомости i-го ЕПЭ.
Установление оптимальных значений пара­метров станка	(11)
Измерение группы параметров соответствующего сырьевого по­тока (основы)(утка) , оборудованияокру- жающей среды
Оценка техниче­ского состояния ткацкого станка

Объектом исследова­ния служила металлическая тканая сетка № 004 нормальной точности с квадратными ячейками полотняного переплетения (ГОСТ 6613-86) из никеле­вой проволоки НП-2 (ГОСТ 492-73). В результате проведен-

ных испытаний данного объекта определены зна­чения контролируемых вели-

чин и установлены их нормативы (табл.2).

Расчет комплексного показателя технологической результативности (ТР)

осуществляется согласно выражению (9), а комплексного показателя техноло-

гической эффективности (ТЭ) - в соответствии с формулой (10). С учетом раз-

работанных методик по определению комплексных показателей ТР и ТЭ предложен новый подход к оптимизации параметров металлоткацкого станка, который в виде алгоритма представлен на рис. 22. В качестве технологических параметров оптими­зации металлоткацкого станка выбраны: натяжение нитей основы Y1, Н; натяжение уточной нити Y2, Н; ширина прибойной полоски Y3, мм. Для каждого параметра опре­делены соответствующие уровни варьирования. Расчет комплексных показате­лей ТР и ТЭ произведен в соответствии с фор-

мулами (9) и (10). В итоге определены необходимые условия работы металлоткацкого станка при опти­мальных значе­ниях Y1, Y2 и Y3, обеспечивающих по-

лу­чение металлической сетки с заданными параметрами качества. Кроме этого

приведены данные по исследованию воспроизводимости предложенного мето-

Рис. 21. Алгоритм определения технологической

результативности процесса металлоткачества

ства предприятия (организации) на базе стандартов ИСО се­рии 9000, чем осу-

ществляемый ранее поиск нового обобщенного показа­теля оптимизации для

каждого конкретного процесса и выбора соответствую­щих критериев определе-

ния оптимальных значений параметров технологи­че­ского оборудо­вания.

Таблица 2

Результаты измерения и нормирования ЕПР процесса металлоткачества

Количественный показатель и единица измерения	Коэффици­ент весомо­сти	Значение показателя результативности
		фактиче­ское	норма­тивное
1	2	3	4
Показатель ширины, мм	0,12	1000	1000±10
Номинальный диаметр, мм : - проволоки основы - проволоки утка	0,15 0,13	0,032 0,027	0,0300,004 0,0300,004
Показатель толщины сетки, мм	0,09	0,055	0,060 ± 0,008
Окончание табл. 2
1	2	3	4
Разрывное усилие сетки, Н : - по основе - по утку	0,12 0,10	2305 2305	2570285 2570285
Показатель жесткости на сдвиг (диагональная устой­чивость), %	0,08	2,50	1,0
Масса 1 м2 сетки, кг	0,05	0,183	0,183±0,046
Среднее арифм. кол-во ячеек на ед. длины, шт/м	0,05	1355	не более 1429
Скорость выпуска сетки, м/мин	0,06	0,0074	0,0067
Количество дефектов, баллы	0,05	17	6…40, но не более четырех дефектов

Рис.22. Алгоритм новой методики оптимизации

параметров металлоткацкого станка

В соответствии с особенностями производства металлической сетки сформирована новая стратегия по определению качества входного продукта (проволоки) и выходного продукта (сетки) металлоткацкого производства. Предложенный алгоритм оценивания качества металлической сетки как выход­ного продукта металлоткацкого производства приведен на рис. 23.

Принципиальные отличия предлагаемой методики оценивания качества металлической сетки от существующих состоят в том, что на этапе оп­ределения

итоговой номенклатуры единичных показателей качества (ЕПК) выделены и использованы три группы показа­те­лей (геометрические и механические свойства, а также дефекты внешнего вида). По каждой группе предусмотрено их ранжирование и нормирование значений.

При оценива­нии качества металлических сеток выделено два этапа, первый из кото­рых связан с формированием обобщенного показателя качества по от­дель­ной группе свойств, а второй этап основан на определении комплексного пока­за­теля качества (КПК) сетки как по шкале отношений, так и по шкале порядка, что позволило максимально приблизиться к существующей практике оценки качества металлической сетки в произ­вод­ственном процессе.

Рис.23. Алгоритм определения КПК сетки

При обосновании выбора ЕПК из группы геометрических свойств учтено, что при осуществлении технического контроля на предприятии чаще всего опреде­ляют номинальный диаметр проволоки основы и утка, предельные от­клонения диаметра проволоки, номинальный размер ячейки в свету, предель­ное отклоне­ние среднего арифметического размера ячейки в свету, максималь­ное

отклоне­ние размера стороны ячейки от номинального, допустимое число ячеек

с мак­симальным размером, номинальное количество проволок основы и утка

на 1 дм (для фильтровых сеток). Выделенные геометрические показатели ме-

­талличе­ских тканых сеток с квадратными ячейками приведены в табл. 3.

К количественным показателям из группы механических свойств отнесены: разрывная нагрузка и относительное удлинение проволоки основы и утка, показатель жесткости сетки на сдвиг (диагональная устойчивость).

Третьей группой показателей являются дефекты внешнего вида сетки, ко-

торые также выделены и предложены в базу данных возможных дефектов. Ус-

­тановлена их значимость в общей оценке качества сеток. Кроме этого в базе

данных описаны новые виды дефектов.

Таблица 3

Геометрические показатели сеток с квадратными и прямоугольными ячейками

Свойство	Единичный показатель качества, единица измере­ния	Обозна­чение (кодиро- ванное)	Норма­тивное значе­ние	Коэф­фи­циент ве­сомо­сти
Плотность	Среднее арифметическое ко­личество ячеек на единицу длины, шт/ед. длины			0,25
Пористость	Средний арифметиче­ский размер ячейки в свету, мм			0,20
Толщина	Номинальный диаметр проволоки, мм :
	основы			0,15
	утка			0,10
	Показатель толщины сетки, мм			0,15
Материа­лоемкость	Теоретическая масса 1 м2 сетки, кг			0,15

­

При выделении уровней качества металлической сетки предложено уста-

навливать высший уровень при отсутствии дефектов внеш­него вида. Для ос­тальных уровней качества (кроме бракованной продукции) допускается не бо­лее четырех дефектов внешнего вида, в частности, для уровня «среднее каче­ство» - не более двух дефектов, «низшее качество» - не более четырех.

Помимо выделения номенклатуры единичных показателей качества сетки и нормирования их значений усовершенствованы методы измерения параметров сетки при опре­де­лении фактических значений ЕПК. На предприятии эту операцию осуществ­ляет служба технического контроля ткацкого производства на основе морально ус­таревших методов измерения. В современных условиях наиболее интенсивно развиваются компьютерные методы изме­рения, которые предназначены, в том числе, и для измерения показателей каче­ства текстиль­ных полотен (тканых, нетканых, трикотажных).

В качестве объекта для разработки нового метода измерения использо­ва-

ли сетку № 20 с прямоугольными ячейками полотняного переплете­ния (ГОСТ 2715-75) из проволоки – по­лутомпак Л-80 (ГОСТ 1066-90).

Техническими средствами являлись планшет­ный сканер марки Scanjet 5300С с разрешающей способностью 1200 пик­сель/дюйм и пер­сональный компьютер. Подготовка пробы сетки заключалась в вырезании квадрата 10х10 см по направлениям основных и уточных нитей. В дальнейшем данную пробу скани­ровали в отраженном свете, осуществляли синхронизацию изображения систем нитей основы и утка со столбцами и строками матрицы изображения, подби­рали оптимальную яркость и контрастность изображения пробы и выводили на экран ЭВМ (рис. 24).

Рис. 24. Итоговый протокол по оценке показателей

геометрических свойств сетки

Комплекс­ная оценка качества сетки состояла в математической операции свертывания обобщенных показателей по соответствующим группам на основе арифметического способа усреднения согласно выражению

при (14)

В развернутом виде КПК сетки определяется по формуле:

(15)

где

, и - коэффициенты значимости соответственно группы геометри-

ческих, механических показателей качества и дефектов внешнего вида.

С учетом предъявляемых требований к качеству сетки со стороны потре-

­бителей установлено соотношение коэффици­ентов значимости по выделен-

ным группам ЕПК. В итоге были установлены:, , .

На заключительном этапе оценивания качества сетки установлены её уровни градации, что принято в производственной практике. Выделены пять уровней качества сетки: высшее, хорошее, среднее, низшее качество и бракованная продукция. С учетом выделенных уровней и граничных условий вариаций КПК от 0 до 1 выбрана функция желательности в виде поли­нома второй степени (y = 0.787x^2 – 0.368x +0.589), на основе которой уста­новлены значения КПК по выделенным уровням качества: высшее - 0,91 … 1,0; хорошее - 0,76…0,90; среднее - 0,61…0,75; низшее - 0,46…0,60; бракованная продукция - 0,00…0,45.

В качестве примера осуществлен расчет комплексной оценки качества тканой металлической сетки № 004 нормальной точности с квадратными ячей­ками полотняного переплете­ния (ГОСТ 6613-86) из никелевой проволоки марки НП-2 (ГОСТ 492-73). В результате расчета получено Кс = 0,81, что в соответст­вии с установленной градацией от­носится к хорошему уровню качества сетки.

На основании предложенной методологии оценки качества сетки разрабо­тан стандарт организации на технические условия изготовления металлических сеток для предприятия ООО «Текмал» (г. Шуя Ивановской обл.).

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЕ

1. Разработаны алгоритмы и программное обеспечение для системы автоматизированого расчета механизмов ткацких станков, предусматривающие кинематиче­ский и с учетом сил трения кинетостатический анализ, включая плос-

кие III-го класса с трехповодковыми группами и пространственные механизмы.

2. Разработана обобщенная динамическая модель бруса батана широких металлоткацких стан­ков и методика расчета собственных частот и форм изгибно-крутильных колебаний бруса, а также вынужденных колебаний бруса на фазе взаимо­действия берда с опушкой вырабатываемой сетки. Установлено, что на вибра­ционные процессы в батанных механизмах станков типа СТР влияют изгибная жесткость бруса и его погонная масса, в связи с этим при проектировании или мо­дернизации батанных механизмов нужно стремиться к увеличению изгибной жесткости бруса, снижению его погонной массы и применению фазы выстоя в момент прибоя уточины.

3. Разработана методика анализа собственных и вынуж­ден­ных колебаний рапиры как стержня с распределенной массой и периодически изменяющимися граничными условиями, находяще­гося под воздействием периодической знакопеременной продольной силы. Дано их аналитическое решение, позволяющее определить геометрические и инерцион­ные параметры рапиры для обеспечения устойчивости техноло­гического про­цесса металлоткачества.

4. Разработана математическая модель определения геометриче­ской фор-

мы уточной мононити непосредственно после прокидки её в зев до момента касания с бердом, позволяющая прогнозировать возможные технические характеристики вырабатываемых сеток.

5. Разработана математическая модель установившегося вращения главного вала с учетом динамической характеристики электродвигателя металлоткацких станков типа СТР-100-М, позволяющая получить исходные данные для проведения исследо­ваний вынужденных колебаний в системах батанного и рапирного механизмов. Ко­эффициент неравномерности вращения глав­ного вала станка СТР-100-М составляет 37,2% при частоте вращения 123мин-1. На основании теоретических и экспериментальных исследований установлено, что в установившемся режиме вращения максимальные нагрузки на главном валу станка возникают при работе рапирного механизма и в 3,2 раза превышают максимальные нагрузки, возникающие при работе батанного механизма. Для избежания перегрузок привода станка в период разгона рекомендовано исключить пуск станка из положений, соответствующих зоне максимальных нагрузок на главном валу. Оптимизирована цикловая диаграмма работы привода станка.

6. Предложена и реализована в се­рийно выпускаемых на Чебоксарском машиностроительном заводе ОАО «Текстильмаш» металлоткацких станках типа СТР новая конструкция механизма привода жесткой рапиры. Создано уст­ройство механизма прокладывания утка с гибкой рапирой для модернизирован­ного ме­таллоткацкого станка DМ-2000-М, позво­ляющее ликвидировать чел­ночный способ прокладывания утка и процесс пе­рематывания утка на уточные шпули, а также снизить уровень шума при работе станка. Промышленная эксплуатация модернизированного станка показала работоспособность разработан-

ного механизма прокладывания утка и согласованность его работы с другими исполнительными механизмами станка при увеличении частоты вращения главного вала станка и его КПВ на 65…70% по сравнению с базовыми.

7. Определены составы смазочных материалов на основе минерального масла И-40А и мыльной пластичной смазки ЦИАТИМ-201 для повышения долговечности кинематических пар металлоткацких станков на основе эффекта избирательного переноса и разработана конструкция установки для проведения испытаний мате­риа­лов на изнашивание с изменяющейся в про­цессе испытаний пло­щадью контакта образцов и постоянным коэффициентом взаим­ного перекры­тия, по­зволяющая определять характеристики трения и изнашива­ния в усло­виях возвратно-вращательного относительного движения звеньев. Результаты промышленных испытаний разработанных смазочных материалов в исполнительных механизмах станков типа СТР и DМ показали, что они обеспечивают увеличение износостойкости шарнирных узлов в 2…2,5 раза.

8. На основе применения современ­ных информационных технологий предложена новая стратегия формирования полного плана техниче­ского кон­троля металлоткацкого производства, позволяющая выделить и контролировать дополнительные параметры, связанные с обеспечением требуемого уровня качества гото­вой продукции.

9. Созданы методики по определению технологической результативности

и эффективности процесса металлоткачества, позволяющие осуществлять опе-

ративный мо­ниторинг данного технологического процесса.

10. Предложена новая методология определения оптимальных значений процесса металлоткачества с применением комплексных показателей его технологической результативности и эффективности, которая позволяет достичь максимальных значений результативности и эффективности данного процесса.

11. Разработан компьютерный метод и программное обеспечение для из­мерения геометрических характеристик металлической сетки, позволяющие ав-

томатизировать и повысить быстродействие данной измерительной операции.

12. Сформирована методика комплексной оценки качества продукции ме-

таллоткацкого производства, на основе которой разработан и внедрен в произ­водство стандарт организации.

Публикации, отражающие основное содержание диссертации

Монографии и учебные пособия

1. Суров, В.А. Динамика упругих систем батанных механизмов металлот­кацких стан­ков / В.А. Суров, А.А. Тувин. – Иваново: ИГТА, 2004. - 184 с.

2. Тувин, А.А. Основы автоматизиро­ванного расчета стержневых механиз­мов II-го класса : учебное пособие /А.А. Тувин, В.А. Суров, В.М. Андриянов.- Иваново: ИГТА, 1998.- 92 с.

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК

для опубликования основных научных результатов докторских диссертаций

3. Тувин, А.А. Определение характеристик изнашивания при испытаниях на машинах с пе­ременной площадью контакта /А.А Тувин, Ю.Ф. Макаров, С.Ю. Макаров // Заво­дская лаборатория. - 1986. - N 6. - С. 68-70.

4. Тувин, А.А. Определение неравномерности вращения главного вала ме­таллоткацких станков типа СТР /А.А Тувин // Изв. вузов. Технология текстиль­ной промышленности. - 1987. - N 1. - С. 103-107.

5. Тувин, А.А. Влияние батанного и рапирного механизмов на крутящий момент глав­ного вала рапирных металлоткацких станков /А.А Тувин, А.Д. Без­менов // Изв. вузов. Тех­нология текстильной промышленности. - 1987. - N 4.- С. 104-106.

6. Тувин, А.А. Оптимизация состава смазочного материала для узлов тре­ния медь-сталь / А.А. Тувин // Заводская лаборатория. - 1988. - N 10. - С. 97-98.

7. Андриянов, В.М. Кинематический анализ механизма привода рапир ку­лисного типа лентот­кацких станков типа ТЛБ / В.М. Андриянов, В.А. Суров, А.А. Тувин // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1989. - N 2. - С. 89-92.

8. Андриянов, В.М. Проектирование кулачкового привода рапир станка СТР-120-Л / В.М. Андриянов, В.А. Суров, А.А. Тувин, В.Г. Чумиков // Изв. ву­зов. Технология текстиль­ной промышленности. - 1989. - N 6. - С. 87-90.

9. Суров, В.А. Использование метода инверсии при согласовании движе­ния берда и ните­прокладчика / В.А. Суров, В.Г. Чумиков, В.М. Андриянов, А.А. Тувин // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1990. - N 4. - С. 79-81.

10. Суров, В.А. Синтез четырехзвенного механизма по условиям входа и выхода ните­прок­ладчика из зева / В.А. Суров, В.Г. Чумиков, В.М. Андриянов, А.А. Тувин // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1991. – N 2. - С. 91-94.

11. Суров, В.А. Силовой расчет рапирного механизма лентоткацких стан­ков типа АЛТБ / В.А. Суров, В.Г. Чумиков, В.М. Андриянов, А.А. Тувин // Изв. вузов. Технология тек­стильной промышленности. - 1991. - N 4. - С. 92-94.

12. Тувин, А.А. Установка для испытания на изнашивание материалов, ра­ботающих в

усло­виях фреттинга, фреттинг-коррозии и риверсивного трения / А.А. Тувин // Вестник машиностроения. - 1991. - N 2. - С. 4-5.

13. Суров, В.А. Кинематическое исследование батанного механизма ме­таллоткацкого

станка ТП-100-М / В.А. Суров, А.А. Тувин, В.Г. Чумиков // Изв. вузов. Технология текстиль­ной промышленности. - 1996. - N 2. - С. 95-100.

14. Суров, В.А. Исследование батанного механизма металлоткацких стан­ков типа СТР с вы­стоем в момент прибоя / В.А. Суров, А.А. Тувин, А.В. Кова­левский, В.Г. Чумиков // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 1996. - N 3. - С. 90-93.

15. Дрягина, Л.В. Комплексная оценка качества ленты / Л.В. Дрягина, С.В. Павлов, А.А. Тувин, Б.Н. Гусев // Изв. вузов. Технология текстильной промыш­ленности. - 2003. - N 5. - С. 10-12.

16. Маховер, В.Л. Расчет геометрических параметров заправки проволок на навойной ус­та­новке с торрои­дальным шпулярником / В.Л. Маховер, Т.Б. Во­робь­ева, А.А. Тувин // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 2004. - N 3. - С. 41-45.

17. Тувин, А.А. Совершенствование системы контроля тех­нологических процес­сов текс-

тильного про­изводства /А.А. Тувин, С.В. Павлов, С.П. Зимин, Б.Н. Гусев // Изв. вузов. Тех-

нология текстильной промышленности. - 2004. - N 5. - С. 36-39.

18. Тувин, А.А. Кинематическое ис­следование механизма прокладывания утка модернизи­рованного металлоткацкого станка DМ-2000-М /А.А. Тувин, Р.В. Шляпугин // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 2007. - N 2. - С. 92-96.

19. Тувин, А.А. Модернизация метал­лоткацкого станка типа DМ /А.А. Ту­вин, Р.В. Шля­пугин // Изв. вузов. Технология текстильной промышленности. - 2007. - N 3с. - С.105-108.

20. Тувин, А.А. Компьютерное моде­лирование механизма образования зева ме­таллоткац­ких станков /А.А. Тувин, Д.А. Пирогов // Изв. вузов. Технология текстильной промышленно­сти. - 2009. – N 6. - С. 119-121.

21. Пирогов, Д.А. Комплексная оценка качества тканых металлических се­ток /Д.А. Пиро­гов, А.А. Тувин, Б.Н. Гусев // Изв. вузов. Технология текстиль­ной промышленности. - 2011. - N 1. - С.19-23.

22. Тувин, А.А. Приближенный анализ устойчивости движения гибкой ра­пиры меха­низма прокладывания утка /А.А. Тувин, Р.В. Шляпугин // Изв. вузов. Технология текстиль­ной промышленности. - 2011. - N 2. - С.83-87.

Статьи в российских и зарубежных журналах, сборниках научных трудов

23. Тувин, А.А. Исследование влияния смазочных средств на износостой­кость сталей при трении качения / А.А. Тувин, Ю.Ф. Макаров // Смазка при трении и резании металлов: меж­вузовский сборник научных трудов. - Иваново: ИвГУ, 1986. - С. 61-64.

24. Тувин, А.А. Повышение надежности работы механизма прокладывания утка с жест­кой рапирой / А.А. Тувин, А.Н. Смирнов, В.М. Андриянов // Повы­шение эффек­тивности оборудования путем совершенствования конструкций текстильных машин: межвузовский сборник научных трудов.- Ярославль: ЯПИ, 1987. - С. 82-88. В надзаг.: Костром. технол ин-т.

25. Тувин, А.А. Некоторые вопросы динамики механизма прокладывания утка лентоткац-

ких станков / А.А. Тувин, А.Н. Смирнов // Разработка и совершенствование техно­логий и оборудования ткацкого производ­ства: межвузовский сборник научных трудов. - Иваново: ИВТИ, 1988. – С. 107-110.

26. Тувин, А.А. Методика исследования нового батанного механизма для выработки тяже­лых тканей /А.А.Тувин, В.А.Шмелев, В.М. Андриянов // Со­временные методы исследова-

­ния и прогнозирования эксплуатационных пара­метров тек­стильных машин: межвузов­ский сборник научных трудов. - Яро­славль: ЯПИ, 1989. - С.57-61. В надзаг.: Костром. технол ин-т.

27. Тувин, А.А. Динамика кулачкового механизма с силовым замыканием / А.А. Тувин,

А.Н. Смирнов // Сборник научно-исследовательских трудов VII Международного конгресса по ТММ. - Либерец, Чешская республика, 1996. - С. 553-559. - (на англ. яз.).

28. Тувин, А.А. Исследование батанного и зевооб­разовательного меха­низма круглоткац­кой машины МТК-200 / А.А. Тувин, А.Н. Смирнов // Журнал Чжэнчжоуского текстильного института. - 2001. - № 2. - С. 55-58. – (на кит. яз.).

29. Смирнов, А.Н. Исследования технологии и оборудования в металлотка­честве / А.Н. Смирнов, А.А. Тувин, И.С. Баталин, Гао Бинь // Вестник ИГТА. - 2001. - № 1. - С. 122-124.

30. Тувин, А.А. Методологические ос­новы построения пол­ного плана кон­троля произ-

вод­ств тек­стильной промышлен­ности / А.А. Тувин, С.В. Павлов, Т.В. Дюковская // Вестник ИГТА. - 2002.- № 2. - С. 21-25.

Авторские свидетельства, патенты, программы для ЭВМ

31. А.с. 1174467 СССР, МКИ С 10 М 161/00. Смазочная композиция / А.А Тувин, Ю.Ф. Ма­каров, С.Ю. Макаров (СССР). - № 3720990/ 23-04; заявл. 06.02.84; опубл. 23.08.85, Бюл. № 31. - 4 с. : ил.

32. А.с. 1180339 СССР, МКИ B 65 H 49/ 02. Устройство для осевого сма­тывания ните­видного материала / В.А. Шмелев, А.А Тувин, В.М. Андриянов, С.А. Ермаков, К.М. Кокин (СССР). - № 3708670/ 28-12; заявл. 11.03.84; опубл. 23.09.85, Бюл. № 35. - 4 с. : ил.

33. А.с. 1201371 СССР, МКИ D 03 D 47/18. Устройство для прокладывания уточной нити

на ткацком станке / В.А. Шмелев, А.А Тувин, С.А. Ермаков, В.М. Андриянов, В.А. Суров, В.Г. Чумиков (СССР). - № 3692835/28-12; заявл.25.01.84;опубл.30.12.85, Бюл. № 48.-2 с. : ил.

34. А.с. 1341281 СССР, МКИ D 03 D 47/16. Устройство для прокладывания уточной нити на ткацком станке / С.А. Ермаков, Б.Ф. Морыганов, Б.П. Поляков, К.М. Кокин, А.А Тувин, В.А. Шмелев (СССР).- № 3952667/28-12; заявл.25.06.85; опубл.30.09.87, Бюл. № 36.-2 с. : ил.

35. А.с. 1455723 СССР, МКИ С 10 М 143/02. Металлоплакирующая смазка / С.Ю. Ма­ка­ров, Ю.Ф. Макаров, Н.А. Можин, А.А Тувин (СССР). - № 4188391/31-04; заявл. 02.02.87; опубл. 30.01.89, Бюл. № 4. - 3 с. : ил.

36. Пат. на полезную модель РФ 54951 МКИ D 03 D 47/16. Устройство для про­кладыва­ния уточной проволоки на металло­ткацком станке / А.В Гущин, А.А Тувин, Р.В Шляпугин. - № 2006104253/22; заявл. 13.02.2006; опубл. 27.07.2006, Бюл. № 21. – 5 с. : ил.

37. Свидетельство об отраслевой регистрации программы для ЭВМ № 5219. Программа автоматизированного расчета кинематических параметров стержне­вых механизмов тек­стильных машин «АРМТМ» / А.А. Тувин, В.А. Суров, Р.В. Шляпугин. - Зарегистрировано в Отраслевом фонде алгоритмов и программ государственного координационного центра ин­формационных технологий 23.09.2005. – 3 с.

38. Свидетельство об отраслевой регистрации программы для ЭВМ № 5498. Про­грамма автоматизированного расчета силовых параметров стержне­вых и кулачково - стерж­невых механизмов текстильных машин «СРМТМ» / А.А. Тувин, В.А. Суров, Р.В. Шляпу­гин. - Зарегистрировано в Отраслевом фонде алгоритмов и программ государственного ко­ординационного центра ин­формационных технологий 12.12.2005. - 3 с.

39. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товар­ным знакам № 2011610608. Программа автомати­зированного расчета динами­ческих пара­метров механизмов текстиль­ных машин / А.А. Тувин, Р.В. Шляпу­гин. - № 2010616967; заявл. 09.11.2010; зарегистр. 11.01.2011. – 4 с.

40. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товар­ным знакам № 2011617016. Программа определения геометрических показате­лей качества тканой металлической сетки / Н.А. Коробов, Д.А. Пирогов, А.А. Тувин, Б.Н. Гусев.- № 2011615193; заявл. 12.07.2011; заре­гистр. 08.09.2011.–4 с.

Материалы научно-технических конференций различных уровней

41. Тувин, А.А. Совершенствование основных механизмов ткацких стан­ков типа СТР /А.А. Тувин, А.Н. Смирнов, В.М. Андриянов // Пути развития на­учно-технического про­гресса в текстильной промышленности: тез. докл. республ. научно-техн. конф./ ГрузНИИТП. - Тбилиси, 1986.

42. Тувин, А.А. О некоторых проблемах выработки технических тканей большой плотно­сти на ткацких станках типа СТР /А.А. Тувин // Технический прогресс в развитии ассор­ти­мента и качества изделий в легкой промышленно­сти: тез. докл. Всесоюзной научно-техн. конф. молодых ученых / ИвТИ. - Иваново, 1987.

43. Тувин, А.А. Повышение качества бытовых и технических тканей, вы­рабатываемых на рапирных ткацких станках/А.А.Тувин, А.В.Берегов//Науч­ным работникам - широкое вне­дре-

ние в практику (Про­гресс-88):тез. докл. областной научно-тех­н. конф./ИвТИ.- Иваново, 1988.

44. Тувин, А.А. Об одном из вопросов снижения шума при работе кулач­ковых механиз­мов с силовым замыканием /А.А. Тувин // Опыт работы по сни­жению шума и повышению надежности при создании и эксплуатации техноло­гического оборудования: тез. докл. Всесо­юзного научно-техн. семинара / ПНПО «Текстильмаш», НИЭКИПмаш. - Пенза, 1989.

45. Тувин, А.А. Система автоматизированного проектирования - кулачок /А.А. Тувин // Современное состояние, проблемы и перспективы энергетики в энергостроении: тез. докл. Всесоюзной научно-техн. конф. / ИЭИ. - Иваново, 1989.

46. Андриянов, В.М. Система автоматизированного расчета инерционных характеристик деталей текстильных машин / В.М. Андриянов, В.А. Суров, А.А. Тувин, В.Г. Чумиков, В.А. Шмелев // Проблемы развития малоотходных ресур­сосберегающих экологически чистых технологий в текстильной и легкой про­мышленности (Прогресс-94): тез. докл. междунар. научно-техн. конф. / ИГТА. – Иваново, 1994.

47. Тувин, А.А. Система автоматизированного расчета ступенчатых валов / В.М. Андрия­нов, В.А. Суров, В.Г. Чумиков, В.А. Шмелев // Проблемы развития малоотходных ресур­со­сберегающих экологически чистых технологий в текстильной и легкой про­мышленности (Прогресс-94): тез. докл. междунар. научно-техн. конф. / ИГТА. – Иваново, 1994.

48. Тувин, А.А. Силовой анализ основных механизмов металлоткацких станков типа СТР с учетом экспериментальных данных натяжения основы /А.А. Тувин, А.В. Сухарева, В.А. Суров, В.Г. Чумиков // Проблемы развития малоотходных ре­сурсосберегающих экологиче­ски чистых технологий в тек­стильной и легкой промышленности (Прогресс-95): тез. докл. междуна­р. научно-техн. конф. / ИГТА. - Иваново, 1995.

49. Суров, В.А. К вопросу о точной фиксации уточной нити на металло­ткацких станках типа СТР-100-М /В.А. Суров, А.А. Тувин, В.Г. Чумиков, А.В. Ковалевский // Проблемы раз­вития малоотходных ресурсосберегающих эколо­гически чистых технологий в текстильной и легкой промышленности (Про­гресс-95): тез. докл. междунар. научно-техн. конф. / ИГТА. – Иваново, 1995.

50. Тувин, А.А. Автоматизированный расчет рычажных механизмов /А.А. Тувин, В.М. Андриянов // Проблемы развития малоотходных ресурсосбере­гающих экологически чистых технологий в текстильной и легкой промышлен­ности: тез. докл. междунар. научно-техн. конф. / ИГТА. – Иваново, 1999.

51. Козлов, Н.С. Исследование рапирного механизма металлоткацкого станка СТР-130-М / Н.С. Козлов, А.А. Тувин // Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышлен­ности (Поиск-2000): тез. докл. меж­вузовской научно-техн. конф. / ИГТА. - Ива­ново, 2000.

52. Баталин, И.С. Кинематическое исследование модернизированного ме­ханизма привода ра­пир металлоткацкого станка типа СТР / И.С. Баталин, А.А. Тувин // Молодые ученые –

развитию текстильной и легкой промышленности (Поиск-2001): тез. докл. межвузовской научно-техн. конф. / ИГТА. - Ива­ново, 2001.

53. Фонарев, А.В. Оптимизация закона движения толкателя батанного ме­ханизма металло­ткацких станков типа СТР /А.В. Фонарев, А.А. Тувин // Моло­дые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности (Поиск-2001): тез. докл. межвузовской научно-техн. конф. / ИГТА. - Ива­ново, 2001.

54. Павлов, С.В. Формирование опти­мального плана кон­троля параметров технологиче­ских процес­сов прядильного про­изводства /С.В. Павлов, А.А. Ту­вин // Современные науко­емкие технологии и перспективные ма­те­риалы тек­стильной и легкой промышленно­сти (Про­гресс-2002): тез. докл. между­нар.научно-техн. конф. / ИГТА. - Ива­ново, 2002.

55. Тувин, А.А. Создание местных нормативных положе­ний по организа­ции контроля тех­нологиче­ских процессов произ­водств текстильной промыш­ленности /А.А. Тувин, Б.Н. Гусев // Современные науко­емкие технологии и перспективные ма­те­риалы текстильной и легкой промышленно­сти (Прогресс-2002): тез. докл. междунар. научно-техн. конф. / ИГТА. - Ива­ново, 2002.

56. Тувин, А.А. Оценивание эффек­тивности компьютер­ного контроля процес­сов ткацкого произ­водства /А.А. Тувин // Перспективы ис­пользования ком­пьютерных техноло­гий в тек­стильной и легкой промышленно­сти: тез. док­л. I междунар. научно-техн. конф. / ИГТА. - Ива­ново, 2003.

57. Шляпугин, Р.В. Разработка программ­ного обеспечения для кинемати­ческого ана­лиза ры­чажных меха­низмов ткацких стан­ков /Р.В. Шляпугин, А.А. Тувин // Современные науко­емкие технологии и перспективные ма­те­риалы текстильной и легкой промышленно­сти (Про­гресс-2005): тез. докл. меж­дунар. научно-техн. конф. / ИГТА. - Ива­ново, 2005.

58. Шляпугин, Р.В. Программа автомати­зированного расчета силовых па­раметров стерж­невых и кулач­ково-стержневых ме­ханизмов текстильных машин /Р.В. Шляпугин, А.А. Ту­вин // Молодые ученые - развитию тек­стильной и лег­кой промышлен­ности (Поиск-2006): тез. докл. междунар. научно-техн. конф. / ИГТА. - Ива­ново, 2006.

59. Шляпугин, Р.В. Разработка стратегии модернизации челноч­ного метал­лоткацкого станка /Р.В. Шляпугин, А.А. Тувин // Современные нау­ко­емкие технологии и перспективные мате­риалы тек­стильной и легкой про­мышленно­сти (Прогресс-2006): тез. докл. межвузов­ской научно-техн. кон­ф. / ИГТА. - Ива­ново, 2006.

60. Тувин, А.А. Разработка методики кинематического ана­лиза простран­ствен­ного рычаж­ного меха­низма привода рапиры /А.А. Тувин, Р.В. Шляпугин // Современные нау­ко­емкие технологии и перспективные мате­риалы тек­стиль­ной и легкой про­мышленности (Прогресс-2006): тез. докл. межвузов­ской научно-техн. конф. / ИГТА. - Ива­ново, 2006.

61. Шляпугин, Р.В. Головка рапиры ме­таллоткацкого станка /Р.В. Шляпу­гин, А.А. Тувин // Молодые ученые - развитию тек­стильной и легкой промыш­лен­ности (Поиск-2007): тез. докл. межвузовской научно-техн. конф. / ИГТА. - Ива­ново, 2007.

62. Шляпугин, Р.В. Разработка методики силового анализа про­странствен­ного ры­чажного ме­ханизма привода рапир / Р.В. Шляпугин, А.А. Тувин // Со­временные нау­ко­емкие техноло­гии и перспективные мате­риалы тек­стильной и легкой про­мышленности (Прогресс-2007): тез. докл. межвузовской на­учно-техн. конф. / ИГТА. - Ива­ново, 2007.

63. Шляпугин, Р.В. Исследование эволь­вентного зацепления колеса с ра­пирой / Р.В. Шляпугин, А.А. Тувин // Студенты и молодые ученые КГТУ-произ­водству (Кострома 16-20 апреля 2007 г.): тез. докл. 58-й межвузов­ской научно-техн. конф. молодых уче­ных и сту­ден­тов / КГТУ. - Кост­рома, 2007.

64. Тувин, А.А. Управление качеством продукции ткацкого производства /А.А. Тувин // Про­ектирование, кон­троль и управле­ние качеством продукции и образовательных услуг: ма­териалы Х Всерос­сийской конферен­ции-семинара / Филиал Са­марского государственного технического университета в г.Сызрани. М., Толь­ятти, Сыз­рань, 2007.

65. Тувин, А.А. К вопросу о динамиче­ской модели рапиры бесчелночного ткац­кого станка /А.А. Тувин, Р.В. Шляпугин // Современные нау­ко­емкие технологии и перспективные мате­риалы тек­стильной и легкой про­мышленности (Прогресс-2008): тез. докл. межвузов­ской научно-техн. конф. / ИГТА. - Ива­ново, 2008.

66. Шляпугин, Р.В. Разработка математической модели кинетостатиче­ского анализа про­странственных механизмов с учетом силы трения в кинема­тических парах / Р.В. Шляпугин, А.А. Тувин // Молодые ученые - развитию тек­стильной и легкой промышлен­ности (Поиск-2011): тез. докл. межвузов­ской научно-техн. конф. / ИГТА. - Ива­ново, 2011.

67. Шляпугин, Р.В. Классификация рапирных и батанных механизмов ткацких станков / Р.В. Шляпугин, А.А. Тувин // Молодые ученые - развитию тек­стильной и легкой промышлен­ности (Поиск-2011): тез. докл. межву­зовской научно-техн. конф. / ИГТА. - Ива­ново, 2011.

________________________________________________________________

Подписано в печать 09.11.2011

Формат 1/16 6084. Бумага писчая. Плоская печать.

Усл. печ. л. 2,33. Уч.- изд. л. 2,1. Тираж 100 экз. Заказ № 3501

________________________________________________________________

Редакционно-издательский отдел

Ивановской государственной текстильной академии

Копировально-множительное бюро

153000, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 21