Введение
Глава 1. Состояние вопроса, цель и задачи исследований 13
1.1 Конструкции роторных окорочных станков 13
1.1.1 Конструктивные схемы исполнения и основные тенденции в развитии окорочных станков 13
1.1.2 Современные тенденции развития и перспективы использования гидро- и пневмопривода для совершенствования конструкций станков 18
1.2 Конструкции механизмов подачи окорочных станков 29
1.2.1 Механизмы прижима вальцов 32
1.2.2 Механизмы синхронизации раскрытия вальцов 33
1.3 Анализ работ, посвященных исследованию процесса окорки лесоматериалов и совершенствованию механизма подачи 35
1.3.1 Теоретические исследования 35
1.3.2 Экспериментальные исследования 39
1.4 Гидропривод в механизме подачи окорочных станков 42
1.5 Выводы, цель и задачи исследований 44
Глава 2. Разработка и теоретические исследования механической системы прижима вальцов 49
2.1 Схема разработки механизма прижима вальцов с пневмогидроприводом 49
2.2 Структура воздействий, технические и технологические требования к конструкции, расчетные и физические параметры механизма прижима вальцов в процессе окорки 51
2.2.1 Общие требования к конструкции 51
2.2.2 Параметры воздействий и нагрузок 52
2.2.3 Принципиальная и расчетная схема конструкции 53
2.3 Разработка кинематической схемы механизма прижима вальцов 53
2.4 Разработка общей структуры имитационной модели механизма 56
2.5 Синтез в среде Simscape модели кинематической схемы
механизма прижима с синхронизацией раскрытия вальцов 62
2.6 Исследование работы механизма прижима вальцов
и уточнение кинематической схемы 77
2.7 Оптимизация кинематических параметров механизма 78
2.7.1 Постановка задачи оптимального проектирования
кинематических параметров механизма прижима вальцов 78
2.7.1.1 Постановка задачи оптимального
проектирования в общем виде 79
2.7.1.2 Формирование вектора и задание ограничений управляемых параметров 80
2.7.1.3 Формальная запись постановки задачи оптимизации 82
2.7.1.4 Решение задачи оптимизации 82
1) Разработка алгоритма оптимизации 83
2) Разработка программы оптимизации в среде MatLab 85
3) Выполнение расчетов и результаты оптимизации 85
2.8 Разработка модели механической системы прижима вальцов 88
2.9 Исследование модели механической системы прижима вальцов
и определение исходных параметров для разработки гидропривода 88
2.10 Выводы по второй главе 89
Глава 3. Разработка и теоретические исследования гидропривода механизма прижима вальцов 91
3.1 Определение исходных параметров и требований к гидроприводу 91
3.2 Разработка модели гидравлической схемы в среде SimHydraulics 92
3.2.1 Разработка способа интеграции компоненты «Гидросистема» в SimHydraulics с подсистемой «Гидропривод прижима» в SimMechanics 96
3.3 Разработка гидропривода механизма прижима вальцов 98
3.3.1 Разработка способа отображения параметров блока «Mechanical Translational Reference1» в подсистеме «Гидравлический привод» 98
3.4 Разработка модели гидропривода механизма в подсистеме «Гидравлический привод» 99
3.5 Исследование работы модели гидропривода, проверка адекватности 104
3.6 Выводы по третьей главе 108
Глава 4. Численные эксперименты по исследованию процесса подачи лесоматериалов 110
4.1 Цель, задачи и постановка численного эксперимента 110
4.2 Создание модели предмета труда для процесса окорки 111
4.3 Получение функций микропрофиля продольной поверхности лесоматериала 120
4.3.1 Подготовка образца лесоматериала 121
4.3.2 Определение функции микропрофиля поверхности 122
4.4 Исследование работы механизма подачи с лесоматериалом между вальцами 123
4.5 Анализ результатов экспериментальных исследований 128
4.6 Выводы по результатам экспериментальных исследований 129
Глава 5. Использование результатов исследований в промышленности 131
5.1 Методика проектирования механизма прижима вальцов с гидроприводом на основе имитационной модели в среде Simulink+Simscape 132
5.1.1 Определение исходных данных, технологических и кинематических параметров механизма 132
5.1.2 Проектирование гидропривода 134
5.1.3 Уточнение расчетных значений параметров пневмогидропривода 135
5.1.4 Проведение полунатурных экспериментов 135
5.2 Алгоритм и программный комплекс проектирования механизма прижима вальцов с гидроприводом 138
5.3 Реализация результатов исследований
в конструктивном решении механизма подачи 139
5.3.1 Расчет параметров механизма прижима вальцов предложенной конструкции 141
5.3.2 Разработка варианта исполнения механизма подачи с предложенной конструкцией прижима вальцов 143
5.4 Расчет экономического эффекта от внедрения результатов исследований 144
5.4.1 Расчет экономического эффекта на этапе проектирования 146
5.4.2 Расчет экономического эффекта от использования результатов исследований на стадии эксплуатации станков 158
5.5 Выводы по пятой главе 166
6 Заключение 168
6.1 Основные результаты, выводы и рекомендации 170
Библиографический список
