РАЗДЕЛ 2
ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ И МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Расширение номенклатуры выпускаемых изделий, повышение качества и
надежности оборудования путем совершенствования и повышения уровня
автоматизации прессов как основное направление научных исследований
Одной из главных задач практически во всех отраслях машиностроения в условиях
рыночной экономики являются требования расширения сортамента, получаемого на
имеющемся оборудовании. Немаловажным в этом случае является и снижение
себестоимости готовой металлопродукции и повышение ее качества.
Вышесказанное является главной задачей при изготовлении поковок сложной формы
(см. рис. 1.15), например, асимметричных деталей, имеющих к тому же
разнотолщинность по длине и ширине, удлиненных в плане панелей и лонжеронов.
Поскольку наличие эксцентриситета неблагоприятно сказывается на точности
размеров штампуемой детали и на напряженном состоянии пресса, то от
эксцентриситета стремятся избавляться. Если избавиться от эксцентриситета
нельзя - определяют возможность изготовления изделия с эксцентриситетом.
Проверяют, попадает ли величина эксцентриситета в зону допустимых значений или
нет. В том случае, если величина эксцентриситета не попадает в зону допустимых
значений, от изготовления детали штамповкой отказываются. В этом случае деталь
изготавливают резанием (точением) на токарно-винторезных станках или литьем.
Технологическая схема механической обработки резанием характеризуется высокой
трудоемкостью и низким коэффициентом использования материалов, что, в свою
очередь, предопределяет низкую производительность и высокую себестоимость
получаемых изделий. Высокой трудоемкостью, низкой производительностью и высокой
себестоимостью, а также низким качеством и ограниченным сортаментом готовой
металлопродукции характеризуются в этом случае и различные технологические
схемы процессов литейного производства. Также при изготовлении изделий резаньем
или литьем ухудшаются и механические свойства по сравнению с методами обработки
материалов давлением, а в некоторых случаях это недопустимо.
Решение этих задач при минимальных затратах на производство может идти двумя
путями – изменение технологического процесса и модернизация существующего
оборудования.
Изменение технологического процесса повлечет за собой усложнение процесса
изготовления изделия. Это может быть и разбиение изделия на отдельные более
технологичные элементы, которые необходимо соединить между собой известными
способами (сварка, клепка и т.д.), или дополнительная термообработка после
резания для получения необходимых механических свойств и т.д.
Совершенствование оборудования влечет за собой повышение надежности его работы;
работая на пределе, элементы гидропрессов испытывают максимальные перегрузки.
Поскольку увеличение прочности за счет увеличения габаритов не представляется
возможным, снижения нагрузок необходимо добиваться другими способами.
Все это делает необходимым проведение дальнейших комплексных теоретических и
экспериментальных исследований кузнечного оборудования и в частности ШГП с
НАП.
В работе использованы теоретические и экспериментальные методы исследования.
Теоретические исследования проводились для выявления оптимальных режимов работы
оборудования. В настоящее время большое значение приобрели задачи, связанные с
разработкой и выбором наиболее рационального способа управления оборудованием.
Современная наука и техника все чаще ставят задачи по достижению предельно
возможных, в рамках заданных ограничений, результатов управления, требуют
использования всех имеющихся резервов.
Развитие современных цифровых и информационных технологий при наличии
соответствующих адекватных математических моделей, которые достаточно отражают
исследуемый физический объект, позволяет получить необходимые результаты в
максимально полном объеме и в минимально возможное время. Этим определяются
некоторые требования к теоретическим исследованиям. Время реализации
математических и динамических моделей значительно меньше времени,
затрачиваемого на проведение того же объема экспериментальных исследований на
реальном физическом объекте.
С этой точки зрения целесообразным является увеличение доли теоретических
исследований по отношению к экспериментальным, требующим значительных
материальных затрат и сроков проведения.
При этом роль экспериментальных исследований остается достаточно весомой в
плане уточнения адекватности теоретических решений, получения информации,
которую невозможно учесть в теоретических моделях. Однако, при таком подходе
существенно снижается удельный вес экспериментальных исследований и связанных с
ними временных затрат и затрат материальных ресурсов.
Экспериментальные исследования проводились с целью определения параметров
пресса, существующих систем синхронизации и сервоприводов.
2.2. Выбор метода теоретических исследований
Исследование было проведено на основе теоретико-экспериментальных методов
исследования с последующим описанием количественных и качественных результатов.
В основу теоретических исследований были положены законы и уравнения
гидравлики, синтеза оптимальных управлений методом статистической устойчивости
систем автоматического регулирования и критерия его оценки, а также методы
математического и полунатурального моделирования, в том числе математического
моделирования с использованием вычислительной техники, а также методы
статистического анализа.
Задача нахождения оптимального процесса управления сводится к отысканию
условий, при которых критерий оптимальности достигает наилучшего значения.
Критерий оптимальности представляет собой
- Київ+380960830922