Створення та дослідження обертально-поворотного пристрою на модульному принципі
Вантажиться...
Дата
2025
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Актуальність теми. Сучасні виробничі підприємства потребують гнучких та універсальних рішень для механізації та автоматизації технологічних процесів зварювання, обробки, складання та інших операцій, пов'язаних із переміщенням і фіксацією виробів у просторі. Однак наявні на ринку обертально-поворотні пристрої часто не відповідають вимогам щодо гнучкості, адаптивності та модульності. Вони мають обмежену сферу застосування, складну конструкцію та високу вартість. Запропонована в роботі концепція модульного обертальноповоротного пристрою дозволяє значно розширити функціональні можливості та забезпечити простоту адаптації до різних виробничих задач. Такий підхід відповідає сучасним тенденціям інтеграції обладнання в системи гнучких виробництв та розумних фабрик. Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Магістерська дисертація виконана на кафедрі конструювання машин Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» відповідно до тематичного плану науково-дослідних робіт Міністерства освіти і науки України. Робота є складовою комплексної програми з розвитку автоматизованих систем механізації виробництва та інтеграції інтелектуальних технологій у промислове середовище, як машинобудування України, так і світу..
Мета дослідження: створення конструкції обертально-поворотного пристрою з модульною архітектурою для забезпечення високої точності, гнучкості та енергоефективності під час роботи з різними виробами на підприємствах машинобудування, а також з можливістю їх інтеграції в комплекси фабрик нового покоління.
Завдання дослідження:
- Провести аналіз сучасного стану та потреб машинобудівної галузі в обертально-поворотних пристроях.
- Розробити конструктивну схему пристрою на основі модульного принципу.
- Побудувати математичну та динамічну моделі пристрою.
- Визначити основні динамічні характеристики, що впливають на точність та ефективність роботи.
- Здійснити аналітичну оцінку стійкості та частотних характеристик обертального блоку.
Методи дослідження: у роботі застосовано методи аналітичного моделювання кінематичних і динамічних властивостей обертально-поворотних пристроїв, методи розрахунку навантажень та моментів інерції, методи побудови частотних характеристик системи. Застосовано також комп’ютерне моделювання за допомогою CAD та CAE-систем для верифікації отриманих аналітичних залежностей.
Основні результати роботи:
- Запропоновано конструктивну реалізацію обертально-поворотного пристрою на основі модульного підходу, що забезпечує розширення функціональних можливостей та підвищення адаптивності до різних виробничих задач.
- Побудовано аналітичну динамічну модель пристрою, що дозволяє оцінити його стійкість та передбачити динамічну поведінку під час експлуатації.
- Визначено основні динамічні характеристики обертального блоку, включаючи жорсткість, момент інерції, демпфування та частотні характеристики.
- Проведено порівняльний аналіз впливу розташування виробу на платформі на динамічні властивості пристрою.
Практичне значення роботи полягає в тому, що отримані результати можуть бути використані при проектуванні та модернізації обертально-поворотних пристроїв для зварювальних комплексів, обробних центрів, складальних ліній та інших виробничих систем, де необхідне кероване переміщення виробу у просторі. Запропонована модульна архітектура дозволяє швидко адаптувати пристрій під конкретні виробничі задачі без потреби у значних конструктивних змінах.
Опис
Ключові слова
модульна архітектура, обертально-поворотний пристрій, кінематичне моделювання, динамічні характеристики, позиціювання, система керування, зварювальне виробництво, морфологічний аналіз, modular architecture, rotary-tilting device, kinematic modeling, dynamic characteristics, positioning, control system, welding production, morphological analysis
Бібліографічний опис
Підгорний, Н. А. Створення та дослідження обертально-поворотного пристрою на модульному принципі : магістерська дис. : 131 Прикладна механіка / Підгорний Назар Андрійович. - Київ, 2025. - 120 с.