Створення та дослідження обертально-поворотного пристрою на модульному принципі

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorКузнєцов, Юрій Миколайович
dc.contributor.authorПідгорний, Назар Андрійович
dc.date.accessioned2025-10-13T12:34:00Z
dc.date.available2025-10-13T12:34:00Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractАктуальність 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.
dc.description.abstractotherRelevance of the topic. Modern manufacturing enterprises require flexible and universal solutions for the mechanization and automation of technological processes such as welding, machining, assembly, and other operations involving the positioning and fixation of products in space. However, the rotary-tilting devices available on the market often fail to meet the requirements of flexibility, adaptability, and modularity. These devices typically have limited applications, complex designs, and high production costs. The modular rotary-tilting device proposed in this thesis significantly expands functional capabilities and ensures ease of adaptation to various production tasks. This approach aligns with modern trends of integrating equipment into flexible manufacturing systems and smart factories. Relation of the research to scientific programs, plans, and topics. The master's thesis was completed at the Department of Machine Design of the National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" in accordance with the thematic research plan of the Ministry of Education and Science of Ukraine. The work is part of a comprehensive program for the development of automated mechanization systems and the integration of intelligent technologies into industrial environments. Research objective: to develop the design of a rotary-tilting device with a modular architecture to ensure high accuracy, flexibility, and energy efficiency when working with various products in the mechanical engineering industry. Research tasks: - To analyze the current state and needs of the mechanical engineering industry for rotary-tilting devices. - To develop a structural scheme of the device based on the modular principle. - To construct mathematical and dynamic models of the device. - To determine the main dynamic characteristics that influence the accuracy and efficiency of the device. - To perform analytical evaluation of the stability and frequency characteristics of the rotary block. Research methods: The thesis employs methods of analytical modeling of the kinematic and dynamic properties of rotary-tilting devices, methods for calculating loads and moments of inertia, and methods for constructing frequency response characteristics of the system. Computer modeling using CAD and CAE systems was also applied to verify the obtained analytical dependencies. Main results of the work: • A modular design concept of the rotary-tilting device has been proposed, providing expanded functionality and enhanced adaptability to various manufacturing tasks. • An analytical dynamic model of the device has been developed, allowing for the assessment of stability and prediction of dynamic behavior during operation. • The main dynamic characteristics of the rotary block, including stiffness, moment of inertia, damping, and frequency characteristics, have been determined. • A comparative analysis of the influence of product positioning on the platform on the dynamic properties of the device has been conducted. Practical significance of the work lies in the fact that the obtained results can be used in the design and modernization of rotary-tilting devices for welding complexes, machining centers, assembly lines, and other manufacturing systems where controlled spatial positioning of products is required. The proposed modular architecture allows for rapid adaptation of the device to specific manufacturing tasks without the need for significant structural modifications.
dc.format.extent120 с.
dc.identifier.citationПідгорний, Н. А. Створення та дослідження обертально-поворотного пристрою на модульному принципі : магістерська дис. : 131 Прикладна механіка / Підгорний Назар Андрійович. - Київ, 2025. - 120 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/76793
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectмодульна архітектура
dc.subjectобертально-поворотний пристрій
dc.subjectкінематичне моделювання
dc.subjectдинамічні характеристики
dc.subjectпозиціювання
dc.subjectсистема керування
dc.subjectзварювальне виробництво
dc.subjectморфологічний аналіз
dc.subjectmodular architecture
dc.subjectrotary-tilting device
dc.subjectkinematic modeling
dc.subjectdynamic characteristics
dc.subjectpositioning
dc.subjectcontrol system
dc.subjectwelding production
dc.subjectmorphological analysis
dc.titleСтворення та дослідження обертально-поворотного пристрою на модульному принципі
dc.typeMaster Thesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Pidhornyi_magistr.pdf
Розмір:
8.03 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (ККМ)
Магістерські роботи