Исследование и оптимизация электромеханических систем управления комплексом резки листового проката

• Автор: Жуков, Илья Борисович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 279 с. : ил.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ КОМПЛЕКСОМ РЕЗКИ ЛИСТОВОГО ПРОКАТА. ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОПТИМИЗАЦИИ
1.1. Состав и характеристика комплексов поперечной резки листового
проката
1.1.1. Электромеханические системы ножниц поперечной резки, прижима и подачи листа
1.1.2. Анализ существующих теоретических и практических работ по электромеханическим системам комплексов резки
1.2. Математическое описание процессов резки. Анализ влияния основных параметров ножниц на оптимальный режим резки
1.2.1. Оптимальные режимы резки
1.2.2. Анализ влияния конструктивных и технологических параметров ножниц на процесс резки листа
1.2.3. Задачи обеспечения оптимальных траекторий движения ножей с помощью электромеханических систем управления
1.3. Оптимизация режимов работы электромеханических систем управления механизмами комплекса резки проката
1.3.1. Циклограммы и задачи оптимизации электромеханических систем ножниц
1.3.2. Электромеханическая система управления боковым зазором .... 56 ' 1.4. Математическое описание и моделирование движения ножа для
задач оптимизации процессов резки проката
1.4.1. Процесс резки листа
1.4.2. Расчёт и моделирование движения ножа в пакете МАТЬАВ

1.4.3. Расчёты максимального усилия реза, усилия реза в зависимости
от положения точки врезания
1.5. Выводы по главе
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ И СИНТЕЗ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ НОЖНИЦАМИ С КАТЯЩИМСЯ РЕЗОМ
2.1. Математические модели электромеханической системы управления
двухкривошипными ножницами с коромыслом
2.1.1. Кинематический расчёт двухкривошипных ножниц
2.1.2. Расчёт динамики электромеханической системы двухкривошипных ножниц с коромыслом
2.1.3. Компьютерная модель электромеханической системы в пакете МАТЬАВ
2.2. Математические модели электромеханической системы управления
двухкривошипными ножницами с копиром
2.2.1. Планы положений и скоростей
2.2.2. Расчёт динамики электромеханической системы двухкривошипных ножниц
2.3. Математические модели электромеханической системы управления
однокривошипными ножницами
2.3.1. Планы положений и скоростей
2.3.2. Расчёт динамики электромеханической системы однокривошипных ножниц
2.3.3. Компьютерная модель электромеханической системы однокривошипных ножниц в пакете МАТЪАВ
2.4. Исследование вариантов реализации оптимальных траекторий средствами двухдвигательных электроприводов
2.5. Выводы по главе

ГЛАВА 3. ОПТИМИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ НОЖНИЦАМИ С КАТЯЩИМСЯ РЕЗОМ
ЗЛ. Способы оценки энергозатрат за цикл резки и критерии оптимизации
3.2. Оптимизация закона управления ножом
3.3. Оптимизация закона управления ножницами
3.4. Автоматическая оптимизация бокового зазора
3.4.1. Алгоритм оптимизации бокового зазора
3.4.2. Организация базы данных оптимальных зазоров
3.4.3. Оценка затупления ножей
3.4.4. Анализ функционирования алгоритма оптимизации бокового зазора151
3.4.5. Система автоматической оптимизации бокового зазора
3.5. Выводы по главе
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КОМПЛЕКСОМ РЕЗКИ ЛИСТОВОГО ПРОКАТА
4.1. Анализ временных взаимодействий механизмов подачи, прижима
и ножниц на интервале цикла реза
4.2. Минимизация времени цикла при заданном качестве резки
4.3. Оптимизация взаимных перемещений механизма качания рольганга
и суппорта ножниц
4.4. Выводы по главе
ГЛАВА 5. РАСЧЁТЫ И ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ КОМПЛЕКСАМИ РЕЗКИ
5.1. Описание комплекса резки
5.2. Математические описания. Расчёты и исследования электромеханических систем ножниц
5.3. Экспериментальные исследования на действующем комплексе
5.4. Анализ результатов
5.5. Выводы по главе

рис. 1.16. При этом, смещение ножа относительно разрезаемого проката минимально, за счёт чего обеспечивается высокое качество (малая деформация) отрезаемой кромки листа. На сегодняшний день синхронизация вращения кривошипов осуществляется механически с помощью синхронизирующих и паразитных шестерней. Траектория движения ножа формируется подбором кинематических параметров механизма резания и определяется исключительно конструктивными параметрами ножниц. Однако, это не позволяет обеспечить движение ножа ножниц полностью совпадающим с обкатыванием.
В НИР, проводимых в КО ВНИИМЕТМАШ, СФ ВНИИМЕТМАШ и др. отечественных и зарубежных НИИ основное внимание уделялось совершенствованию отдельных конструктивных элементов и узлов, выбору конструктивных параметров ножниц, обеспечивающих оптимальную траекторию движения ножа. Тем не менее, из-за ограничений, свойственных кинематическим схемам, ни одна конструкция ножниц не позволяет получить в зоне реза требуемую траекторию. Анализ существующих механизмов резания и тенденций их развития показывает, что дальнейшее совершенствование механических систем синхронизации движения ножа и систем их управления имеет ряд ограничений, которые не позволяют обеспечить оптимальную траекторию движения ножа. Кроме того, известно, что при резке толстых листов, использование отрицательного перекрытия благоприятно отражается на качестве резки, т. к. при врезании ножа на глубину необходимую только для резки листов смещение ножа относительно проката оказывается минимальным, и лист меньше искривляется. В кромкообрезных ножницах, а также в ножницах продольной резки для повышения качества листов используют сложные устройства регулировки перекрытия между ножами.
Всё это обуславливает необходимость решения задачи разработки методики расчёта режима управления средствами электропривода углом рассогласования между кривошипами в процессе реза и разработки структуры системы управления, обеспечивающей отработку заданного угла рассогласования.
Широкое использование регулируемых электроприводов привело к тому,