Совершенствование механического дискового бункерного загрузочного устройства с зубьями для стержневых заготовок в форме колпачка тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Лукин Сергей Анатольевич

• Лукин Сергей Анатольевич
• кандидат наук
• 2024

Оглавление диссертации кандидат наук Лукин Сергей Анатольевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА, ФОРМУЛИРОВАНИЕ

ЦЕЛИ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Автоматическая загрузка заготовок тел вращения при производстве патронов спортивно-охотничьих

1.2 Механические дисковые бункерные загрузочные устройства

для стержневых заготовок в форме колпачка

1.3 Анализ научной проблемы, формулирование цели и постановка

задач исследования

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА УНИВЕРСАЛЬНОГО МЕХАНИЧЕСКОГО ДИСКОВОГО БУНКЕРНОГО ЗАГРУЗОЧНОГО УСТРОЙСТВА С ЗУБЬЯМИ ДЛЯ СТЕРЖНЕВЫХ ЗАГОТОВОК В ФОРМЕ КОЛПАЧКА

2.1 Усовершенствованное универсальное бункерное загрузочное устройство с зубьями и регулируемым ориентатором, выполненным

в виде кольцевого сектора

2.2 Разработка ограничений на конструктивные параметры захватывающих

и ориентирующих органов устройства

2.2.1 Определение диапазонов конструктивных параметров, при которых будет обеспечено надежное функционирование устройства

2.2.2 Математическое моделирование конструктивных параметров

для различных стержневых заготовок в форме колпачка

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ГЛАВА 3 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОГО БУНКЕРНОГО ЗАГРУЗОЧНОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЗАГОТОВОК В ФОРМЕ КОЛПАЧКА

3.1 Теоретическое исследование производительности

при минимальном заполнении бункера заготовками

3.1.1 Разработка математических моделей вероятности захвата

и производительности

3.1.2 Математическое моделирование вероятности захвата

и производительности

3.2 Экспериментальные исследования вероятности захвата

и производительности

3.2.1 Описание экспериментальной конструкции усовершенствованного бункерного загрузочного устройства

3.2.2 Проведение экспериментальных исследований и верификация разработанных математических моделей при минимальном заполнении бункера заготовками

3.2.3 Проведение экспериментальных исследований при различных уровнях заполнения бункера заготовками

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

УСОВЕРШЕНСТВОВАННОГО БУНКЕРНОГО ЗАГРУЗОЧНОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ СТЕРЖНЕВЫХ ЗАГОТОВОК В ФОРМЕ КОЛПАЧКА ШИРОКОЙ НОМЕНКЛАТУРЫ

4.1 Методика проектирования усовершенствованного устройства

4.2 Пример расчета и проектирования усовершенствованного устройства

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование механического дискового бункерного загрузочного устройства с зубьями для стержневых заготовок в форме колпачка»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Важнейшим направлением развития различных отраслей производства является комплексная автоматизация всего цикла изготовления изделий, позволяющая эффективно использовать все производственные мощности, минимизировать численность работающего персонала и расширить номенклатуру выпускаемых изделий. В сложившейся ситуации это затрагивает в первую очередь патронное производство, где в связи с выходом новых видов патронов требуется непрерывная разработка систем автоматической загрузки (САЗ) как различных заготовок (рондолей, колпачков, полуфабрикатов гильз и других элементов патрона), так и готовых патронов с требуемой производительностью и в заданном положении в технологическое оборудование автоматизированных линий, осуществляющих операции вытяжки, штамповки, обжима, механической обработки, сборки готовых патронов и их осмотра для контроля качества.

Наибольшую долю всех заготовок в патронном производстве составляют заготовки тел вращения в форме колпачка, имеющие различные конфигурацию и геометрические параметры, что в совокупности для каждой конкретной заготовки определяет тип механического дискового бункерного загрузочного устройства (БЗУ) САЗ для их ориентирования и его конструктивные параметры. Известные БЗУ надежно функционируют для конкретных заготовок с определенными геометрическими размерами и формой, но при изменении их длины или диаметра требуется разработка как новых по размерам захватывающих и ориентирующих органов, так и самих БЗУ, приводящая к существенным материальным и временным затратам. Поэтому в современных условиях важнейшим и актуальным направлением развития автоматизированных производств в области автоматической загрузки штучных заготовок на рабочие позиции технологического оборудования является разработка универсальных БЗУ, способных в кротчайшие сроки переналаживаться на ориентирование заготовок с дру-

гими геометрическими размерами и других форм. Это позволит расширить технические возможности БЗУ, повысить надежность их функционирования, существенно сократить сроки на переналадку технологического оборудования и тем самым существенно увеличить его производительность.

В связи с вышеизложенным разработка универсальной конструкции БЗУ, способной осуществить захват, ориентирование и выдачу к технологическому оборудованию патронного производства стержневых заготовок в форме колпачка, и обоснование его рациональных параметров, при которых будет обеспечена его максимальная производительность, предопределяет актуальность исследования.

Степень разработанности темы. В исследовании вопросов и проблем автоматизации производственных процессов, исследования производительности технологических машин, в том числе роторного типа, а также надежности их функционирования большой вклад внесли Артоболевский И.И. [1], Артоболевский С.И. [2], Волчкевич Л.И. [3, 4], Кошкин Л.Н. [5], Шаумян Г.А. [6].

В области проектирования БЗУ, исследования их производительности и вероятности захвата штучных заготовок из их навала, засыпанного в бункер БЗУ, большой вклад внесли отечественные ученые Беспалов К.И. [7], Бляхе-ров И.С. [8], Бобров В.П. [9], Камышный Н.И. [10], Малов А.Н. [11], Мед-видь М.В. [12], Пантюхина Е.В. [13, 14], Повидайло В.А. [7, 15], Прейс В.В. [16, 17], Прейс В.Ф. [18, 19], Усенко Н.А. [8, 20]. Их исследования заложили научные основы для описания вероятности захвата и производительности БЗУ. Однако, несмотря на многогранность и широкий охват направлений работ, дальнейшие исследования в данной области являются немаловажной задачей в теоретическом и практическом плане (разработка универсальных конструкций, обоснование конструктивных и кинематических параметров, при которых будут обеспечены максимальная производительность и требуемая надежность при ориентировании заготовок с учетом различных факторов).

Вопросы автоматизации процессов загрузки и рекомендации по применению БЗУ для каждого признака загружаемых штучных заготовок различных

форм рассматриваются в работах зарубежных ученых Benhabib B. [21], Booth-royd G. [22], Ghosh S, Singh S.P. [23], Hesse S., Zapf H. [24]. Проведенные за рубежом исследования отличаются большей прикладной направленностью для практических целей проектирования БЗУ при меньшей глубине и широте постановки теоретических и экспериментальных исследований и их дальнейшего научного обобщения.

Цель работы. Обеспечение надежной загрузки стержневых заготовок в форме колпачка с требуемой производительностью посредством усовершенствованного универсального механического дискового БЗУ с зубьями и регулируемым ориентатором, выполненным в виде кольцевого сектора.

Для достижения поставленной цели в работе сформулированы и решены следующие основные задачи исследования:

1 Совершенствование механического дискового БЗУ с зубьями для стержневых заготовок в форме колпачка.

2 Разработка ограничений на конструктивные параметры захватывающих и ориентирующих органов усовершенствованного универсального БЗУ с зубьями и регулируемым ориентатором, выполненным в виде кольцевого сектора, для стержневых заготовок в форме колпачка.

3 Разработка математических моделей вероятности захвата и производительности усовершенствованного БЗУ для стержневых заготовок в форме колпачка при минимальном заполнении бункера заготовками.

4 Верификация разработанных математических моделей вероятности захвата и производительности при минимальном заполнении бункера заготовками на основе результатов экспериментальных исследований усовершенствованного БЗУ.

5 Проведение экспериментальных исследований производительности усовершенствованного БЗУ при различных уровнях заполнения бункера стержневыми заготовками в форме колпачка и разработка на их основе регрессионных моделей вероятности захвата.

6 Разработка методики проектирования усовершенствованного БЗУ для стержневых заготовок в форме колпачка широкой номенклатуры.

Объектом исследования является усовершенствованное универсальное механическое дисковое БЗУ с зубьями и регулируемым ориентатором, выполненным в виде кольцевого сектора, включая процессы захвата в нем стержневых заготовок в форме колпачка.

Предмет исследования - взаимовлияние и взаимосвязи между параметрами стержневых заготовок в форме колпачка и усовершенствованного универсального механического дискового БЗУ с зубьями и регулируемым ориентато-ром, выполненным в виде кольцевого сектора, при которых будут обеспечиваться требуемая производительность и надежное функционирование БЗУ.

Соответствие темы диссертации паспорту научной специальности. Содержание диссертации соответствует паспорту научной специальности 2.5.21. Машины, агрегаты и технологические процессы:

1 Разработка научных и методологических основ, технических и технологических требований к проектированию и созданию новых машин, агрегатов и технологических процессов;

4 Исследования параметров машин и агрегатов и их взаимосвязей при комплексной механизации основных и вспомогательных процессов и операций с использованием моделирования, численных и физических экспериментов.

Научная новизна состоит в следующем.

1 Установлены взаимосвязи между параметрами стержневых заготовок в форме колпачка и конструктивными параметрами захватывающих и ориентирующих органов усовершенствованного универсального механического дискового БЗУ с зубьями и регулируемым ориентатором, выполненным в виде кольцевого сектора, при которых будет обеспечено его надежное функционирование.

2 Разработаны на основе теоретических и экспериментальных исследований математические модели вероятности захвата заготовок, позволяющие при описании производительности усовершенствованного БЗУ учесть его кон-

структивные и кинематические параметры, параметры заготовок в форме колпачка различных конфигураций и уровень их заполнения бункера БЗУ.

Теоретическая и практическая значимость работы. В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработаны:

- усовершенствованная конструкция универсального БЗУ с зубьями и регулируемым ориентатором, выполненным в виде кольцевого сектора;

- ограничения на конструктивные параметры захватывающих и ориентирующих органов усовершенствованного универсального БЗУ с зубьями и регулируемым ориентатором для стержневых заготовок в форме колпачка;

- математические модели вероятности захвата и производительности усовершенствованного БЗУ для стержневых заготовок в форме колпачка при минимальном заполнении бункера заготовками;

- регрессионные модели вероятности захвата заготовок в усовершенствованном БЗУ при различных уровнях заполнения бункера заготовками;

- методика проектирования усовершенствованного БЗУ для стержневых заготовок в форме колпачка широкой номенклатуры.

Реализация результатов работы. Результаты работы внедрены на АО «Тульский патронный завод» и АО «Ульяновский патронный завод» и могут быть использованы при проектировании и производстве новых универсальных БЗУ для широкой номенклатуры стержневых заготовок в форме колпачка как в оборонной отрасли, так и в других отраслях промышленности.

Методология и методы исследования, использованные в работе, заключаются в сочетании теоретических и экспериментальных исследований процессов захвата стержневых заготовок в форме колпачка с применением математических, компьютерных и натурных моделей, построение которых базировалось на методах теории вероятностей, аналитической пространственной геометрии, теоретической механики и общих физических законах. При проведении экспериментальных исследований процессов захвата использовались экспериментальная конструкция усовершенствованного БЗУ, современная измерительная и

контролирующая аппаратура, а также регрессионный анализ, статистические методы обработки результатов экспериментов и современное программное обеспечение.

Положения, выносимые на защиту:

- усовершенствованная конструкция универсального БЗУ с зубьями и регулируемым ориентатором, выполненным в виде кольцевого сектора;

- ограничения на конструктивные параметры захватывающих и ориентирующих органов усовершенствованного универсального БЗУ с зубьями и регулируемым ориентатором для стержневых заготовок в форме колпачка;

- математические модели вероятности захвата и производительности усовершенствованного БЗУ для стержневых заготовок в форме колпачка при минимальном заполнении бункера заготовками;

- результаты экспериментальных исследований и регрессионные модели вероятности захвата заготовок производительности в усовершенствованном БЗУ при различных уровнях заполнения бункера;

- методика проектирования усовершенствованного БЗУ для стержневых заготовок в форме колпачка широкой номенклатуры, базирующаяся на результатах теоретических и экспериментальных исследований.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность научных и технических решений, обоснованность выводов и рекомендаций обеспечиваются корректностью постановки задачи, подтверждаются приведенным объемом проанализированной и систематизированной информации о механических дисковых БЗУ, полнотой учета влияющих факторов, применением современных методов математического и компьютерного моделирования, а также качественным и количественным соответствием результатов теоретических исследований экспериментальным данным.

Материалы диссертации доложены на следующих конференциях: 5-й Международной научно-практической конференции «Механика, оборудование, материалы и технологии» (г. Краснодар, 2023), 60-й Научно-практической кон-

ференции профессорско-преподавательского состава ТулГУ с всероссийским участием (г. Тула, 2024), XI Международном аэрокосмическом конгрессе (г. Москва, 2024). В 2020 году автор в составе коллектива стал лауреатом Премии имени С.И. Мосина за 2019 год в области научно-технических исследований и разработок в интересах обороны и безопасности страны.

Публикации. По теме диссертации автором опубликованы 10 научных работ, в том числе 5 статей - в периодических изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и трех приложений. Общий объем диссертации 152 страниц, включая 47 рисунков, 6 таблиц, список литературы из 111 наименований. В приложениях к диссертации приведены программы расчета исследуемых параметров БЗУ, протоколы результатов экспериментальных исследований и документы, подтверждающие практическую значимость диссертации.

ГЛАВА 1 ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА, ФОРМУЛИРОВАНИЕ ЦЕЛИ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Автоматическая загрузка заготовок тел вращения при производстве

патронов спортивно-охотничьих

Важнейшим направлением развития патронного производства является комплексная автоматизация всего цикла изготовления патронов, позволяющая эффективно использовать все производственные мощности, минимизировать численность работающего персонала и расширить номенклатуру выпускаемых изделий.

В качестве примера на рисунке 1.1 представлены традиционная технология изготовления патрона спортивно-охотничьего и различные виды заготовок, встречающихся в его производстве.

Технология включает следующие этапы: вырубка рондоли из полосы (или рулона), химическая и термическая обработка (ХиТО): обезжиривание, отжиг, травление и фосфатирование рондоли, предварительная вытяжка: свертка колпачка (вытяжка I) и вытяжка II, ХиТО, окончательная вытяжка: вытяжка III, вытяжка IV, ХиТО, штамповка дна и пробивка запальных отверстий, ХиТО, обжим дульца, механическая обработки полуфабрикатов гильзы (обточка, подрезка), осмотр, сборка патрона, в том числе капсулировка гильзы, осмотр [25].

Все штучные заготовки, которые встречаются как в патронном, так и в других типах производств, можно разделить на 3 основные группы:

- стержневые, длина (высота) которых в 1,5 и более раз превышает диаметр (ширину);

- равноразмерные и близкие к равноразмерным, у которых отношение длины (высоты) и диаметра (ширины) находятся в диапазоне 0,5.. .1,5;

- плоские длина (высота) которых в 1,5 раза и более меньше диаметра (ширины) изделия [17].

Сборка патрона

а

б

в

г

д

ж

Рисунок 1.1 - Традиционная технология изготовления (а) патрона спортивно-охотничьего, различные виды заготовок (б - рондоль -плоская заготовка; в - полуфабрикат гильзы после первой вытяжки в форме колпачка - равноразмерная и близкая к равноразмерным заготовка; г - полуфабрикат гильзы после второй и последующих вытяжек в форме колпачка - стержневая заготовка; д - цилиндрический полый полуфабрикат с коническим торцом и неявной асимметрией - стержневая заготовка;

е - гильза - стержневая заготовка с явной асимметрией) и готовое изделие - патрон (ж) - с основными габаритными размерами

е

Заготовки с неявной асимметрией характеризуются отсутствием явно выраженных «ключей ориентации», таких как продольная асимметрия внешней и внутренней формы, незначительное, практически отсутствующее, смещение центра масс вдоль продольной оси симметрии, что свойственно для заготовок в форме колпачка с явной асимметрией.

После выполнения многих операций представленного технологического процесса заготовки (рондоли, колпачки, полуфабрикаты гильзы и другие элементы патрона) оказываются в неориентированном положении. Возникает необходимость их ориентированной подачи в последующее оборудование линий с требуемой производительностью и высокой надежностью. Современный уровень развития автоматизации полностью исключает ручную подачу заготовок и диктует требования для разработки высокопроизводительных и надежных систем автоматической загрузки штучных заготовок в технологическое оборудование, реализующее весь технологический процесс [3-5, 26-29].

В последнее время в связи с событиями, происходящими в нашей стране, происходит существенное изменение ситуации на рынке боеприпасов, обусловленное значительным увеличением государственного оборонного заказа на массовое производство патронов, увеличением их номенклатуры и расширением типоразмеров [30]. В сложившейся ситуации необходимо с максимальной эффективностью использовать все производственные мощности, значительно сократить сроки производства изделий, повысить производительность и надежность технологического оборудования. В связи с этим при производстве патронов возникает целый комплекс важнейших задач, требующих рациональных и обоснованных решений в кротчайшие сроки.

Анализ патронного производства на различных заводах в нашей стране позволил выявить одну из важнейших задач, способствующих существенному повышению производительности технологического оборудования и минимизации численности работающего персонала. Она заключается в разработке систем автоматической загрузки (САЗ) заготовок (рондолей, колпачков, полуфабрикатов гильз и других элементов патронов) и готовых изделий в различное обору-

дование, реализующее технологический процесс изготовления патронов [31, 32].

На рисунке 1.2 представлена расширенная технологическая схема производства патронов спортивно-охотничьих с учетом всех САЗ, обеспечивающих автоматизированную загрузку различных видов заготовок тел вращения в оборудование линии.

Рисунок 1.2 - Расширенная технологическая схема производства патронов спортивно-охотничьих с системами автоматической загрузки различных видов заготовок и готовых изделий в технологическое оборудование

Сначала осуществляется вырубка рондоли из рулона с ее последующей химической и термической обработкой (ХиТО) на участке, включающем операции обезжиривания, отжига, травления и фосфатирования.

Затем рондоль с помощью САЗ, благодаря которой осуществляется ориентирование неупорядоченных и засыпанных навалом рондолей и их выдача с требуемой производительностью и в заданном положении на участок предварительной вытяжки. На данном участке в автоматической роторной линии происходят вытяжки I (свертка колпачка) и II, после которых реализуется ХиТО полуфабриката вытяжки II, который в дальнейшем посредством САЗ, выполняющих те же функции, подается на участок окончательной вытяжки, где выполняются его вытяжки III и IV и обрезка.

Затем, при необходимости, происходит ХиТО полуфабриката. Далее полученный после вытяжки IV полуфабрикат с помощью САЗ подается на участок штамповки дна, где также осуществляется пробивка запальных отверстий. Затем выполняется ХиТО полуфабрикатов с запальными отверстиями, после которой САЗ обеспечивают подачу указанных полуфабрикатов на операцию обжима дульца.

Полуфабрикат с дульцем с помощью САЗ направляется на участок механической обработки полуфабрикатов гильзы, где осуществляется обточка, подрезка и операции контроля.

После этого САЗ подают готовый полуфабрикат гильзы на осмотр, после которого аналогичные САЗ подают его на участок сборки патрона, где сначала осуществляется капсулировка гильзы, затем подают гильзу со вставленной капсюлей в автоматическую роторную линию, где происходит насыпка пороха и вставка пули, подаваемой с помощью САЗ. Собранный патрон САЗ подается на осмотр, и технологический цикл производства патрона завершается (см. рисунок 1.2) [33-35].

Как видно из приведенной схемы, перед каждым участком производственного процесса заготовки в технологическое оборудование подаются САЗ, необходимость наличия которых обусловлена тем, что после выполнения неко-

торых операций заготовки оказываются в неупорядоченном неориентированном положении. Поэтому САЗ в условиях автоматизированных производств должны обеспечить ориентирование и выдачу таких заготовок на каждое технологическое оборудование представленного технологического процесса патронного производства с требуемой производительностью и высокой надежностью [16, 19, 36].

Типовая структурная схема САЗ штучных заготовок в технологическое оборудование показана на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 - Типовая структурная схема системы автоматической загрузки заготовок в технологическое оборудование

Она включает следующие основные устройства и их элементы, описанные ниже:

1 - механическое дисковое бункерное загрузочное устройство (БЗУ) для ориентирования заготовок и его элементы: 1.1 - захватывающий, 1.2 - ориентирующий, 1.3 - бункерный и 1.4 - управляющий механизмы, 1.5 - захватывающие органы, 1.6 - привод, 1.7 - блок управления;

2 - транспортное устройство для подачи заготовок в САЗ;

3 - накопительное устройство для обеспечения запаса заготовок из-за вероятностного принципа работы БЗУ;

4 - выдающее устройство для синхронной подачи заготовок к рабочим органам технологического оборудования;

Д1 - датчик контроля уровня засыпки заготовок в бункере бункерного механизма БЗУ, обеспечивающего необходимый запас заготовок;

Д2 - датчик контроля переполнения (или опорожнения) накопительного устройства заготовками.

Захватывающий механизм 1.1 состоит из различных по конфигурации органов захвата и привода 1.6 их движения.

Ориентирующий механизм 1.2 выполняет функцию ориентирования БЗУ и в некоторых БЗУ имеет отдельный привод.

Бункерный механизм 1.3 включает бункер, представляющий собой исполнительный орган, который обеспечивает необходимый запас заготовок, их подготовку к захвату и движение к органам захвата.

Блок управления 1.7 управляет работой внешнего транспортного устройства 2, обеспечивающего подачу заготовок в бункер по сигналу управляющего механизма 1.4, а также для остановки привода БЗУ при переполнении накопительного устройства 3 или заклинивании заготовок в движущихся рабочих органах [37].

В рассмотренной структуре САЗ представлено традиционное наклонное БЗУ механического типа с карманами, расположенными по периферии вращающегося диска [38].

Управляющий механизм 1.4 включает исполнительные органы (датчики Д1 и Д2, для контроля уровня засыпки заготовок в бункере, как правило, до его середины и контроль переполнения и опорожнения накопительно-передающего устройства заготовками) и блок управления 1.7, который управляет работой внешнего транспортного устройства 2, обеспечивающего подачу заготовок в бункер по сигналу управляющего механизма, а также для остановки привода 1.6 БЗУ при переполнении накопительного устройства 3 или заклинивании заготовок в движущихся рабочих органах.

Все САЗ имеют аналогичную структуру, включая БЗУ, транспортное, накопительно-передающее и выдающее устройства. Основным отличием таких систем друг от друга является непосредственно само БЗУ, конструктивные, кинематические параметры и вид которого полностью определяются типом загружаемых заготовок и их геометрическими и физико-механическими параметрами [39]. К ним в первую очередь относятся форма и размеры заготовок, асимметрия внешней или внутренней формы, смещение центра масс вдоль продольной оси [40].

Каждый из представленных типов заготовок загружается различными типами БЗУ.

Для рондоли (см. рисунок 1.1, б), являющейся плоской заготовкой, применяется наклонное БЗУ, по периферии которого располагаются с некоторым постоянным шагом прямоугольные карманы, ширина и длина которых превышает диаметр заготовки на 5-10%.

Для равноразмерных и близких к ним заготовок в форме колпачка (см. рисунок 1.1, в) применяют БЗУ с вертикально расположенным вращающимся диском с карманами, повторяющими профиль колпачка по внешнему контуру [41 - 43].

Для стержневых заготовок - полуфабрикатов вытяжек (см. рисунок 1.1, г, е) - могут использоваться различные типы БЗУ.

Одним из таких устройств является БЗУ с зубьями, функционирующее на основе смещения центра масс относительно середины заготовки [10]. На вра-

щающемся диске выполнены по периферии с некоторым постоянным шагом прямоугольной формы карманы, ширина и длина которых превышает на 5-10% диаметр заготовки. Между карманами расположены зубья, обеспечивающие ворошение заготовок. В БЗУ полуфабрикаты, захваченные карманами в неправильном положении, выпадают из карманов в верхней части бункера БЗУ.

В другом БЗУ карманы для захвата заготовок расположены тангенциально, поэтому их количество значительно меньше, чем в БЗУ с зубьями. Ориентирование происходит в верхней части с помощью внутренних радиальных карманов и ножевых опор, расположенных в них, на основе принципа явного смещения центра масс. В БЗУ все захваченные заготовки приводятся в требуемое положение и не выбрасываются обратно в бункер [11, 18].

Для заготовок с неявной асимметрией (см. рисунок 1.1, д) были предложены усовершенствованные БЗУ [39, 44], в которых на основе новых предложенных принципов конструирования и разработанных конструктивных ограничениях на органы захвата и ориентирования, обеспечивается высокая производительность при захвате и требуемая надежность при ориентировании [45-48]. Рассмотрим предложенные в последнее время усовершенствованные конструкции механических дисковых БЗУ для различных заготовок, имеющих асимметрию по торцам, которые были разработаны для повышения надежности при функционировании и производительности.

В таблице 1.1 представлены схемы, реализующие процесс ориентирования заготовок в некоторых из усовершенствованных типов дисковых БЗУ механического типа, которые первоначально были разработаны для заготовок с неявной асимметрией, но могут быть использованы и для заготовок, имеющих явную асимметрию: I - с радиальными прямоугольными карманами, кольцевым ориентатором и радиальными пазами в виде гребенки (для I / ^ = 2,5...5) [50]; II - с зубьями и кольцевым ориентатором (для I / ^ = 2...3) [51]; III - с тангенциальными карманами и гребенкой (для I / ^ = 1,5...3) [52]; IV - с вертикальным диском и профильными роликами (для I / Ж = 0,6...1) [42].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Лукин Сергей Анатольевич, 2024 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Артоболевский, И.И. Теория механизмов / И.И. Артоболевский. - М.: Наука, 1967. - 719 с.

2. Артоболевский, С.И. Технологические машины-автоматы / С.И. Артоболевский. - М.: Машиностроение, 1964. - 179 с.

3. Волчкевич, Л.И. Комплексная автоматизация производства / Л.И. Волчкевич, М.П. Ковалев, М.М. Кузнецов. - М.: Машиностроение, 1983. -372 с.

4. Волчкевич, Л.И. Надежность автоматических линий / Л.И. Волчкевич.

- М.: Машиностроение, 1989. - 308 с.

5. Кошкин, Л.Н. Комплексная автоматизация производства на базе роторных линий / Л.Н. Кошкин. - М.: Машиностроение, 1972. - 351 с.

6. Шаумян, Г.А. Комплексная автоматизация производственных процессов / Г.А. Шаумян. - М.: Машиностроение, 1973. - 640 с.

7. Повидайло, В.А. Расчет и конструирование бункерных загрузочных устройств для металлорежущих станков / В.А. Повидайло, К.И. Беспалов. -Москва - Киев: МАШГИЗ , 1959. - 108 с.

8. Усенко, Н.А. Автоматическое загрузочно-ориентирующие устройства / Н.А. Усенко, И.С. Бляхеров. - М.: Машиностроение, 1984. - 112 с.

9. Бобров, В.П. Проектирование загрузочно-транспортных устройств к станкам и автоматическим линиям / В.П. Бобров. - М.: Машиностроение, 1964.

- 291 с.

10. Камышный, Н.И. Автоматизация загрузки станков / Н.И. Камышный.

- М.: Машиностроение, 1977. - 287 с.

11. Малов, А.Н. Загрузочные устройства для металлорежущих станков / А.Н. Малов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1972. - 400 с.

12. Медвидь М.В. Автоматические ориентирующие загрузочные устройства/ М.В. Медвидь. - М.: Машгиз, 1963. - 299 с.

13. Пантюхина, Е.В. Методология комплексного подхода для оценки производительности механических дисковых бункерных загрузочных устройств / Е.В. Пантюхина // Материалы IV Международной научно-технической конференции в г. Омск; науч. ред. П.Д. Балакин. - 2020. - С. 380388.

14. Васин, С. А. Методика определения вероятности захвата асимметричных деталей формы тел вращения в дисковых бункерных загрузочно-ориентирующих устройствах / С.А. Васин, Е.В. Пантюхина // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. - 2023. - № 3. - С. 64-88.

15. Повидайло, В.А. Некоторые вопросы теории работы бункерных загрузочных устройств / В.А. Повидайло. - ВНИТОМАШ, Киев: МАШГИЗ, 1959. -98 с.

16. Автоматическая загрузка технологических машин: Справочник / И.С. Бляхеров [и др.]; под общ. ред. И.А. Клусова. - М.: Машиностроение, 1990. - 400 с.

17. Давыдова, Е.В. Механические бункерные загрузочные устройства в пищевой промышленности: под науч. ред. В.В. Прейса / Е.В. Давыдова, В.В. Прейс. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2012. - 168 с.

18. Автоматизация загрузки прессов штучными заготовками / В.Ф. Прейс [и др.]; под ред. В.Ф. Прейса. - М.: Машиностроение, 1975. - 280 с.

19. Автоматическая загрузка роторных и роторно-конвейерных линий / В.В. Прейс, Г.В. Комаров, И.А. Клусов и др. - М.: ВНИИТЭМР, 1990. - 56 с.

20. Усенко, Н.А. Системы автоматической загрузки штучных предметов обработки в технологические машины-автоматы / Н.А. Усенко, В.В. Прейс, Е.В. Давыдова, Е.С. Бочарова. Под ред. проф. В.В. Прейса. - Тула: Изд-во ТулГУ. - 2013. - 310 с.

21. Benhabib B. Manufacturing Design, Production, Automation and Integration. - Marcel Dekker, Inc., 2003. -587 p.

22. Boothroyd G. Assembly Automation and Product Design / Second Edition. - CRC Press, Taylor & Francis Group. - 2005. - 536 p.

23. Ghosh, S and Singh, S P. Assembly Line - Theory and Practice. Rijeka, Croatia: intech Europe. - 2011. - 250 p.

24. Hesse S., Zapf H. Verkettungseinrichtungen in der Fertigunstechnik. - Berlin: Verlag Technik, 1970. -188 p.

25. Агеев, Н.П. Технология производства патронов стрелкового оружия. Ч.1 Технологические основы проектирования патронов / Н.П. Агеев, Г.А. Данилин. В.П. Огородников; Балт. гос. техн. ун-т. - СПб., 2005. - 352 с.

26. Давыдова, Е.В. Теоретические основы проектирования механических дисковых бункерных загрузочных устройств / Е.В. Давыдова, В.В. Прейс // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2013. -№ 7-1. - С. 10-20.

27. Пантюхина, Е.В. Теория механических бункерных загрузочных устройств для штучных предметов обработки в трудах тульской научной школы автоматизации (к 70-летию тульской научной школы автоматизации производственных процессов) / Е.В. Пантюхина, В.В. Прейс, Н.А. Усенко // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2018. - № 12. - С. 460-465.

28. Астраханцев, А.Г. Роторные ориентирующие устройства с гравитационными ориентаторами / А.Г. Астраханцев, Е.В. Давыдова, В.А. Крюков, В.В. Прейс, К.С. Филиппова. - Тула, 2010. - 124 с.

29. Лукин, С.А. Автоматическая загрузка штучных заготовок в патронном производстве / С.А. Лукин, С.А. Васин // Сб. тр. 60-й Научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава ТулГУ с всероссийским участием: сборник докладов в 2 ч. / под ред. д-ра техн. наук М.С. Вороти-лина. - Ч. 2. Тула: Изд-во ТулГУ, 2024. - С. 143-148.

30. Пистолетные и снайперские патроны. Гранатометные выстрелы / В.К. Зеленко, А. В. Брызжев, В.В. Злобин, В.М. Королев. - Тула, Инфра, 2008. -120 с.

31. Прейс, В.В. Эволюция Тульской научной школы автоматизации па-тронно-гильзового производства / В.В. Прейс, Н.А. Усенко // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 3. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2010. - С. 186-193.

32. Давыдова, Е.В. Эволюция терминологии и теории в области автоматической загрузки штучных предметов обработка / Е.В. Давыдова, В.В. Прейс // Вибрационные технологии, мехатроника и управляемые машины: сборник научных статей по материалам XI Международной научно-технической конференции "Вибрация - 2014": в 2 ч.; отв. ред. С.Ф. Яцун. - 2014. - С. 23-33.

33. Агеев, Н. П. Технология производства патронов стрелкового оружия. Ч.1 Технологические основы проектирования патронов / Н.П. Агеев, Г.А. Данилин, В. П. Огородников; Балт. гос. техн. ун-т. - СПб., 2005. - 352 с.

34. Данилин, Г. А. Основы проектирования патронов к стрелковому оружию / Г.А. Данилин, В.П. Огородников, А.Б. Заволокин; Балт. гос. техн. ун-т. -СПб., 2005. - 374 с.

35. Пантюхина, Е.В. Разработка универсальной конструкции механического дискового бункерного загрузочного устройства с зубьями и регулируемым ориентатором для заготовок тел вращения в форме колпачка / Е.В. Пантюхина, С.А. Лукин, С.А. Васин // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. - 2024. - № 3. - С. 44-51.

36. Прейс, В.В. Надежность автоматических роторно-конвейерных линий для сборки многоэлементных изделий / В.В. Прейс // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2003. - № 10. - С. 17-22.

37. Дьякова, Э. В. Модели систем автоматической загрузки штучных деталей на базе механических дисковых бункерных загрузочных устройств / Э.В. Дьякова, Е.В. Пантюхина // Вестник Тульского государственного университета «Автоматизация: проблемы, идеи, решения»: сборник научных трудов национальной научно-технической конференции «АПИР-26». - 2021. -С. 60-66.

38. Давыдова, Е.В. Автоматическая загрузка стержневых предметов обработки с неявно выраженной асимметрией по торцам / Е.В. Давыдова, В.В. Прейс. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2009. - 112 с.

39. Пантюхина, Е.В. Механические бункерные загрузочные устройства для элементов патронов стрелкового оружия с неявной асимметрией / Е.В. Пан-тюхина, В.В. Прейс // Инновационные технологии и технические средства специального назначения: тр. XII общероссийской научно-практической конференции: в 3 т. Сер. «Библиотека журнала «Военмех. Вестник БГТУ». - Санкт-Петербург. - 2020. - С.79-85.

40. Давыдова, Е.В. Теоретические основы проектирования дискового зубчатого бункерного загрузочного устройства с кольцевым ориентатором / Е.В. Давыдова, В.В. Прейс // Сборка в машиностроении, приборостроении. -2013. - № 7. - С. 8-14.

41. Пат. 220505 Российская Федерация. МПК B23Q 7/02. Бункерное загрузочное устройство для цилиндрических заготовок с цилиндрической формой одного из торцов и конической формой другого / В.В. Прейс, Е.В. Пантюхина, И.В. Пузиков. - № 2023108055; заявл. 30.03.2023; опубл. 18.09.2023, Бюл. № 26.

42. Пат. 170000 Российская Федерация. МПК B23Q 7/02. Вертикальное бункерное загрузочное устройство / Е.В. Давыдова, В.В. Прейс, А.В. Чурочкин. - № 2016121520; заявл. 31.05.2016; опубл. 11.04.2017. Бюл. № 11.

43. Пузиков, И.В. Автоматическая загрузка плоских и близких к равно-размерным асимметричных деталей в технологические машины и линии / И.В. Пузиков, Е.В. Пантюхина // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2019. - № 10. - С. 513-522.

44. Пантюхина, Е.В. Механические дисковые бункерные загрузочные устройства для стержневых деталей с неявно выраженными ключами ориентации / Е.В. Пантюхина, В.В. Прейс, А.В. Хачатурян // Автоматизация и измерения в машино- приборостроении. - 2018. - № 3 (3). - С. 16-25.

45. Васин, С.А. Разработка конструктивных ограничений на параметры усовершенствованных дисковых бункерных загрузочных устройств для деталей с неявной асимметрией / С.А. Васин, Е.В. Пантюхина // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. - 2023. - № 2. - С. 146-154.

46. Пантюхина, Е.В. Математическое моделирование геометрических параметров органов захвата и ориентирования дискового бункерного загрузочного устройства с радиальными карманами и кольцевым ориентатором / Е.В. Пан-тюхина // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2023. - № 7. - С. 135-140.

47. Пантюхина, Е.В. Математическое моделирование геометрических параметров органов захвата и ориентирования дискового бункерного загрузочного устройства с зубьями и кольцевым ориентатором / Е.В. Пантюхина // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2023. -№ 7. - С. 141-144.

48. Васин, С.А. Этапы проектирования дисковых бункерных загрузочных устройств для асимметричных предметов обработки формы тел вращения / С.А. Васин, Е.В. Пантюхина // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2023. - № 7.- С. 145-149.

49. Прейс, В.В. Автоматические загрузочно-ориентирующие устройства. Ч. 1. Механические бункерные загрузочные устройства: учеб. пособие для вузов / В.В. Прейс, Н.А. Усенко, Е.В. Давыдова; под ред. В.В. Прейса. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. - 125 с.

50. Пат. 2720017 Российская Федерация. МПК B23Q 7/02. Бункерное загрузочное устройство для цилиндрических заготовок с конической формой одной из концевых частей / В.В. Прейс, Е.В. Пантюхина. - № 2019119579; заявл. 21.06.2019; опубл. 23.04.2020. Бюл. № 12.

51. Пат. 159403 Российская Федерация. МПК B23Q 7/02. Бункерное загрузочное устройство / Е.В. Давыдова, В.В. Прейс, А.В. Хачатурян. -№ 2015127299/02; заявл. 07.07.2015; опубл. 10.02.2016. Бюл. № 4.

52. Пат. 158620 Российская Федерация. МПК B23Q 7/02. Бункерное загрузочное устройство для стержневых заготовок с цилиндрической формой одного из торцов и конической формой другого / В.В. Прейс, Е.В. Давыдова, Д.А. Провоторов, К.Н. Провоторова. - № 2014152435/02; заявл. 23.12.2014; опубл. 20.01.2016. Бюл. № 2.

53. Пат. 221163 Российская Федерация. МПК B23Q 7/02. Бункерное за-грузочно-ориентирующее устройство для объемных заготовок с асимметрией по торцам / В.В. Прейс, Е.В. Пантюхина, Э. В. Дьякова. - № 2023108057; заявл. 30.03.2023; опубл. 23.10.2023, Бюл. № 30.

54. Дьякова, Э.В. Разработка конструктивных ограничений на параметры захватывающих и ориентирующих органов дискового бункерного загрузочного устройства для асимметричных деталей, близких к равноразмерным / Э.В. Дьякова, Е.В. Пантюхина // Транспортное, горное и строительное машиностроение: наука и производство. - Санкт-Петербург: НИЦ МС. - 2023. - № 20. -С. 125-130.

55. Pantyukhina E.V. Integrated approach methodology for evaluating the feed rate of mechanical disk hopper-feeding devices // IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series 1546 (2020) 012024. DOI: 10.1088/1742-6596/1546/1/012024.

56. Рабинович, А.Н. Автоматизация технологических процессов в машиностроении / А.Н. Рабинович. - Киев: Гостехиздат, 1969. - 488 с.

57. Прейс, В.В. Технологические роторные машины: вчера, сегодня, завтра / В.В. Прейс. - М.: Машиностроение, 1986. - 128 с.

58. Федоров, В.А. Применение крючковых бункерных загрузочно-ориентирующих устройств в многономенклатурном сборочном производстве. Сборка в машиностроении, приборостроении / В.А. Федоров, В.В. Калмыков, Е.Н. Малышев. - 2017. - № 10. - С. 446-448.

59. Пат. 100942 Российская Федерация. МПК B23Q 7/02. Бункерное загрузочное устройство / В.В. Голубенко, Е.В. Давыдова, В.В. Прейс. -№ 2010132798/02; заявл. 04.08.2010; опубл. 10.01.2011. Бюл. № 1.

60. Пат. 106577 Российская Федерация. МПК B23Q 7/00. Бункерное загрузочное устройство / В.В. Голубенко, Е.В. Давыдова, В.В. Прейс, Д.А. Про-воторов. - № 2011110272/02; заяв. 17.03.2011; опубл. 20.07.2011. Бюл. № 20.

61. Васин, С.А. Теоретическое и экспериментальное исследование производительности зубчатого бункерного загрузочно-ориентирующего устройства для асимметричных деталей тел вращения / С.А. Васин, С.Н. Шевченко, Е.В. Пантюхина, С.А. Лукин // Известия Самарского научного центра Российской академии наук, т. 26, № 1, 2024. - С. 63-69.

62. Пантюхина, Е. В. Обеспечение надежного ориентирования асимметричных деталей формы тел вращения в дисковых бункерных загрузочно-ориентирующих устройствах / Е.В. Пантюхина, С.А. Васин, О.В. Пантюхин // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. -2024. - Т. 22. - №1. - С. 132-142.

63. Пантюхина, Е.В. Обеспечение основных показателей качества технологического оборудования при автоматизации процессов загрузки штучных предметов / Е.В. Пантюхина, С.А. Лукин, С.А. Васин // Сборник тезисов XI Международного Аэрокосмического Конгресса 28 - 31 августа 2024 г. - М.: Издательство «Перо», 2024. - С. 106-107.

64. Пантюхина, Е.В. Теория механических бункерных загрузочных устройств для штучных предметов обработки в трудах тульской научной школы автоматизации (к 70-летию тульской научной школы автоматизации производственных процессов) / Е.В. Пантюхина, В.В. Прейс, Н.А. Усенко // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2018. - № 12. - С. 460-465.

65. Дьякова, Э.В. Современные концепции теорий математического моделирования производительности механических дисковых бункерных загрузочных устройств / Э.В. Дьякова // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2021. - № 4. - С. 58-62.

66. Пантюхина Е.В., Прейс В.В. Верификация теоретического подхода к математическому моделированию производительности механических дисковых

бункерных загрузочных устройств // Прогрессивные технологии и системы машиностроения. 2022. № 1 (76). - С. 73-79.

67. Прейс, В.В. Бункерные загрузочные устройства с вращающимися воронками криволинейного профиля / В.В. Прейс, М.К. Галонска. Под ред.

B.В. Прейса. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2004. - 128 с.

68. Лукин, С.А. Подходы для математического описания вероятности захвата штучных заготовок в механических дисковых бункерных загрузочных устройствах / С.А. Лукин, Е.В. Пантюхина // Механика, оборудование, материалы и технологии: электронный сборник научных статей по материалам международной научно-практической конференции, 29-30 ноября 2023 г. Краснодар: ООО «ПринтТерра», 2023. - С. 384-391.

69. Васин, С.А. Методологический подход к исследованию и проектированию механических дисковых бункерных загрузочно-ориентирующих устройств / С.А. Васин, С.Н. Шевченко, Е.В. Пантюхина, А.А. Маликов // Известия Самарского научного центра Российской академии наук, т. 26, № 1, 2024. -

C. 70-75.

70. Пантюхина, Е.В. Результаты моделирования производительности бункерного загрузочного устройства с радиальными карманами / Е.В. Пантюхина, И.В. Пузиков // В сборнике: Вестник Тульского государственного университета. Автоматизация: проблемы, идеи, решения. Сборник научных трудов Национальной научно-технической конференции с международным участием. - Тула, 2023. - С. 115-122.

71. Голубенко, В.В. Экспериментальные исследования производительности дискового зубчатого бункерного загрузочного устройства с кольцевым ори-ентатором / В.В. Голубенко, Е.В. Давыдова, В.Ю. Токарев // Автоматизация: проблемы, идеи, решения: материалы Международной научно-технической конференции «АПИР-16»: в 2 ч. - 2011. - С. 39-43.

72. Пантюхина, Е.В. Результаты теоретического и экспериментального исследования вертикального бункерного загрузочного устройства с роликами для плоских и близких к равноразмерным деталям с неявной асимметрией /

Е.В. Пантюхина, В.В. Прейс, И.В. Пузиков, Э.В. Дьякова // Проблемы машиноведения: материалы V Международной научно-технической конференции. Омск, 2021. - С. 377-386.

73. Pantyukhina E. V., Preis V. V., Puzikov I. V., Dyakova E.V. Results of a theoretical and experimental research of a vertical hopper feeding device with rollers for flat and close-to-equal-sized parts with implicit asymmetry. IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conference Series. - 2021 1901 (2021) 012017 D0I:10.1088/1742-6596/1901/1/012017.

74. Пантюхина, Е.В. Верификация концепции построения математических моделей вероятности захвата для описания производительности механических дисковых бункерных загрузочно-ориентирующих устройств / Е.В. Пантю-хина, С.А. Васин, С.Н. Шевченко, А.А. Маликов // Известия Самарского научного центра Российской академии наук, т. 26, № 2, 2024. - С. 55-62.

75. Давыдова, Е.В. Верификация математической модели производительности механического зубчатого бункерного загрузочного устройства с кольцевым ориентатором / Е.В. Давыдова, В.В. Прейс А.В. Хачатурян // Машиностроение и техносфера XXI века: материалы XXIII Международной научно-технической конференции. - 2016.- С. 87-90.

76. Пантюхина, Е.В. Верификация теоретического подхода к математическому моделированию производительности механических дисковых бункерных загрузочных устройств / Е.В. Пантюхина, В.В. Прейс // Прогрессивные технологии и системы машиностроения. - 2022. - № 1 (76). - С. 73-79.

77. Пантюхина, Е.В. Факторы, влияющие на производительность механических дисковых бункерных загрузочно-ориентирующих устройств / Е.В. Пантюхина, С.А. Васин, С.Н. Шевченко, А.А. Борисов // Известия Самарского научного центра Российской академии наук, т. 26, № 3, 2024. - С. 99-104.

78. Пантюхина, Е.В. Повышение надежности и производительности дисковых бункерных загрузочно-ориентирующих устройств для асимметричных деталей тел вращения / Е.В. Пантюхина, С.А. Васин, С.Н. Шевченко, СА. Лу-

кин // Известия Самарского научного центра Российской академии наук, т. 26, № 2, 2024. - С. 110-116.

79. Лукин, С.А. Методика проектирования универсального механического дискового бункерного загрузочного устройства с зубьями и регулируемым ориентатором для заготовок тел вращения в форме колпачка / С.А. Лукин, С.А. Васин, Е.В. Пантюхина // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. - 2024. - № 3. - С. 36-43.

80. Проников, А.С. Надежность машин / А.С. Проников. - М.: Машиностроение, 1978. - 592 с.

81. Дьякова, Э.В. Обеспечение основных показателей качества бункерных загрузочных устройств при загрузке деталей с асимметрией по торцам/ Э.В. Дьякова, Е.В. Пантюхина, И.В. Пузиков // Автоматизация и энергосбережение в машиностроении, энергетике и на транспорте: материалы XVII Международной научно-технической конференции. Вологда, 2023. - С. 32-36.

82. Пантюхина, Е.В. Оценка производительности механического зубчатого бункерного загрузочного устройства с кольцевым ориентатором для деталей, асимметричных по торцам / Е.В. Пантюхина, В.В. Прейс, А.В. Хачатурян // Материалы III Международной научно-технической конференции в г. Омск: в 2 ч.; науч. ред. П.Д. Балакин. - 2019. - С. 233-239.

83. Давыдова, Е.В. Оценка фактической производительности механического дискового зубчатого бункерного загрузочного устройства с параметрическими отказами / Е.В. Давыдова, А.В. Дружинина, В.В. Прейс // Сб. тр. XXII Международной научно-технической конференции «Машиностроение и техносфера XXI века» 14-19 сентября 2015 г. в г. Севастополе. Донецк: ДонНТУ, 2015. - С. 87-91.

84. Пантюхина, Е.В. Моделирование процесса пассивного ориентирования штучных предметов обработки в механических дисковых бункерных загрузочных устройствах / Е.В. Пантюхина, А.В. Хачатурян // Автоматизация и приборостроение: проблемы, решения: материалы Международной научно-технической конференции; науч. ред. В.Я. Копп. - 2017. - С. 65-66.

85. Давыдова, Е.В. Аналитическая модель процесса ориентирования деталей с неявно выраженной асимметрией торцов в бункерном загрузочном устройстве / Е.В. Давыдова, В.В. Прейс // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2009. - № 9. - С. 33-37.

86. Пантюхина, Е.В. Пассивное ориентирование деталей в механическом дисковом бункерном загрузочном устройстве с кольцевым ориентатором и радиальными пазами / Е.В. Пантюхина, В.В. Прейс, О.В. Пантюхин // Динамика систем, механизмов и машин. - 2020. - Т. 8. - № 2. - С. 73-83.

87. Рабинович, А.Н. Автоматическое ориентирование и загрузка штучных деталей / А.Н. Рабинович. - Киев: Техника, 1968. - 290 с.

88. Дьякова, Э.В. Проектирование систем автоматической загрузки деталей формы тел вращения с асимметрией по торцам / Э.В. Дьякова, Е.В. Пантюхина // Автоматизация и энергосбережение в машиностроении, энергетике и на транспорте: материалы XVI Международной научно-технической конференции. Вологда, 2022. - С. 31-38.

89. Pantyukhina E.V., Preis V.V., Pantyukhin O.V. Passive orientation of the parts in the mechanical disk hopper feeding device with an annular orientator and radial grooves// IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conference Series 1791 (2021) 012105. DOI: 10.1088/1742-6596/1791/1/012105.

90. Бать, М.И. Теоретическая механика в примерах и задачах: учеб. пособие для вузов / М.И. Бать, Г.Ю. Джанелидзе, А.С. Кельзон. В 3-х т. Т! Статика и кинематика. - 9-е изд. перераб. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1990. -672 с.

91. Лукин, С.А. Разработка и математическое моделирование конструктивных ограничений на органы захвата и ориентирования бункерного загрузочного устройства с зубьями и регулируемым ориентатором / С.А. Лукин, Е.В. Пантюхина // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2024. - № 7.- С. 98-103.

92. Pantyukhina E. V., Puzikov I. V., Erzin O.A. Scientific basis of design of automatic hopper feeding device for three-piece caps // Lecture Notes in Mechanical

Engineering: Proceedings of the 9th International Conference on Industrial Engineering (ICIE 2023), Sochi, Russia, 2023, Р. 661-670.

93. Давыдова, Е.В. Математическая модель производительности дискового бункерного загрузочного устройства с тангенциальными профильными гнездами / Е.В. Давыдова, В.В. Прейс, К.Н. Провоторова // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2014. - №10. - С. 7-10.

94. Пантюхина, Е.В. Математическая модель производительности бункерного загрузочного устройства с тангенциальными карманами и гребенкой / Е.В. Пантюхина, В.В. Прейс // Сборка в машиностроении, приборостроении. -2021. - № 8. - С. 372-378.

95. Давыдова, Е.В. Развитие теории производительности механических дисковых бункерных загрузочных устройств / Е.В. Давыдова, В.В. Прейс // Производительность и надежность технологических систем в машиностроении: сб. науч. трудов Международной научно-техн. конференции, посвященной 85-летию со дня рождения д-ра техн. наук, проф. Волчкевича Л.И., 20-23 мая 2015 года в г. Москве, МГТУ им. Н.Э. Баумана; под науч. ред. В.В. Прейса и И.Л. Волчкевича. М.; Тула: Изд-во ТулГУ, 2015. - С. 88-92.

96. Давыдова, Е.В. Математическая модель производительности вертикального бункерного загрузочного устройства для плоских асимметричных предметов обработки / Е.В. Давыдова, В.В. Прейс, А.В. Чурочкин // Машиностроение и техносфера XXI века: материалы XXIII Международной научно-технической конференции. - 2016.- С. 91-94.

97. Пантюхина, Е.В. Теоретическое исследование производительности механического дискового бункерного загрузочного устройства с тангенциальными карманами для элементов патронов стрелкового оружия / Е.В. Пантюхина // Будущее машиностроения России: сборник докладов: в 2 т. / Союз машиностроителей России, Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет). - 2020. -Т.2. - С. 12-15.

98. Pantyukhina E.V., Preis V.V., Khachaturian A.V. Feed rate evaluation of mechanical toothed hopper-feeding device with ring orientator for parts, asymmetric at the ends // IOP Conf. Series: Journal of Physics: Conf. Series 1260. 2019. Р. 032032.

99. Вентцель, Е.С. Теория вероятностей / Е.С. Вентцель. - М.: Наука, 1969. - 576 с.

100. Кордонский, Х.Б. Применение теории вероятностей в инженерном деле / Х.Б. Кордонский. - М.: Физматгиз, 1963. - 435 с.

101. Справочник по теории вероятностей и математической статистике /

B.С. Королюк [и др.]. - М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1985. - 640 с.

102. Прейс, В.В. Параметрический синтез вертикального бункерного загрузочного устройства для плоских асимметричных предметов обработки на заданную производительность / В.В. Прейс, А.В. Чурочкин // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2018. - № 7. -

C. 305-314.

103. Лукин, С.А. Математическая модель вероятности захвата стержневых заготовок в форме колпачка в бункерном загрузочном устройстве с зубьями и регулируемым ориентатором / С.А. Лукин // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2024. - № 8. - С. 3-10.

104. Бойко, А.Ф. Точный метод расчета необходимого количества повторных опытов / А.Ф. Бойко, Е.Ю. Кудеников // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. - 2016. - № 8. -С. 128-132.

105. Информационно-статистические методы в технологии машиностроения: Пособие по обработке результатов эксперимента / В.Г. Григорович, В.Я. Кершенбаум, Д.А. Козочкин и др. - М.: ГУП Издательство «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2000. - 184 с.

106. Васин, С.А. Основные направления проектирования механических дисковых бункерных загрузочных устройств для асимметричных деталей фор-

мы тел вращения / С.А. Васин, Е.В. Пантюхина // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. - 2023. - № 1. - С. 8-15.

107. Рабинович, А.Н. Автоматизация механосборочного производства / А.Н. Рабинович. - Киев: «Виша школа», 1969. - 542 с.

108. Чернов, Л.Б. Основы методологии проектирования машин: Учебное пособие для вузов / Л.Б. Чернов. - М.: Машиностроение, 1978. - 148 с.

109. Лебедовский, М.С. Автоматизация в промышленности / М.С. Лебе-довский, А.И. Федотов. - Л.: Лениздат, 1976. - 254 с.

110. Дьякова, Э.В. Анализ мощности привода бункерного загрузочного устройства с вращающимися захватывающими органами / Э.В. Дьякова // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2020. -№ 11. - С. 532-534.

111. Лукин, С.А. Экспериментальные исследования производительности бункерного загрузочного устройства с зубьями и регулируемым ориентатором / С.А. Лукин, Е.В. Пантюхина, И.В. Пузиков // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2024. - № 8. - С. 16-21.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРОГРАММЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЗАХВАТЫВАЮЩИХ И ОРИЕНТИРУЮЩИХ ОРГАНОВ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОГО УНИВЕРСАЛЬНОГО МЕХАНИЧЕСКОГО ДИСКОВОГО БУНКЕРНОГО ЗАГРУЗОЧНОГО УСТРОЙСТВА С ЗУБЬЯМИ И РЕГУЛИРУЕМЫМ ОРИЕНТАТОРОМ, ВЫПОЛНЕННЫМ В ВИДЕ КОЛЬЦЕВОГО СЕКТОРА

М МаКкас! - [Начало ориентирования - заготовка 1.хтсс1]

(¡Л Файл Правка Вид Вставка Формат Инструменты Символьные операции Окно Справка

D-afö iû^ I ©.nr.

WB = & ф П 100% - (3

Normal

Arial

~ 10

В / U

iE

I 4* M - <? E «ß

» fx xf xfy xfy = < > < > pi

Л V

17 о _i Бы es AÄ» f S Й / V

БЗУ с зубьями и регулируемым ориентатором для заготовки гильзы Параметры заготовка п размеры кармана

dl := 0.00988 хс := 0.00591 1 := 0.0191 Н := 0.006 lk := 1.3dl lk = 0.013

Л* AAA.

Решение уравнения

GlVt" dl cos(al) + H tan(al) - lk = 0 al > 0

Fmd(al) -> 0.75561577467126786362 . 0.75561577467126786362 180 .

ф := - ф = 4j.j16

Определение плеч сил

3.14

Ввод утла дал дальнейших расчетов al := ф

OA :

cos(al deg) I {2 J

1 - хс

OA = 6.989 x 10

-3

/ dl \ 180

a2 := acos: - :--o2 = 45.021

\,20Ay it

Ю2А := OA cos[(90 - al - a2)deg] Ю1А := OA sm[(90 - al - a2)deg]

Ю2А = 6 986 к 10 Ю2В Ю2А + H

-4

Ю1А - 2.029 x 10 1G1B H tan(al deg) - Ю1А

IN1B ?

1G2B - 0.013 H

1G1B - 5.454 x 10 „-3

-3

cos(aldeg) IN1B - 8.246 x 10 Определение угла начала ориентирования полуфабрикатов гильз

cos(a)

1-

1G1A

H tan(al deg) + ц H

1G1B (sinial deg; - |i cosial deg; IN1B

юм

stn(a) 1G2B (sin(al deg) - ц cos(al deg))__

KIB (H tan(al deg) + |i-H)

МаШсас! - [Начало ориентирования - заготовка М.хтсс!] Файл Правка Вид Вставка Формат Инструменты Символьные операции О^но Справка

D - ÖH О 0.1 1- L|»DS 'О n ioo% V1 [g

Normal v Anal

В * [:::] - Ш <g S3 «ß*> = := a -» ■-» fx xf xfy xfy = < > < > * -. л

17 (• _l ib g@ i Tx ä » г п J и s & Й- v*f

БЗУ с зубьями н регулируемым орнентатором для заготовка гильзы Параметры заготовки п размеры кармана

<11 := 0.01116 хс := 0.011287 1 := 0.0275 Н := 0.008 Цс := Ш1 1к = 0.015

ЛА»

Решение уравнения

<3,Ч еП <11 со5(а1) + Н 1ап(а1) - 1к = 0 с.1 > 0

Рш<1(<ч1) -» 0.56707760937814121072 . 0.5670776093,81412Ю72180

ф - ф = з! Зиа

Определение плеч сил

3.14

Ввод угла для дальнейших расчетов al :» ф

OA := : 1 - хс

al deg) í + V 2 ) OA = 8.74 х 10 3

cos(ali

f dl А 180

о2 acosl-:--о2 - 50.323

20А/ тг

Ю2А := OA cos[(90 - al - a2)deg] Ю1А OA sm[(90 - al - a2)deg]

Ю2А - 8.672 X 10 Ю2В - Ю2А + H

1N1B ?

Ю2В - 0.017 H

1G1A= 1.091 x 10 Ю1В H tan(al deg) - Ю1А Ю1В - 4.007 X 10" J „-3

с05<а^) К1В - 9.486 х 10 Определение угла начала ориентирования полуфабрикатов гильз

cos(a)

1 ■

Ю1А

H tan(al deg) + (i-H

1G1B (sin(al deg) - ц cos(ol deg)) DÏÏi

1G2A

stn(a) 1G2B (sin(al deg) - ц cos(al deg))

1N1B (H tan(al deg) + ц H)

ЦД Майкас! - [Начало ориентирования - заготовка Шлтсс)]

Файл Правка Вид Вставка Формат Инструменты Символьные операции Окно Справка

Normal ~ Arial v Ю v В I U E ЗЕ Э x;

О 4 [:::] «- Jg £ «ß «1 D - öS H say| X « « 1 's /W i? = | ¡& Ф

= := = -» —> fx xf xfy xfy = <><>^--луф

17 (• _l O- übi ES * ä 00 S £ п I Hü & й- v

БЗУ с зубьями и регу лируемым ориентатором для заготовки гильзы Параметры заготовки п размеры кармана

<11 := 0.0124« хс := 0.01028 1 := 0.0245 Н :- 0.006 1к :« 12(11 Пс = 0.015

Решение уравнения

Given

dl cos(rtl) + Н tan(<\l) - lk = 0 <\1 > 0

Fmd(al)-> 0.82553888276783174138 . 0.82553888276783174138 180 ,

ф ;= - ф — 47.324

Определение плеч спл

3.14

Ввоз yma да* дальнейших расчетов rU ф

ОА- 1-хс-

Н

cos(c\l deg)

■(fr

ОА - 8224 х 10

.-3

I dl 1 180

а2 := acos -I--а2 = 40.752

UOAj тт

Ю2А := ОА cos[(90 - ml - a2)deg] 1G1A := OA sm[(90 - al - a2)deg]

Ю2А - 8.219 x 10 3 Ю2В = Ю2А + H

-4

1G1A - 2.761 x 10 1G1B = H tan(r>l deg) - Ю1А

DC1B

Ю2В = 0.014 H

K31B = 6231 X 10

-3

cos(c.ldeg) IN1B = 8.851 x 10 Определение угла начала ориентирования заготовок гильз

1

1G1A 1G1B (sm(Ql deg) - р cos(al deg))

Н tan(al deg) + ц Н1N1B

cos(a)

sm(a) 1G2B (sin(<xl deg) - p cos(ol deg)) IX1B

1G2A

(H tan(ol deg) + p H)

ПРИЛОЖЕНИЕ Б ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОГО УНИВЕРСАЛЬНОГО БУНКЕРНОГО ЗАГРУЗОЧНОГО УСТРОЙСТВА С ЗУБЬЯМИ И РЕГУЛИРУЕМЫМ ОРИЕНТАТОРОМ, ВЫПОЛНЕННЫМ В ВИДЕ КОЛЬЦЕВОГО СЕКТОРА

¿Д Файл Правка Вид Вставка Формат Инструменты Символьные операции Окно Справка

Normal v Arial V 10 1 В I и 1 S S 5 : 1 I хг *г

14< Ш Л <? £ *Ф Щ

fï if xfy

D-L^H ia!? X4affi oc^j-PL |wes

100%

m

P j ib |5 ¡a

ir é " [ ï S I H S ^ Д- V

Универсальное БЗУ с зубьями и регулируемым орнентятором Параметры ^готовок и dl ;- 0.01 2dl |i - 02 а := 4Jdsg h: 0.0065 11 :- 0.Я hk - 1.2dl R - 0.222 e;- 9.S1

БЗУ

Вероятности pl. рП. рШ

рЗ :=0.5

hd := 1 - 11 _ d[ ' 2

A 0.01

pl(ic) - - -

1 - и

2 ifc

1-œ) + 025 dl"

_ 2__- 1 -И1_

P C) " 2 " I-2-2 рЕЩис) - 1 - Cpl(*=> + рЩ*с))

2 i/c*c -1 + 11) + 025-dl

рПШс)

рипах(яс) :- рП(лс) +--1 acos

ic - 1 ■+ 11

_J(xс -1 + 11)2 + 025 dl"

Vtan(a)y

V/dL^Tn2' U

dl

ïdl +

ri)

ISO , p ---2 acos

sin(2Q) p + p -¡(¡т(2а)У - 1 + p " (sinfoi))* cos(2nt) 2(sin(cl))J.(l + ц2)

i= 134.7603

atan<(i3)

pi(ic) - 1 - (1 - pimax{ic))3(l - puran(sc))<hk 4i)1SC> pC ' 1 d*-,^.1 -, u Jt »

9-ir^2L025dl + 1-х hd + dl (1 - bd)J

i|tnai(sc) pc-pi(sc)

v/ï-dl +2rhd + 2-dl(l-hd) pc = 0.9768

i-p

0,5hj + hk - 0,5-

dl

hi +

Г~2 ~2

■J dl + hi ,

sin(ot) dl

тр = 0 3302

ц(и .ic) i|max(xc)A 1 - и -£ '

60-u

Il(t'.ic) -—— Ti(v.ic) i + hk

¿¡) Файл Правка Вид Вставка Формат Инструменты Символьные операции Окно Справка

Nofmal

v Arial

Ю I В I и

4 [SEE] - m <5 Я «ß «5

f:t X? xfj

IS I о П. I 1- до В = | П ioo% ^ | 0

W f* _) 0- läbi ES

Ä Ä » Й П I H i". & &-

Универсальное БЗУ e зубьями и регулируемым ориентатором Параметры заготовок н dl - 0 01 1;= 2dl [1=0.3 а - 45deg hi := О.ООЙЗ 11=0.91 tik := 12dl R := 0222 s = 9.И

БЗУ

Btpsxmocn: pi, pll, pill

p3 := 0.5

hd := 1 - 11 _ dl

' ~ 2

S := 0.01

,, , 1 1 - xc 1 XC - 1 + 11 pl(ic) := -----— рП(хс) := -----^

2^/(1 - sc)2 + 0_25 dr 2-J (ic - 1 + ll)2 + 023 dl2

рШ(хс) - 1 - (pl(xc) + ptt(xc))

pimax(xc) := рП(хс) * ' acas

T7

L uö

XC - 1 + It

(xc - 1 + 11) + 023 dl

tan(f4)

pimin(xc) :

рШ(хс)

2л

hk

\ ( dl Yi

- astn

,_ JdiWjj

ISO

ф :=--2-acos

sin(2oi) и + |i *J(sm(2a))'' - ill + |Г fiitKa}}" :os(2o) 2(im(ft))2 (l + [i2' R ф л

ф- 113203

arar.f ,i 3)

■Г 4 . „ / - - , (hk+4i)' 180 pc ^ 1--p

pi(xc) 1 - (1 - pmaxfxc)) (1 - pumn(xc)) r rfft,ej,2 - „ ...1

!> T ^2|_025dl + 2 r hd +■ dl (1 - hd)J

цтах(хс) pc pt(xc)

JÏ - dl1 + 2-i-hd + 2 dl(l - hd)

pc - 0.9768

'P

0 5h2+ hk-OJ-

dl

hi + JdT + hi",

t](u.xc) := i|h(k) tl - v^ E I

sm(<\)

dl

'P

up - 0J302

60v

Щи ,xc) >---ll(u.xc)

4 + hk

¿¿Файл Правка Вид Вставка Формат Инструменты Символьные операции Окно Справка

Normal v-| Arial v 10 v | В I U = - = : j

® Ф N ™ J& S3 «t *!

- := - m fi tf xfy Kfy □ - и= н I а a i^l * e *> 0.1 •!■ -s /wB = |iää5>n 100% -1 ®

17 tr _j läti sa А £ - JC t ft S ? TT й is- v

Универсальное БЗУ с зубьями и регулируемым ориентлтором

Параметры заготовок ■ dl - 0 01 1 := 2dl (i := 0.5 а := 45deg hz - 0 0065 11 := 0.91 hk := 12dl E - 0222 e - 9 SI Б ЗУ |i5 = 0.5

Вероятности pi, pH, pill

hd := 1 - 11

S — 0.01

dl AAA

pl(xc) - - -

2 f 2 2 - sc) + 025 dl

, 1 ic-1 + 11

ptt(xc) - - -

pimaxfxc) := pQ(xc) +

pIII(xc)

ic - 1 + 11

pimin(ic) -

рШ(хс) 2тг

( . ( hk asm —

k l-Jdr + n2

J (ic - 1 + ll)2 + 025 d I2, dl

2 Г-2-j рШ(хс) := 1 - (pl(ic) + рП(хс))

2-j(ic -1 + 11) + 025 dl

4-41

tan(a)/

Jdl2 + ll2

ISO , <(> ---2 acos

TT

sin(2c4)-ji +

И ^/(sm(2n))2 - 4(1 + p2! (sin(a))2 cos<2q)

2(iin(a»2-ll + p.2) R ф л

ф = 73.7j9S

atan(|i 5)

pi(xc) ^ 1 - (1 - pnnax(xc))^ f 1 - piininfxc))^ ^ pc . 1 —Fl 1

9-тг-\Д_025Л + 2-i-bd + dl-(l - hd)J

i]max(xc) — pe-pi(xc)