Purpose. The article is aimed to perform a structural analysis of the main and auxiliary mechanisms of tube straightening machines, to identify structural and local redundant links in the mechanism schemes, and to offer recommendations on their rational design. Methodology. The solution is realized by means of the theory of mechanisms and machines using structural analysis of the mechanisms of tube straightening machines based on the universal structural theory of O.G. Ozol. Findings. The extended principle of the machine’s mechanism formation, which provides inclusion to the mechanism not only невільних solid bodies, but also the deformed bodies, allows us to consider the structure of machines for pressure processing of metals, taking into account the plastically deformed workpiece. Therefore, such machines include in their composition a deformed workpiece as an integral part of the machine mechanism, whose deformation and addition of certain geometric parameters to it is the reason the tube straightener was created for. Defects in the machine structure are determined by the local and structural redundant links included in the kinematic chains of the mechanisms, which transform the mechanism into a statically undetermined system. Movement of the mechanism with defects in the structure is possible in the presence of gaps or due to deformation of the links. The main mechanism of the tube straightening machine is a mechanism of variable structure, therefore, an analysis for its two states is carried out: before the tube is caught by the rollers and during its straightening. For calculation of the number of mobilities of the outer «roll – tube» pair, it was taken into consideration that most of the coordinates are overlaid with non-retentive links, which contain a fractional number of constraints. Fifteen redundant links were identified in the main mechanism and their amount in the auxiliary mechanisms of the tube straightening machine was established. Originality. The structural analysis of tube straightening machines with the search for redundant links was never performed. A structural analysis of the mechanisms of cross roll tube straightening machine was performed for the first time, taking into account the presence of external fractional links that are superimposed in the «roll-tube» pairs. Practical value. The practical recommendations for eliminating the harmful redundant links that were found in the structural analysis of the main and auxiliary mechanisms of the tube straightening machine were developed.

    Цель. В работе предполагается выполнить структурный анализ основных и вспомогательных механизмов трубоправильных машин, определить структурные и локальные избыточные связи в схемах механизмов и предложить рекомендации относительно их рационального проектирования. Методика. Решение осуществляется средствами теории механизмов и машин с помощью структурного анализа механизмов трубоправильных машин на основе универсальной структурной теории О. Г. Озола. Результаты. Расширенный принцип создания механизмов машин, который предусматривает включать в состав механизма, кроме твердых несвободных тел, и деформирующиеся тела, позволяет рассматривать строение машин обработки металлов давлением с учетом пластически деформированной заготовки. Поэтому такие машины включают в свой состав деформированную заготовку как составляющее звено механизма машины, ради деформации которой и придания ей определенных геометрических параметров и создают трубоправильный агрегат. Дефекты структуры машин определяют заложенные в кинематических звеньях механизмов локальные и структурные избыточные связи, превращающие механизм в статически неопределенную систему. Движение механизма с дефектами структуры возможно при наличии зазоров или за счет деформации звеньев. Основной механизм трубоправильной машины является механизмом переменной структуры, поэтому проведен анализ для двух его состояний: до захвата трубы валками и при ее правке. При подсчете числа подвижностей внешней пары «валок–труба» было учтено, что за большинством координат, которые содержат дробное число ограничений. Выявлено пятнадцать избыточных связей в схеме основного механизма. Определено количество избыточных связей во вспомогательных механизмах трубоправильной машины. Научная новизна. Структурный анализ трубоправильных машин с поиском избыточных связей раньше не проводили. В работе выполнен структурный анализ косовалковой трубоправильной машины впервые с учетом наличия внешних дробных связей, которые накладываются в парах «валок-труба». Практическая значимость. Разработаны практические рекомендации относительно устранения вредных избыточных связей, которые были найдены при структурном анализе основных и вспомогательных механизмах трубоправильной машины.

    Мета. В роботі передбачається виконати структурний аналіз основних і допоміжних механізмів трубоправильних машин, визначити структурні й локальні надлишкові зв’язки в схемах механізмів та запропонувати рекомендації щодо їх раціонального проектування. Методика. Рішення здійснюється засобами теорії механізмів і машин за допомогою структурного аналізу механізмів трубоправильних машин на основі універсальної структурної теорії О. Г. Озола. Результати. Розширений принцип утворення механізмів машини, що передбачає, окрім твердих невільних тіл, включати до складу механізму і тіла, що деформуються, дозволяє розглядати будову машин обробки металів тиском із урахуванням пластично деформованої заготовки. Тому такі машини включають до свого складу деформовану заготовку як складову ланку механізму машини, заради деформації якої й надання їй певних геометричних параметрів і створюють трубоправильний агрегат. Дефекти структури машин визначають закладені в кінематичних ланцюгах механізмів локальні та структурні надлишкові зв'язки, які перетворюють механізм у статично невизначену систему. Рух механізму з дефектами структури можливий за наявності зазорів або за рахунок деформації ланок. Основний механізм трубоправильної машини є механізмом змінної структури, тому проведен аналіз для двох його станів: до захоплення труби валками і під час виправлення. Для підрахунку числа рухомостей зовнішньої пари «валок–труба» було враховано, що за більшістю координат накладаються неутримувальні зв’язки, які містять дробове число обмежень. Виявлено п’ятнадцять надлишкових зв’язків у схемі основного механізму. З’ясована кількість надлишкових зв’язків у допоміжних механізмах трубоправильної машини. Наукова новизна. Структурного аналізу трубоправильних машин із пошуком надлишкових зв’язків раніше не виконували. У роботі проведено структурний аналіз механізмів косовалкової трубоправильної машини вперше з урахуванням наявності зовнішніх дробових зв’язків, що накладаються в парах «валок–труба». Практична значимість. Розроблені практичні рекомендації щодо усунення шкідливих надлишкових зв’язків, знайдених під час структурного аналізу основних і допоміжних механізмів трубоправильної машини.


    Zugriff

    Download


    Exportieren, teilen und zitieren



    Titel :

    STRUCTURAL ANALYSIS AND RATIONAL DESIGN OF MECHANISMS OF CROSS-ROLL TUBE STRAIGHTENING MACHINES.
    СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ И РАЦИОНАЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ КОСОВАЛКОВЫХ ТРУБОПРАВИЛЬНЫХ МАШИН.
    СТРУКТУРНИЙ АНАЛІЗ І РАЦІОНАЛЬНЕ ПРОЕКТУВАННЯ МЕХАНІЗМІВ КОСОВАЛКОВИХ ТРУБОПРАВИЛЬНИХ МАШИН


    Beteiligte:


    Erscheinungsdatum :

    2018-11-19


    Anmerkungen:

    Science and Transport Progress ; No. 5(77) (2018); 65-73



    Medientyp :

    Aufsatz (Zeitschrift)


    Format :

    Elektronische Ressource


    Sprache :

    Englisch







    Способ обучения эвакуации машин

    Europäisches Patentamt | 2018

    Freier Zugriff