Ученые ЮУрГУ улучшают станки для деревообрабатывающей промышленности

Несмотря на высокий уровень развития технологий, и в настоящее время существуют отрасли промышленности, которые нуждаются в оптимизации технологических процессов. В одном из этих направлений работают ученые Южно-Уральского государственного университета.

Новое решение для станкостроения

Среди таких проектов — «Согласованные по скорости электроприводы в деревообрабатывающих машинах». Команда ученых Политехнического института ЮУрГУ ставит перед собой задачу модернизировать и улучшить качество продукции деревообрабатывающих производств. О том, как будут усовершенствованы деревообрабатывающие станки, рассказал автор проекта, магистрант кафедры «Автоматизированный электропривод» Артём Желтов.

«Текущее состояние станков деревообрабатывающей промышленности находится на низком уровне, так как используется нерегулируемый привод и устаревшие технологии. Производство этих станков в постсоветском пространстве отстает от производства аналогов за рубежом. Проблемы, связанные с приводом, не решаются и в настоящее время. Мы предлагаем внедрение и улучшение конечных параметров регулируемого привода. Применение регулируемого привода с системой согласования скоростей — это возможность улучшить качество продукции до 20% и увеличить вероятность безотказной работы станков».

Какие проблемы будут решены?

Основная причина снижения качества производства, быстрого расхода ресурсов оборудования и его выхода из строя — ударные нагрузки. Команда ученых Политехнического института ЮУрГУ занимается разработкой системы согласования скоростей, которая позволит вывести станкостроение на более высокий уровень.

«Так, система окорочного станка состоит из 3 частей. Это цилиндрические валки подачи, т. е. 3 цилиндра, расположенные под углом в 120 градусов с зазубринами. Они затягивают бревно внутрь станка. В центре находится короснимающий механизм — это несколько ножей, которые вращаются и снимают верхний слой с древесины. Система выдачи состоит из нескольких валков, вращающихся в обратную сторону и вытягивающих бревно из станка. Суть в том, что сами приводы этих валков запитаны от одного двигателя. И, если бревно не отогрели или не обработали должным образом, возникает перекос. Поскольку вся система зависит от одного двигателя, который посредством цепных передач запускает вращение, нагрузки распределяются между валками неравномерно. Соответственно, также возникает перекос. Это значит, что ножи с одной стороны практически не снимают верхний слой бревна, врезаются в другую сторону, и станок стопорится. С системой выдачи происходит то же самое: когда бревно частично вышло из станка, может возникнуть перекос, который застопорит станок. Все это сказывается на качестве конечной продукции и значительно снижает ресурсы самого станка», — объясняет Артём Желтов.

Новое решение заключается в установке индивидуального привода на каждый валок и связывании приводов между собой посредством специального алгоритма. В случае возникновения перекоса и увеличения нагрузок на одном из приводов на два других привода будет послан сигнал, чтобы они выровняли бревно.

Станки станут «жить» дольше

«Применение этого алгоритма позволит снизить риск затормаживания бревна внутри станка и возникновения каких-либо нестандартных ситуаций. В целом, мы сможем увеличить производительность, а также уйти от человеческого фактора. Кроме того, увеличится срок жизни и ресурсы станка и его составляющих, в частности ножей короснимателя и других механизмов, которые повреждаются в процессе. Мы также планируем разработать систему, которая позволит уменьшить энергопотребление во время простоя».

В настоящее время ведется работа по совершенствованию алгоритма. Результаты исследования представлены в статье «Speed coordinated electric drives in the woodworking machines” журнала «IEEE Xplore», индексируемой базой данных Web of Science. Разработки ученых смогут найти применение, в первую очередь, в производстве древесины на экспорт и строительстве, а также при работе с прокатными станками. Они могут быть использованы в любых многодвигательных системах, где связь нескольких двигателей между собой имеет ключевое значение. Таким образом, предложенное учеными согласование скоростей перспективно для станкостроения в целом.

Виктория Матвейчук: фото: Виктория Матвейчук
Вы нашли ошибку в тексте:
Просто нажмите кнопку «Сообщить об ошибке» — этого достаточно. Также вы можете добавить комментарий.