Разработка 3D-модели тянущего устройства лабораторной экструзионной линии
- Авторы: Терехин М.А.1, Безъязыкова Л.А.1, Сандлер И.Л.1
-
Учреждения:
- Самарский государственный университет путей сообщения
- Выпуск: Том 1 (2023)
- Страницы: 376-378
- Раздел: Мехатроника
- URL: https://journals.eco-vector.com/osnk-sr2023/article/view/430243
- ID: 430243
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Обоснование. Оптимизация процесса экструзии полимеров является важной задачей в области производства полимерных изделий. Одним из ключевых элементов лабораторной экструзионной линии является тянущее устройство, которое отвечает за растяжение экструдированного полимера [1].
3D-моделирование является важным инструментом в процессе разработки современного устройства, поскольку оно позволяет создать точную и детальную модель объекта, учитывая все его характеристики и параметры. Кроме того, 3D-моделирование позволяет провести анализ нагрузок, определить прочность и надежность устройства в работе. Это позволяет выявить возможные проблемы в работе устройства и предотвратить их до момента запуска в производство [2, 3].
Таким образом, 3D-моделирование является необходимым этапом в разработке тянущего устройства для лабораторной экструзионной линии, позволяющим существенно повысить его качество и снизить затраты на производство.
Цели - разработать 3D-модели основных конструкционных элементов тянущего устройства лабораторной экструзионной линии и получить сборку.
Методы. В настоящее время разработка конструкции устройств осуществляется при помощи метода научного познания — компьютерного моделирования. Использование специализированного программного обеспечения, такого как SolidWorks, позволяет создавать трехмерные образы объекта на основе математических и физических моделей. В CAD-системах применяются различные методы компьютерного моделирования, включая метод создания базовых элементов, метод создания поверхностей, метод создания сборок и метод создания анимации.
Результаты. Посредством САПР SolidWorks [4] спроектирована 3D модель сборки тянущего устройства лабораторной экструзионной линии.
Внешний вид 3D-модели основы крепления для датчика измерения толщины изготавливаемого филамента представлен на рис. 1, а. Габаритные размеры детали соответственно равны 180×100×20 мм. Деталь имеет 4 отверстия для крепления к станине, а также 8 отверстий диаметром 2,5 мм для крепления фиксирующей пластины (см. рис. 1, б). В центральной части детали «Основа» располагается несквозной паз для непосредственной установки датчика измерения толщины изготавливаемого филамента, габаритные размеры которого соответственно равны 160×30×20 мм.
Внешний вид 3D-модели фиксирующей пластины крепления для датчика измерения толщины изготавливаемого филамента представлен на рис. 1, б. Габаритные размеры фиксирующей пластины соответственно равны 80×80×20 мм. Фиксирующая пластина имеет 8 отверстий диаметром 0,25 мм, с потайной шляпкой самореза диаметром 1,1 мм.
Внешний вид 3D-модели слидера роликовой системы тянущего устройства изображен на рис. 1, в. Габаритные размеры деталей соответственно равны 65×40×20 мм. Радиус внешний 15 мм, внутренний 10 мм. Деталь имеет отверстие под подшипник диаметром 21 мм, а также два отверстия под шпильки М8.
Рис. 1. 3D-модели элементов: а — основа; б — пластина фиксирующая;в — слидер; г — пластина направляющая
Внешний вид 3D-модели детали «Крышка-направляющая» датчика измерения толщины изготавливаемого филамента изображен на рис. 1, г. Габаритные размеры детали «Крышка-направляющая» соответственно равны 80×35×2,5 мм. Крышка-направляющая имеет 4 отверстия диаметром 0,25 мм, с потайной шляпкой самореза диаметром 1,1 мм.
Рис. 2. 3D-модели элементов: а — ведомая шестерня; б — колесо полиуретановое; в — шаговый двигатель; г — подшипник; д — пружина в сжатом состоянии; е — пружина в разжатом состоянии; ж — шпилька резьбовая
Внешние виды 3D-модели ведомой шестерни, полиуретанового колеса, шагового двигателя, подшипника, пружины в сжатом и разжатом положении, шпильки резьбовой M8 представлены на рис. 2, а–ж. Трехмерная модель сборки роликовой системы тянущего устройства в окне приложения SolidWorks изображена на рис. 3.
Рис. 3. 3D-модель сборки роликовой системы в приложении SolidWorks
Выводы. В результате были разработаны 3D-модели основных элементов конструкции тянущего устройства лабораторной экструзионной линии, после чего получена 3D-модель тянущего устройства в сборе.
Таким образом, разработка 3D-модели тянущего устройства лабораторной экструзионной линии при помощи SolidWorks имеет важное практическое значение. Полученные результаты могут быть использованы для разработки более эффективных технологий производства полимерных изделий.
Ключевые слова
Полный текст
Обоснование. Оптимизация процесса экструзии полимеров является важной задачей в области производства полимерных изделий. Одним из ключевых элементов лабораторной экструзионной линии является тянущее устройство, которое отвечает за растяжение экструдированного полимера [1].
3D-моделирование является важным инструментом в процессе разработки современного устройства, поскольку оно позволяет создать точную и детальную модель объекта, учитывая все его характеристики и параметры. Кроме того, 3D-моделирование позволяет провести анализ нагрузок, определить прочность и надежность устройства в работе. Это позволяет выявить возможные проблемы в работе устройства и предотвратить их до момента запуска в производство [2, 3].
Таким образом, 3D-моделирование является необходимым этапом в разработке тянущего устройства для лабораторной экструзионной линии, позволяющим существенно повысить его качество и снизить затраты на производство.
Цели - разработать 3D-модели основных конструкционных элементов тянущего устройства лабораторной экструзионной линии и получить сборку.
Методы. В настоящее время разработка конструкции устройств осуществляется при помощи метода научного познания — компьютерного моделирования. Использование специализированного программного обеспечения, такого как SolidWorks, позволяет создавать трехмерные образы объекта на основе математических и физических моделей. В CAD-системах применяются различные методы компьютерного моделирования, включая метод создания базовых элементов, метод создания поверхностей, метод создания сборок и метод создания анимации.
Результаты. Посредством САПР SolidWorks [4] спроектирована 3D модель сборки тянущего устройства лабораторной экструзионной линии.
Внешний вид 3D-модели основы крепления для датчика измерения толщины изготавливаемого филамента представлен на рис. 1, а. Габаритные размеры детали соответственно равны 180×100×20 мм. Деталь имеет 4 отверстия для крепления к станине, а также 8 отверстий диаметром 2,5 мм для крепления фиксирующей пластины (см. рис. 1, б). В центральной части детали «Основа» располагается несквозной паз для непосредственной установки датчика измерения толщины изготавливаемого филамента, габаритные размеры которого соответственно равны 160×30×20 мм.
Внешний вид 3D-модели фиксирующей пластины крепления для датчика измерения толщины изготавливаемого филамента представлен на рис. 1, б. Габаритные размеры фиксирующей пластины соответственно равны 80×80×20 мм. Фиксирующая пластина имеет 8 отверстий диаметром 0,25 мм, с потайной шляпкой самореза диаметром 1,1 мм.
Внешний вид 3D-модели слидера роликовой системы тянущего устройства изображен на рис. 1, в. Габаритные размеры деталей соответственно равны 65×40×20 мм. Радиус внешний 15 мм, внутренний 10 мм. Деталь имеет отверстие под подшипник диаметром 21 мм, а также два отверстия под шпильки М8.
Рис. 1. 3D-модели элементов: а — основа; б — пластина фиксирующая;в — слидер; г — пластина направляющая
Внешний вид 3D-модели детали «Крышка-направляющая» датчика измерения толщины изготавливаемого филамента изображен на рис. 1, г. Габаритные размеры детали «Крышка-направляющая» соответственно равны 80×35×2,5 мм. Крышка-направляющая имеет 4 отверстия диаметром 0,25 мм, с потайной шляпкой самореза диаметром 1,1 мм.
Рис. 2. 3D-модели элементов: а — ведомая шестерня; б — колесо полиуретановое; в — шаговый двигатель; г — подшипник; д — пружина в сжатом состоянии; е — пружина в разжатом состоянии; ж — шпилька резьбовая
Внешние виды 3D-модели ведомой шестерни, полиуретанового колеса, шагового двигателя, подшипника, пружины в сжатом и разжатом положении, шпильки резьбовой M8 представлены на рис. 2, а–ж. Трехмерная модель сборки роликовой системы тянущего устройства в окне приложения SolidWorks изображена на рис. 3.
Рис. 3. 3D-модель сборки роликовой системы в приложении SolidWorks
Выводы. В результате были разработаны 3D-модели основных элементов конструкции тянущего устройства лабораторной экструзионной линии, после чего получена 3D-модель тянущего устройства в сборе.
Таким образом, разработка 3D-модели тянущего устройства лабораторной экструзионной линии при помощи SolidWorks имеет важное практическое значение. Полученные результаты могут быть использованы для разработки более эффективных технологий производства полимерных изделий.
Об авторах
Михаил Александрович Терехин
Самарский государственный университет путей сообщения
Автор, ответственный за переписку.
Email: mixanterexin2000@gmail.com
SPIN-код: 2681-8769
Любовь Александровна Безъязыкова
Самарский государственный университет путей сообщения
Email: bezyazykovalyuba@mail.ru
Илья Львович Сандлер
Самарский государственный университет путей сообщения
Email: i.sandler@samgups.ru
Список литературы
- Вольфсон С.И., Макаров Т.В., Охотина Н.А., Мусин И.Н. Компаундирование полимеров методом двухшнековой экструзии: учебное пособие. Санкт-Петербург: НОТ, 2014. 184 с.
- Кузнецова С.В. Трехмерное моделирование в задачах комплексной автоматизации производства: учебно-методическое пособие. Ковров: КГТА имени В.А. Дегтярева, 2014. 224 с.
- Султанов В.А. Детали машин и конструирование: учебное пособие / под ред. Н.Ф. Кашапова. Казань: КФУ, 2021. 150 с.
- Большаков В.П., Бочков А.Л., Сергеев А.А. ЗD-моделирование в AutoCAD, KOMI1AC-3D, SolidWorks, Inventor, T-Flex: учебный курс (+DVD). Санкт-Петербург: Питер, 2011. 336 с.
Дополнительные файлы
