Механіко-математичне моделювання процесу вакуумного транспортування розгортки інтегральної обкладинки
DOI:
https://doi.org/10.20535/2077-7264.3(89).2025.345764Ключові слова:
інтегральна обкладинка, вакуумне транспортування, перфорована транспортувальна стрічка, механіко-математичне моделювання, стійкість утримання, кутова стійкість, поздовжнє зміщенняАнотація
Об’єктом дослідження є процес вакуумного транспортування розгортки інтегральної обкладинки на перфорованій транспортувальній стрічці в зоні подачі до фальцювально-клейового модуля. Метою роботи є розроблення механіко-математичної моделі, яка описує взаємодію сил розрідження, ваги, тертя та інерційних навантажень і забезпечує стійке утримання та точне позиціонування розгортки в зонах фальцювання й приклеювання клапанів.
Для досягнення мети побудовано геометричну та силову схему вакуумного транспортування, виведено аналітичні співвідношення для мінімально необхідного рівня розрідження Δpmin з урахуванням маси розгортки, коефіцієнта тертя, кількості та радіуса отворів у стрічці, а також прискорення руху. Введено коефіцієнти запасу лінійної та кутової стійкості Kvac і Kφ, а також розрахункові залежності для максимального поздовжнього зміщення Δxmax під дією збурювальних прискорень. Проведено числове моделювання впливу геометричних (діаметр, крок і кількість отворів) та режимних параметрів (рівень розрідження, швидкість і тривалість розгону) на стійкість утримання та точність позиціонування розгортки.
Встановлено, що збільшення ефективної площі перфорації дає змогу знизити необхідний рівень розрідження, тоді як підвищення прискорень і збурювальних моментів вимагає збільшення вакууму або оптимізації схеми розташування отворів. Показано, що максимальне поздовжнє зміщення Δxmax зростає з часом проходження ділянки прискорення, проте може бути обмежене до допустимого рівня за рахунок раціонального поєднання профілю швидкості та рівня вакууму.
Результати дослідження можуть бути використані під час інженерного проєктування вакуумних транспортувальних систем фальцювально-клейових модулів для інтегральних обкладинок з метою забезпечення стійкого утримання розгорток, зменшення кількості дефектів та підвищення якості готової продукції.
Посилання
Gabriel, F., Fahning, M., Meiners, J., Dietrich, F., & Dröder, K. (2020). Modeling of vacuum grippers for the design of energy efficient vacuum-based handling processes. Production Engineering, 14, 545–554. https://doi.org/10.1007/s11740-020-00990-9 [in English].
Stegmaier, V., Schaaf, W., Jazdi, N., & Weyrich, M. (2023). Simulation model for digital twins of pneumatic vacuum ejectors. Chemical Engineering & Technology, 46(1), 71–79. https://doi.org/10.1002/ceat.202200358 [in English].
Yang, R., Zhong, W., Wang, R., Li, C., & Fang, J. (2020). Integration of measurement and simulation of film pressure for estimating deformation of a glass sheet on a noncontact air conveyor. Mechanical Engineering Science, 2(2), 35–42. https://doi.org/10.33142/mes.v2i2.3164 [in English].
Song, B., Chen, H., Sun, L., Xu, K., & Ren, X. (2024). Improved method for the calculation of the air film thickness of an air cushion belt conveyor. Materials, 17(23), 6020. https://doi.org/10.3390/ma17236020 [in English].
Zhang, B., Meng, W., & Zhang, H. (2022). Research on the pressure field and loading characteristics of air film of air cushion belt conveyor. AIP Advances, 12(9), 095123. https://doi.org/10.1063/5.0111304 [in English].
Sarsenova, G., Joldassova, K., & Sultanaliev, B. (2024). Research and development of a special air-cushion conveyor design for the transportation of bulk cargoes. Communications — Scientific Letters of the University of Žilina, 26(4), B244–B251. https://doi.org/10.26552/com.C.2024.045 [in English].
Yu, X., & Li, X. (2021) Theoretical modeling and experimental study of pressure fields of inclined airflow film. Precision Engineering, 67, 14–23. https://doi.org/10.1016/j.precisioneng.2020.09.014 [in English].
Ivanko, A. I., & Pasichnyk, V. P. (2020). Modeliuvannia protsesu vytrat povitria u kameri pnevmomarzana rotatsiinoho vysikalnoho modulia [Modeling of the Air Consumption Process in a Camera of a Rotary Cut-Off Module]. Tekhnolohiia i tekhnika drukarstva, 1–2(67–68), 29–37. https://doi.org/10.20535/2077-7264.1-2(67-68).2020.205764 [in Ukrainian].
Zeng, F., Yan, C., Wu, Q., & Wang, T. (2020). Dynamic behaviour of a conveyor belt considering non-uniform bulk material distribution for speed control. Applied Sciences, 10(13), 4436. https://doi.org/10.3390/app10134436 [in English].
Chen, H., & Liu, S. (2023). Establishment of constitutive model and dynamic parameter analysis of rubber conveyor belt. Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 61(2), 365–378. https://doi.org/10.15632/jtam-pl/163246 [in English].
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Петро Олексійович Киричок, Дмитро Олександрович Палюх
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons CC BY для журналів відкритого доступу.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов’язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
