Динамика индивидуального привода

66
УДК 681.62:655
Е.Н. Гусак, E.N. Gusak, e-mail: borisgn@yandex.ru
Д.М. Ротанин, D.M. Rotanin
Омский государственный технический университет, г. Омск, Россия
Omsk State Technical University, Omsk, Russia
ДИНАМИКА ИНДИВИДУАЛЬНОГО ПРИВОДА
РУЛОННОЙ ПЕЧАТНОЙ МАШИНЫ
THE DYNAMICS OF THE INDIVIDUAL
DRIVE WEB PRINTING MACHINES
Предложена математическая модель двухсекционной рулонной печатной машины с индивидуальным приводом. Составлены дифференциальные уравнения движения механической части привода, локальных сис- тем управления электроприводом, учтены связи между отдельными локальными системами.
The proposed mathematical model of two-roll printing machines with individual drive. The differential equa- tions of motion of a mechanical part of the drive, the local systems electric drive control, accounted for communication between local systems.
Ключевые слова: индивидуальный привод, печатная машина
Key words: individual drive, printing machine
Среди производственных машин рулонные печатные машины являются наиболее чув- ствительными к изменению свойств систем привода. Это, прежде всего, связано с особенно- стями технологического процесса.
Основной спецификой привода рулонной машины является то, что приводимые им исполнительные механизмы дополнительно связаны непрерывной бумажной лентой. И лю- бые колебания, вызывающие рассогласование исполнительных механизмов в направлении их вращения, немедленно изменяют первоначальное натяжение ленты. Это становится при- чиной появления дефектов печати и рубки ленты.

Динамика систем, механизмов и машин, № 1, 2014
В связи с возрастанием требований к точности совмещения оттисков возрастают тре- бования и к динамике привода.
В современных рулонных машинах происходит замена механических систем приво- дов цилиндров печатных секций на электромеханические многодвигательные привода. Их использование позволяет упростить кинематические схемы машин, легко осуществить мо- дульное построение оборудования.
Сегодня существует три концепции децентрализованного привода печатных машин.
Так называемый прямой привод, когда каждый цилиндр печатного аппарата снабжен инди- видуальным электродвигателем, при этом цилиндры не соединяются между собой через зуб- чатые передачи, двигатель соединяется непосредственно с валом цилиндра с помощью меха- нических устройств или электродвигатель и цилиндр имеют общий вал. Индивидуальный привод: один двигатель приводит в движение печатную группу, которая состоит из двух ци- линдров. При этом цилиндры связаны меду собой зубчатыми колесами. Третья концепция привода: система привода разделена на несколько блоков, каждый из которых приводиться в движение своим электродвигателем. Например, каждая печатная секция приводится в дви- жение своим электродвигателем, при этом синхронизация движения цилиндров секции осу- ществляется с помощью зубчатых передач.
Если в механических приводах для синхронизации печатных секций используется единый горизонтальный вал, то в многодвигательном приводе — система автоматического управления. Причем каждый двигатель управляется локальной системой подчиненного регу- лирования, а взаимосвязь локальных систем осуществляется по цепи нагрузки через бумаж- ную ленту и по цепи управления для задания уровня общей скорости электроприводов и со- отношения скоростей электроприводов отдельных секций.
Система подчиненного управления двигателем характеризуется каскадным включе- нием регуляторов, количество которых соответствует количеству регулируемых параметров.
В настоящее время отсутствуют теоретические зависимости для расчетов, с целью анализа динамических процессов в электромеханической системе привода с несколькими индивидуальными приводами, существует недостаток сведений по способам оценки и выбо- ру рациональных параметров привода.
Одним из этапов исследования является переход от реальной конструкции к соответ- ствующей ей математической модели.
Рассмотрим особенности системы привода печатных аппаратов от индивидуальных электродвигателей, схема показана на рис. 1. Печатные аппараты приводятся в движение с помощью электродвигателей ЭД 1 и ЭД 2 соответственно. Соотношение скоростей отдель- ных секций устанавливают относительно ведущей секции, в которой обеспечивается только стабилизация скорости. Задание общей скорости производится сигналом, поступающим на входы локальных систем через устройства задания соотношения скоростей (УЗСС). Регули- рование электропривода осуществляет система подчиненного регулирования по току и ско- рости вращения. Внутренний контур является контуром регулирования тока, а внешний кон- туром регулирования скорости. Внутренний контур подчинен внешнему. Регуляторы скоро- сти (РС) и тока (РТ) — ПИ-регуляторы. Регулятор тока ограничивает ток якоря и поддержи- вает его на уровне номинального значения. На входе системы имеется блок задания скорости
(БЗС). Рассогласования в угловых скоростях вращения фиксируются тахогенераторами (ТГ), установленными на валах электродвигателей.
На рисунке обозначено I
i
– момент инерции цилиндров печатного аппарата, М
i
– по- лезный момент сопротивления в печатных аппаратах, М
двi
– движущий момент сопротивле- ния двигателей, ω
i
– угловая скорость вращения цилиндров печатного аппарата, L – длина проводки ленты между секциями, V – скорость проводки ленты между секциями, F
л
– натя- жение ленты между секциями.
67

Динамика систем, механизмов и машин, № 1, 2014
Совместное решение уравнений (1) – (4) позволит оценить влияние динамики привода на изменение натяжения бумажной ленты и спрогнозировать появление неприводки печати.
Библиографический список
1. Артыков, Э.С. Электрооборудование полиграфических машин: учебник для вузов /
Э.С. Артыков – М. : МГУП, 2005. – 399 с.
2. Воронов, А. Е. Механическая система приводов ротационных машин. Исследова- ние, расчет, проектирование: учеб. пособие / А. Е. Воронов, Е. А. Воронов, Е. Н. Гусак. –
Омск : ОмГТУ, 2008. – 115 с.
3. Воронов, Е.А. Особенности динамики рассогласования печатных пар в приводах с индивидуальными электродвигателями / Е.А. Воронов, И.С. Лебедев // Омский научный вестник. – 2012. – № 2 (110). – С. 352 – 356 4. Гусак, Е.Н. Моделирование привода рулонных печатных машин в среде Matlab
Simulink / Е.Н. Гусак // Полиграфия: технология, оборудование, материалы: матер. IV заоч. науч.-практ. конф. с междунар. участием. Омск, 13 – 15 мая 2013 г. – Омск: Изд-во ОмГТУ,
2013. – С. 23 – 32 5. Литунов, С.Н. Основы расчета полиграфического оборудования: монография /
С.Н. Литунов, О.А. Тимощенко. – Омск: изд-во ОмГТУ, 2013. – 160 с.