Анализ возможностей существующих и перспективных внутрицеховых подъемно-транспортных механизмов крупногабаритных изделий ракетной техники Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Секция «Механика конструкций ракетно-космической техники»

УДК 621.865.8

АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТЕЙ СУЩЕСТВУЮЩИХ И ПЕРСПЕКТИВНЫХ ВНУТРИЦЕХОВЫХ ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫХ МЕХАНИЗМОВ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ РАКЕТНОЙ ТЕХНИКИ

Е. Ф. Калинин, А. Е. Попеляев, Д. А. Климовский

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: [email protected]

Ракетостроение представляет собой одну из наиболее быстро развивающихся отраслей техники. По мере увеличения мощности ракетных двигателей, дальности полета и массово-габаритных характеристик ракет перед технологами ракетостроительных заводов и КБ возникают все более сложные задачи. Выполнен сравнительный анализ существующих и перспективных внутрицеховых подъемно-транспортных механизмов крупногабаритных изделий ракетной техники.

Ключевые слова: ракетостроение, подъемно-транспортные механизмы.

ANALYSIS OF OPPORTUNITIES EXISTING AND PERSPECTIVE LIFTING-TRANSPORT MECHANISMS FOR LARGE PART OF ROCKET

E. F. Kalinin, A. E. Popelyaev, D. A. Klimovskiy

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarskiy Rabochiy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]

Rocket construction is one of the fastest growing branches of technology. With the increase in the power of rocket engines, the range of flight and the mass-dimensional characteristics of the missiles, technologists of rocket-building plants and design bureaus face increasingly complex tasks. The paper compares existing and prospective lifting-transport mechanisms for large part of rocket.

Keywords: rocket construction, lifting-transport mechanisms.

Современное производство, межцеховой и внутрицеховой транспорт, погрузочно-разгрузочные и сборочные операции крупногабаритных изделий ракетной техники невозможны без применения разнообразных грузоподъемных машин и механизмов, обеспечивающих непрерывность и ритмичность производственных процессов [1].

Правильный выбор грузоподъемного оборудования является основным фактором нормальной работы и высокой эффективности производства. Нельзя обеспечить устойчивый ритм производства на современной ступени его развития без согласованной и безотказной работы современных средств механизации внутрицехового и межцехового транспортирования сырья, полуфабрикатов и готовой продукции на всех стадиях производства [2].

Одним из наиболее распространенных средств механизации погрузочно-разгрузочных работ на промышленных предприятиях, строительных площадках, в речных и морских портах, на железнодорожном транспорте и т. д. являются грузоподъемные краны, обеспечивающие подъем груза, перемещение его на незначительное расстояние и опускание с помощью грузозахватного устройства [2].

Основным типом манипуляционных систем роботов являются механические манипуляторы. Они представляют собой пространственные механизмы в виде разомкнутых, реже замкнутых кинематических цепей из звеньев, образующих кинематические пары с одной, реже двумя степенями подвижности с угловым или поступательным относительным движением и системой при-

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2017. Том 1

водов обычно раздельных для каждой степени подвижности. На конце манипулятора находится рабочий орган [3].

За последние несколько лет в Европе и США всё чаще появляются публикации, в которых рассматривается возможность применения пространственных манипуляторов для решения задач перемещения объектов различного назначения в пространстве рабочей зоны. Такие устройства, как правило, имеют параллельную неортогональную кинематическую структуру, воспринимая нагрузку подобно пространственным фермам, что определяет их повышенную точность и грузоподъемность [4; 5].

Сведем все достоинства и недостатки рассмотренных механизмов в таблицу.

Сравнение характеристик рассмотренных подъемных механизмов

——Механизм Мостовой кран Подъемный механизм Традиционный

Параметр ' ———__ с МПС манипулятор

Грузоподъемность Высокая Высокая Высокая

Металлоемкость Высокая Низкая Высокая

Объем рабочего пространства Большой Большой Ограниченный

Возможности перемещения груза Только линейное перемещение Линейное перемещение и вращение (углы ограниченны конструкцией) Линейное перемещение и вращение

Сложность системы управления Средняя Очень сложная Сложная

Точность позиционирования Низкая Высокая Высокая

Скорость перемещения Низкая Высокая Высокая

Универсальность в применении (подъем + перемещение) Универсален Универсален Ограничен

Возможность применения в других операциях Нет Есть Есть

Анализ таблицы показывает, что подъемные устройства на основе механизмов параллельной структуры, несмотря на сложность системы управления, собрали в себе все достоинства мостовых кранов и современных манипуляторов, а также исключили большинство их недостатков.

Проектирование ракет и технология их изготовления взаимосвязаны: с одной стороны, разработка технологических процессов имеет целью наилучшим образом материально воплотить замысел конструкторов, а, с другой стороны, развитие новых технологических способов стимулирует появление новых конструктивных решений. Применение в сборочных и стыковочных операциях механизмов параллельной структуры с гибкими звеньями позволит снять ограничения для конструкторов, которые при проектировании рассчитывают только на линейную стыковку. Это приведет к появлению новых, более совершенных конструкций крупногабаритных узлов и агрегатов ракетной техники.

Библиографические ссылки

1. Гардымов Г. П., Парфенов Б. А., Пчелинцев А. В. Технология ракетостроения : учеб. пособие. СПб. : Спец. лит., 1997. 320 с.

2. Грузоподъемные машины : учебник для вузов / М. П. Александров, Л. Н. Колобов, Н. А. Лобов и др. М. : Машиностроение, 1986. 400 с.

3. Юревич Е. И. Основы робототехники. 3-е изд, перераб и доп. СПб. : БХВ-Петербург, 2010. 368 с.

4. Albert J. Wavering Parallel Kinematic Machine Research at NIST: Past, Present, and Future/ Parallel kinematic machines theoretical aspects and industrial requirements, Springer - Verlag London Limited, 1999. Рр. 17-33.

5. Alessandro Berti, Jean-Pierre Merlet, Marco Carricato Solving the direct geometri co-static problem of underconstrained cable-driven parallel robots by interval analysis/ The International Journal of Robotics Research. 2016. Vol. 35, No. 6. Рp. 723-739.

© Калинин Е. Ф., Попеляев А. Е., Климовский Д. А., 2017