On the Issue of Determining the Engine Power of Tensioners When Winding Products Made of «Wet» Composite Material

Authors

  • Alexander P. Mikitinskiy Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова

DOI:

https://doi.org/10.17213/0136-3360-2020-6-21-28

Keywords:

product winding, «wet» composite tape, tensioner drive

Abstract

Products made by the method of «wet» winding from composite material are widely used in various indus-tries. The quality of future products is largely determined by the tension with which the «wet» tape is placed on the product. Until now, the electric motor of the tensioning device was selected from the condition of providing the specified maximum tension value of the composite tape, without taking into account the specific features of the tensioning device used and the geometry of the wound product. However, when winding a product with a complex geometric shape, dynamic moments occur in the electric drive, which cause additional heating of the engine. The paper analyzes the tensioning devices used for winding. They are grouped into two classes: linear and angular movement of tension rollers. For the considered tensioning devices, analytical expressions are ob-tained that relate the tension during winding with the force that the Executive electric motor must provide in static and dynamic modes. A method for selecting the drive power of tensioning devices is proposed, which takes into account the features of winding composite products made of «wet» composite material. As an exam-ple, the drive of a tensioning device is calculated when winding a pressure cylinder with a diameter of 0.2 m. the Calculations are carried out taking into account the possibility of using a worm self-braking gearbox or a planetary gearbox. Graphs of the dependence of static and dynamic moments on the motor shaft are plotted. It is shown that the use of a worm gearbox requires a more powerful drive, but when using a planetary gearbox, the electric motor must be able to stand under full load. The results obtained in this work can be used in the de-sign of new winding equipment or modernization of existing ones.

Author Biography

Alexander P. Mikitinskiy, Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова

Candidate of Technical Sciences. Associate Professor.

References

Электромеханические системы автоматического контроля и управления натяжением ленточных материалов / Н.И. Бондарев, Г.Г. Лисовская, В.В. Михаилов, О.П. Мартыненко. М.: Энергия, 1980. 96 с.

Боголюбов В.М., Братухин А.Ю., Сироткин О.С. Технология производства изделий и интегральных конструкций из композиционных материалов в машиностроении. М.: Готика, 2003. 516с.

Рыбников С.И. Автоматическое управление намоткой. М.: Энергия, 1972. 112с.

Определение энергетических характеристик натяжителя волокнистого материала на основе расширенной кинематической модели намоточного станка / Д.Н. Князев, Д.С. Андреев, И.Г. Семенченко, А.Г. Савин // Изв. вузов. Электромеханика, 2017. № 4. С. 92 - 99.

Микитинский А.П., Орлов С.И. Устройство автоматического управления намоткой. Патент № 128606 Российской Федерации. Опубл. 27.05.2013. БИ № 15.

Фу К., Гонсалес Р., Ли К. Робототехника. М.: Мир, 1989. 624с.

Маринин В.И., Князев Д.Н., Миткевич А.Б. Разработка системы автоматизированной подготовки управляющих программ для намоточных станков. Теория и практика технологий производства изделий из композиционных материалов и новых металлических сплавов (ТПКММ) // Корпоративные нано-и CALS-технологии в науко-емких отраслях промышленности: тр. 4-й междунар. конф., г. Москва; 26-29 апр. 2005 г. М.: Знание, 2006. С.537 - 540.

Система автоматизированной технологической подготовки производства оболочек вращения из композиционных материалов методом намотки / В.И. Маринин, Д.Н. Князев, С.М. Журихин, А.Г. Савин // Cб. науч. тр. по материалам междунар. науч.-практ. конф. Современные тенденции развития металлургической, машиностроительной и станкоинструментальной промышленности: г. Ростов-на-Дону, 6-8 сент. 2006 г. Ростов н/Д. 2006. С.

Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. М.: Наука, 1975. 640с.

Определение КПД червячного редуктора по коэффициентам потерь / В.И. Зворыкин, В.В., Зимин С.Ю. Гон-чаров, Г.С. Холмская // Инженерный вестник. Электронный научно-технический журнал. 2015. № 9. С. 70 - 85.

Published

2020-12-15

How to Cite

(1)
Mikitinskiy, A. P. On the Issue of Determining the Engine Power of Tensioners When Winding Products Made of «Wet» Composite Material. electromeh 2020, 63, 21-28.

Issue

Section

Articles