CC BY
41
УДК 629.1
A.Г. Астраханцев, канд. техн. наук, управляющий, (4872) 33-24-38 (Россия, Тула, ООО «Мёд»),
B.В. Прейс, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, (4872) 33-24-38, preys@klax.tula.ru (Россия, Тула, ТулГУ)
МЕТОДИКА ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО СИНТЕЗА ГРАВИТАЦИОННЫХ ОРИЕНТАТОРОВ С L-ОБРАЗНЫМ ЗАХВАТОМ ДЛЯ РАВНОРАЗМЕРНЫХ КОЛПАЧКОВ
Рассмотрена методика параметрического синтеза гравитационных ориен-таторов для равноразмерных осесимметричных предметов обработки типа колпачков, применяемых в системах автоматической загрузки технологических роторных машин.
Ключевые слова: методика конструирования, гравитационный ориентатор, система автоматической загрузки, технологическая роторная машина.
Для ориентирования осесимметричных предметов обработки типа колпачков (рис. 1, а) с отношением габаритных размеров 1,1 < 1/d < 1,5 (/ - длина предмета обработки, d - наружный диаметр предмета обработки) разработаны конструкции гравитационных ориентаторов с L-образным захватом двух конструктивных вариантов: с возвратной пружиной (рис. 1, б) [1] и с грузом-противовесом (рис. 1, в) [2].
Особенностью разработанных конструкций является то, что траектория движения ориентируемых предметов обработки на входе и выходе ориентатора совпадают, являются прямолинейными и вертикальными. Такая конструкция ориентаторов обеспечивает их эффективную компоновку в роторных системах автоматической загрузки (САЗ) технологических роторных машин (РМ).
Методика параметрического синтеза гравитационных ориентаторов с L-образным захватом, используемых в роторных САЗ, базируется на работах [3-5].
Параметрический синтез ориентатора ведут в следующей последовательности.
1. Диаметр входного и выходного каналов ориентатора выбирают, используя неравенства
где £> - внутренний диаметр входного и выходного каналов ориентатора; (.1 - коэффициент трения скольжения предмета обработки о направляющие поверхности ориентатора.
(i)
Известия ТулГУ. Технические науки. 2012. Вып. 12. Ч. 2
d
Рис. 1. К расчёту параметров гравитационного ориентатора с Ь-образным захватом для роторного ориентирующего устройства: а - ориентируемый предмет обработки типа колпачка; б - конструктивное исполнение ориентатора с возвратной пружиной; в - конструктивное исполнение ориентатора с грузом-противовесом
2. Высота захватного крючка ¿-образного захвата
V
(2)
где ¿/вн - внутренний диаметр предмета обработки типа колпачка.
3. Длина рычага ¿-образного захвата (расстояние от оси поворота захвата до его захватного крючка)
бК
2 d
вн
/р>
cosa
(3)
где а - начальный угол наклона рычага ¿-образного захвата относительно горизонтальной оси (а = 25°...35°).
4. Захватный крючок ¿-образного захвата должен находиться от
общей вертикальной стенки на расстоянии
D 3
— < с <— D, (4)
2 4
а ось поворота рычага L-образного захвата должна располагаться от общей вертикальной оси входного и выходного каналов на расстоянии
c1 < 2d. (5)
5. Расстояние от вершины захватного крючка L-образного захвата в его начальном положении до стенки входного канала, противоположной общей вертикальной стенки, удовлетворяет неравенству
b < 0,25l - a cos a . (6)
6. Расположение вертикальной стенки корпуса ориентатора относительно ближней стенки входного канала зависит от расположения оси поворота рычага L-образного захвата и типа конструкции ориентатора:
для ориентатора с возвратной пружиной (см. рис. 1, а)
e > 0,5D + Д1 + c1 + 0,5d0 +Д2, (7)
для ориентатора с грузом-противовесом (см. рис. 1, б)
e > 0,5D + Д1 + q + 1гр cos a + 0,5k + Д 2, (8)
где Д1 - толщина стенки входного канала ориентатора, выбираемая из конструктивных соображений; d0 - диаметр оси, на которой установлен рычаг L-образного захвата; 1гр - максимальная длина плеча, на котором расположен груз-противовес (расстояние от оси поворота рычага до центра масс груза); k - габаритный размер груза; Д2 - конструктивный размер, определяемый конструкцией оси или груза-противовеса.
7. Длина приемной части ориентатора
А = D + Д1 + e, (9)
8. Ширина приемной части ориентатора:
В = D + 2Д1. (10)
7. Параметры возвратной пружины рычага L-образного захвата для конструктивного исполнения ориентатора по рис. 1,а рассчитываем, используя неравенства, определяющие условия поворота (возврата) рычага из двух крайних положений:
рычаг находится в начальном положении, под углом a к горизонтали
т2g' (lp cos a + 0,5d) > спр • хпр • 1пр cos a; (11)
рычаг отклонился при ориентировании на угол a max m2g • (lp cos amax
+ 0,5d) > сПр •(хПр + h) •
1пр cos amax , (12)
где m2 - масса предмета обработки; 1пр - расстояние от места закрепления
пружины на рычаге до оси его поворота; h = 1пр sin(amax - a) - высота, на
которую отклонился захватный крючок рычага относительно начального
43
Известия ТулГУ. Технические науки. 2012. Вып. 12. Ч. 2
положения; а
max
максимальный угол отклонения рычага; с - жесткость
пружины; хпр - величина предварительного натяжения пружины.
Решая систему неравенств (11), (12) находим значения с и хпр:
спр >л
0,5 • d • mg • cos(а
max
а)
1Пр sin( а
max
а) • cos аmax • cos а
x > хпр -
lПр sin( аmax — а) • cos а max • (1 + 21р • cos а)
d • cos^
max
а)
(13)
(14)
8. Массу груза-противовеса L-образного захвата для конструктивного исполнения ориентатора по рис. 1, б рассчитываем, используя неравенства (13) и (14), заменяя силу пружины ( спр хпр) на силу тяжести груза
m2 • (1 + 2/р • cos а) тгр >---. (15)
/пр • cos(a max — а) После параметрического синтеза проводят компоновку ориентатора в роторной САЗ.
Минимально возможный шаг рабочих позиций роторной САЗ, обеспечивающий рациональные условия компоновки гравитационного ориентатора с L-образным захватом определяется неравенством (рис. 2)
hmin > B + Ah + (e + A i + 0,5D) • sin где u - число рабочих позиций роторной САЗ.
V u у
(1б)
Рис. 2. К определению минимального шага рабочих позиций
роторной САЗ
Особенностью проектирования ориентирующих устройств (ОУ) роторных САЗ является то обстоятельство, что основные параметры роторной САЗ: число и шаг рабочих позиций - унифицированы и определяются конструкцией технологических роторов проектируемой АРЛ. В АРЛ с транспортным цепным конвейером шаг рабочих позиций технологических роторов равен или кратен стандартному значению шага приводных роликовых цепей.
При однороторной компоновке роторной САЗ, когда ОУ совмещено с бункерным загрузочным устройством (БЗУ) на одном роторе, шаг и число рабочих позиций имеют одинаковые значения, как для ОУ, так и для БЗУ.
При двухроторной компоновке, когда БЗУ и ОУ размещаются на отдельных роторах, то число рабочих позиций роторного ОУ может выбираться независимо от числа рабочих позиций БЗУ и наоборот.
Список литературы
1. Пат. 57262 РФ на полезную модель. МПК7 В 65 G 47/24. Устройство для ориентации изделий типа стаканов / А.Г. Астраханцев, В.В. Прейс. Опубл. 10.10.2006 г. Бюл. № 28.
2. Пат. 62095 РФ на полезную модель. МПК7 В 65 G 47/24. Устройство для ориентации равноразмерных изделий типа стаканов / А.Г. Астраханцев, В.В. Прейс. Опубл. 27.03.2007 г. Бюл. № 9.
3. Астраханцев А.Г., Прейс В.В. Кинематика процесса ориентирования предмета обработки в гравитационном ориентаторе с L-образным захватом // Известия ТулГУ. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ. Вып. 3. 2007. С. 61-66.
4. Астраханцев А.Г., Прейс В.В. Применение гравитационных ориентирующих механизмов в роторных системах автоматической загрузки // Автоматизация и современные технологии, 2008. Вып. 4. С. 17-22.
5. Астраханцев А.Г., Давыдова Е.В., Прейс В.В. Динамика процесса ориентирования предмета обработки в гравитационном ориентаторе с L-образным захватом // Известия ТулГУ. Технические науки. Тула: Изд-во ТулГУ. Вып. 1. 2009. С. 3-13.
A.G. Astrahantsev, V.V. Prejs
PROCEDURE OF A PARAMETRIC SYNTHESIS GRAVITATIONAL ORIENTATION DEVICES WITH L-SHAPED ACQUISITION FOR EQUEL SIZE CAPS
The procedure of a parametric synthesis of gravitational orientation devices for equel size axisymmetrical subjects of machining of phylum of the caps applied in automatic feeding systems of technological rotor machines is considered.
Key words: constructing procedure, the gravitational orientation device, an automatic feeding system, the technological rotor machine.
Получено 20.11.12
