CC BY
50
2. Лялин В.М., Журавлев Г.М. Напряженно-деформированное состояние осесимметричных процессов полугорячей и холодной штамповки выдавливанием // Известия ВУЗов. Черная металлургия, 1990, № 9. С. 34-37.
3. Ренне И.П. Теоретические основы экспериментальных методов исследования деформаций методом сеток в процессах обработки давлением. Тула: ТПИ, 1979. 96 с.
V. Lialin, A. Pescherov, V. Lavrov, D. Koscheev
The method of definition of the kinematic characteristics of plastic formchanging circle stamping.
ne version staging experimental of definition kinematic of plastic stream by stamping flat storage (circles) on base modeling of this process with attract of the nets method is present.
Key words: the process of stamping circles, the energy and power characteristics, the characteristics of strained state, the method of deviding nets.
Получено 04.08.10
УДК 621.86
Е.В. Давыдова, канд. техн. наук, ассист., (4872) 33-24-38, elen-davidova@rambler.ru (Россия, Тула, ТулГУ)
АНАЛИТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ БУНКЕРНОГО ЗАГРУЗОЧНОГО УСТРОЙСТВА С РАДИАЛЬНЫМИ ПРОФИЛЬНЫМИ ГНЕЗДАМИ
Рассмотрена аналитическая модель производительности механического дискового бункерного загрузочного устройства с радиальными профильными гнездами для предметов обработки формы тел вращения с явно выраженной асимметрией торцов.
Ключевые слова: система автоматической загрузки, бункерное загрузочное устройство, предмет обработки, производительность.
В системах автоматической загрузки сборочных машин и линий предметами обработки с явно выраженной асимметрией торцов используют механические дисковые бункерные загрузочные устройства (БЗУ) с радиальными профильными гнездами [1], одна из конструкций которых показана на рис. 1. Устройство имеет вращающийся диск 1 с радиальными пазами 2, оканчивающимися сквозными гнездами 3, имеющими форму, соответствующую конфигурации предмета обработки.
Рис. 1. Механическое дисковое бункерное загрузочное устройство с радиальными профильными гнездами
Принцип действия БЗУ с радиальными профильными гнездами заключается в следующем. Предметы обработки, запавшие в гнезда в правильном положении, в процессе вращения диска перемещаются в верхнюю часть бункера БЗУ и выдаются в приемник. Предметы обработки, занявшие в гнездах неправильное положение, переориентируются в требуемое под действием копира 4, расположенного в верхней части бункера БЗУ.
Производительность БЗУ определяется выражением
гт 60и
ПБЗУ = _~ ц, С1)
где и - окружная скорость захватывающих органов БЗУ, м/с; t - шаг захватывающих органов, м; ц - коэффициент выдачи БЗУ.
Шаг захватывающих органов БЗУ определим по выражению
t = dl + At + с)п,
где ^ - диаметр наибольшего, далее цилиндрического, торца предмета обработки, м; At - зазор по шагу, м; 8п - толщина перегородки между захватывающими гнездами, выбираемая конструктивно, м.
Зазор по шагу At обеспечивает захват предмета обработки движущимся гнездом. Так как в БЗУ с радиальными профильными гнездами захват и ориентирование предметов обработки совмещены, то есть захватывающий орган БЗУ является также и ориентирующим, то величина At ог-
раничена возможным западанием в гнездо предмета обработки в нетребуемом положении. Поэтому рекомендуют [2] принимать
0,05^ < At < 0,1<а1.
Основываясь на работах [2], аналитическую зависимость коэффициента выдачи от окружной скорости захватывающих органов БЗУ будем искать в виде
^7тах(1 ~ є^ ), (2)
где 77тах - наибольшая величина коэффициента выдачи, соответствующая окружным скоростям гнезда, близким к нулю; є - некоторый коэффициент.
Коэффициент 77тах определим на основе подхода, изложенного в работе [3], как произведение двух условных вероятностей
^тах _ РіРс, (3)
где Рі - вероятность нахождения предмета обработки на пути захватывающего органа в требуемом ориентированном положении; рс - вероятность того, что захвату предметов обработки гнездом не помешает взаимо-сцепляемость предметов обработки.
Вероятность Рі , входящая в выражение (3), зависит от вероятностей р^ того, что предмет обработки ляжет на дно бункера поверхностью, при нахождении на которой возможен переход в требуемое ориентированное положение, рі поворота требуемой поверхностью предмета обработки
к захватывающему органу и рт отсутствия помех в осуществлении перехода. Поэтому для нахождения зависимости, описывающей вероятность Рі , были рассмотрены положения, которые может занимать предмет обработки, засыпанный в бункер БЗУ с радиальными профильными гнездами.
Засыпаемые в бункер предметы обработки с явно выраженной асимметрией торцов могут лечь на дно бункера БЗУ одной из своих поверхностей: асимметричным торцом (положение I), цилиндрическим торцом dl (положение II), боковой поверхностью (положение III).
Обозначим вероятности того, что предмет обработки ляжет на дно бункера асимметричным торцом, цилиндрическим торцом или боковой поверхностью соответственно р£ Р£2, Ркъ . Так как предмет обработки,
брошенный на дно бункера, ляжет на него обязательно какой-либо из
3 ограничивающих его поверхностей, то р£1 + р£2 + Р£3 = 1. Переход
предмета обработки в требуемое ориентированное положение III, в котором предмет обработки подходит к диску с захватывающими органами асимметричным торцом вперед, невозможен, если предмет обработки упадет на дно бункера в положениях I, II. Выражения для определения вероятностей р£ , р^ получены на основе известной методики [3]:
Р1 = 2 - , %_м' 2 , Рк2 = 2 - ■ ; ~ Хц м2 , (4)
2 У4хц.м. + ¿1 2 ^4 (/ - Хцм.) + ^
где хц м - расстояние от плоскости цилиндрического торца до центра масс предмета обработки, м; ^ - диаметр асимметричного торца предмета обработки, м; / - длина предмета обработки, м.
Так как толщина слоя предметов обработки на различных участках различна, то вероятности одного и того же положения будут иметь различные значения. В связи с этим пользуются предельными значениями вероятностей. Тогда
_ 1
Pip max = Pk
2л 1
Sf - 2arcsin-----------——
^ tan «бун J
pi p min Pk r л
hk di
arcsin - arctan—
h j
(5)
(6)
где 3/ - угол, соответствующий асимметричному торцу предмета обработки, при котором возможен захват предметов обработки гнездом:
/1 - Хц м
3/ = 2arccos .
2 f2
(l1 - -Чм.) + -}
4
Для определения Pip используем выражение
Pip = 1 - (1 - Pi'pmax) (1 - PiPmin) ’ (7)
где т - показатель, зависящий от длины отрезка линии стыка, свободного от предметов обработки (т = 1...3); к - количество предметов обработки, которые могут одновременно вместиться в зоне захвата по периферии диска БЗУ с радиальными профильными гнездами.
Вероятности pm и pc определяем по выражениям [3]
о + 0,9 +1,4-^—
2 , arctan — ’ ’ d / h
Pm =^771’ Pc = 1-------------------------------------—-i. (8)
1 + f / h л 1 j 2 1
f / h
Выражение для коэффициента s можно определить из выражений (1), (4), полагая, что при некоторых значениях окружной скорости L>max захватывающих органов производительность БЗУ будет равна нулю, тогда
s = Цттах. (9)
Известно, что производительность БЗУ равна нулю, если захватывающими органами БЗУ не будет захвачен хотя бы один предмет обработки. Другими словами, если предмет обработки в процессе вращения гнезда
с постоянной окружной скоростью Цпах не сможет запасть в гнездо, глубина которого ^ (рис. 2), на глубину Лh, необходимую для захвата предмета обработки.
Определим предельную окружную скорость захватывающих органов, при которой начинается выбрасывание предмета обработки. Вероятность захвата предмета обработки равна нулю, когда величина кинетической энергии, сообщенной предмету обработки движущимся гнездом, достаточна для выброса предмета обработки из гнезда на высоту у. Тогда граничное выражение запишется в виде
ши2 1>т
= mgy или у = ГШах, (10)
2 2 ^
где т - масса предмета обработки, кг; g - ускорение свободного падения,
м/с ; у - глубина, при западании на которую в гнездо возможен выброс
предмета обработки, м.
Пользуясь расчетной схемой, можно записать
gt2в й
х = Цпах^дв = й + Л - 0,5й С08П и У ^“^дв = 2 (1 - 8ІПГі), (11)
где х - путь, проходимый вращающимся диском БЗУ при западании предмета обработки в гнездо на глубину у, м; ¿дв - время движения вращающегося диска и предмета обработки, с; ^ - некоторый угол (рис. 2), град.
X
Рис. 2. Расчетная схема к определению предельной окружной скорости
захватывающих органов
Решая совместно уравнения (10) - (11), после преобразований получим выражение для предельной окружной скорости захватывающих органов БЗУ, при которой предмет обработки начинает выбрасываться из гнезда:
Цпах
где hp - высота радиального паза вращающегося диска, м.
Подставляя полученные выражения (2), (9), (12) в формулу (1), получим аналитическую модель производительности БЗУ с радиальными профильными гнездами для заданных параметров предметов обработки с явно выраженной асимметрией торцов
в которой коэффициент 77тах определяется с помощью приведенных выше выражений (3)-(8).
Дифференцируя выражение (13) и приравнивая его к нулю, можно получить формулу для определения значения окружной скорости захватывающих органов, при которой производительность БЗУ достигает максимального значения
В соответствии с рекомендациями [1] рабочую скорость захватывающих органов БЗУ следует принимать на 10...20 % ниже максимальной скорости, то есть ьрек < 0,8...0,9 Цлтах или с учетом выражения (14) можем записать
Построение аналитических моделей производительности на примере механических дисковых БЗУ с радиальными гнездами для предметов обработки формы тел вращения с неявно выраженной асимметрией по торцам и вертикального БЗУ для равноразмерных и близких к равноразмерным стержневых предметов обработки в форме колпачка приведено в работах [1, 4].
Таким образом, на основе разработанной аналитической модели производительности механического дискового БЗУ с радиальными профильными гнездами, учитывающей влияние на производительность БЗУ его параметров и параметров загружаемых предметов обработки, возможен выбор рабочей скорости захватывающих органов, при которой будет обеспечена требуемая производительность БЗУ. Предложенная модель может быть очень полезна инженерам-конструкторам систем автоматической загрузки на базе механического дискового БЗУ сборочных машин и линий предметами обработки формы тел вращения с явно выраженной асимметрией торцов.
ПБЗУ - _— Лтах 1
(13)
Список литературы
1. Давыдова Е.В., Прейс В.В. Автоматическая загрузка стрежневых предметов обработки с неявно выраженной асимметрией по торцам; под ред. В.В. Прейса. Тула: Изд-во ТулГУ, 2009. 112 с.
2. Автоматизация загрузки прессов штучными заготовками / В.Ф. Прейс [и др.]; под ред. В.Ф. Прейса. М.: Машиностроение, 1975. 280 с.
3. Медвидь М.В. Автоматические ориентирующие загрузочные устройства. М.: МАШГИЗ, 1963. 299 с.
4. Давыдова Е.В., Прейс В.В. Аналитическая модель производительности вертикального бункерного загрузочного устройства // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2010. № 9. С. 23-30.
E. Davidova
Aanalytical model ofproductivity the hopper feading device with radial profile nests
The analytical model of productivity of the mechanical disk hopper feading device with radial profile nests for subjects of processing of the form of bodies of rotation with obviously expressed asymmetry of endfaces is considered.
Keywords: system of automatic loading, the bunker loading device, a processing subject, productivity.
Получено 04.08.10
УДК 621.873-82:621.225.001.24
В.Г. Сальников, канд. техн. наук, доц., (4872) 33-24-38, napoli@mail.ru,
Ю.Е. Семенов, канд. техн. наук, доц., (4872) 33-22-88, semenoff@uic.tula.ru, В.В. Сальников, асп., (4872) 33-24-38, dartontula@mail.ru (Россия, Тула, ТулГУ)
МЕТОД ОЦЕНКИ УСТОЙЧИВОСТИ ГИДРОЦИЛИНДРА ЭЛЕКТРОПОГРУЗЧИКА
Приводятся методика и результаты решения задачи устойчивости силового гидроцилиндра электропогрузчика. Расчетной схемой задачи является стержень переменной по длине жесткости, загруженный произвольным образом как по виду нагрузки, так и по способу ее приложения. Предлагаемый метод решения максимально удобен для реализации на ПЭВМ.
Ключевые слова: электропогрузчик, силовой гидроцилиндр, устойчивость, нагружение, закрепление, критическая сила.
Гидроцилиндры грузоподъемников электропогрузчиков в процессе развития конструктивных решений приобретают все более сложные схемы как самих конструкций, так и условий их закрепления в раме грузоподъемника.
