CC BY
8
3. ТЕХНОЛОГИ! ТА УСТАТКУВАННЯ Л1СОВИРОБНИЧОГО КОМПЛЕКСУ
УДК 686.1.[055+058] Асист. Н.М. Кандяк, канд. техн. наук -
Укратська академш друкарства, м. Львгв
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬН1 ДОСЛ1ДЖЕННЯ КОМБ1НОВАНОГО МАЛЬТ1ЙСЬКОГО МЕХАН1ЗМУ
Розглянуто експериментальш дослiдження K0M6iH0BaH0r0 мальтiйського мехашзму з кривошипно-кулiсним приводом. Теоретичнi викладки доведено до числового прикладу, який тдтверджуе дieвiсть виведених формул.
Ключовг слова: мальтшський мехaнiзм, кривошипно-кулюний мехaнiзм, тензо-резистор.
Експериментальш дослщження здшснюють для обгрунтування досто-в1рност1 виконаних наукових робгг досягненням адекватност динам1чних характеристик запропонованого мехашзму, визначених аналиичними методами та отриманих експериментальним способом.
Динам1чш параметри запропонованого комбшованого мальтшського мехашзму експериментально дослщжено в лабораторних умовах на спещаль-но сконструйованому i виготовленому стенд1 методом тензометрично! реестрацп кутiв закручування вaлiв. За встановленими значеннями жорсткостi ланок мехашзму отримано змiни пришвидшень, що виникають на валу мальтшського хреста. У прогрaмi експериментальних дослщжень передбачено виз-начення впливу базовщдат кривошипно-кулiсного мехaнiзму на динaмiчнi характеристики комбшованого мальтшського мехaнiзму i швидкiсного режиму та iнерцiйних навантажень на характер коливних процесiв у веденш системi.
На спецiaльно спроектованому та виготовленому стендi (рис. 1) мож-на змiнювaти швидкiсть обертання головного вала комбшованого мальтшського мехашзму, базовщдаль кривошипно-кулюного мехaнiзму, момент шер-цп мас вихщно! системи та рееструвати крутнi моменти на вах трьох валах.
Дослiдний стенд приводиться в рух двигуном постшного струму 1, крутний момент передаеться через двоступеневу клинопасову передачу 2 i кривошипно-кулiсний мехaнiзм 3 на водило мальтшського мехашзму. Пере-давальне число клинопасово! передaчi, розраховане за умови забезпечення частоти обертання 15-120 об/хв головного вала, що досягаеться за переда-вального числа першо! ступеш щ = 5,6, а друго! - u2 = 2,3. T^i за загального передавального числа 12,8 забезпечуеться частота обертання головного вала в потрiбному дiaпaзонi швидкостей.
Для забезпечення можливосп змiнювaти базовщдаль у кривошипно-кулiсному мехaнiзмi вш опори розмiщено на напрямних. Базовщдаль змь нюеться таким чином: спочатку вiдпускaються болти, якi знаходяться на опо-рi з кривошипом, промiжковому шкiвi та на електродвигунi. Пюля виставлен-ня опори з кривошипом на потрiбну бaзовiддaль натягуеться промiжковий шкiв i монтуеться електродвигун. Уш вузли крiпляться на болтах. Кривошип-
но-кулiсний мехашзм складаеться з кривошипа, повзуна i кулiси. Водило приводить в рух шестипазовий мальтiйський хрест 4. Змшою базовiддалi в кривошипно-кулiсному механiзмi можна вибрати оптимальне стввщношен-ня тривалосп перюду повороту хреста до тривалост висотою для досягнення потрiбних кшематичних та динамiчних характеристик комбiнованого маль-тiйського механiзму за функцiональним виробничим призначенням.
Рис. 1. Експериментальний стенд
Для дослщження впливу моменту шерцп мас вихщно1 системи на динашку роботи механiзму передбачено можли-вють змiнювати момент сил шерцп дода-ванням вантажикiв на вихiдний диск 5. Для вимiрювання крутних моменлв вико-ристовують тензорезистори, якi змшюють свiй опiр пiд дieю деформацп. На кожен вал наклеюеться по чотири тензорезистори, з'еднаних за мостовою схемою (рис. 2), для забезпечення термокомпенсацп та компенсацп згину. Використано дротовi тензорезистори з базою 15 мм i опором 148,8 ом.
Для дослщження впливу змши базовiддалi на динамiчнi характеристики вихщно! ланки комбiнованого мальтiйського мехашзму з кривошипно-ку-лiсним приводом водила ^ як наслiдок, на експериментальнi осцилограми ку-тiв закручування головного вала, виконано дослщження за базовiддалi криво-шипно-кулiсного механiзму X = 0,0 (вихвдний мальтiйський механiзм) X = 0,3 i X = 0,6.
Рис. 2. Тензометричний Micm
Мэ,11ми„"
-ли- ли-
п=70,1 об/хв
I пг
-1— —»
|
£ |
£ 1 \ 2
■ \ 2
V 1
и ; 8Н
?5 . .6 3 ей 71 1 л 1|и а 93 2 9Н 11 3 I 1 [ VI \/ Л/; л?"* и 3
1 и ™
1
А IV
1 / и
1 [ер.од [Ювороту хреста
1 | 11 1 > 1
60 120 130 240 300 360 _
Рис. 3. Осцилограми крутних моменте на валу вих1дного мальтшського
мехатзму
З наведених на рис. 3 осцилограм моменлв сил шерцп на валу мальтшського хреста вихщного мальтшського мехатзму видно, що за входження ролика у паз хреста внаслщок удару в системi виникають коливання. Посту -пове погашення коливань залежно вщ ступеня демпфiрування механiзму тд-тверджуе теоретичнi виклади. З огляду на докладну поiнформованiсть про параметри вихщного механiзму, енергосиловi характеристики на шших валах стенда не дослiджували.
Експериментальш дослiдження комбiнованого мальтiйського мехашз-му iз кривошипно-кулiсним приводом водила в лабораторних умовах в Укра-1Ш не здiйснювали. Для пiдтвердження теоретичних викладiв, проведено за-писування осцилограм крутних моменлв на валах комбшованого мальтшсь-кого механiзму: а - на валу мальтшського хреста; б - на валу водила; в - на валу кривошипа за фжсованих значень базовiддалi кривошипно-кулюного приводу: Л = 0,3 i 0,6 та частот обертання вала кривошипа щ « 70 хв-1.
На рис. 4, 5 наведено осцилограми крутних моменлв комбiнованого мальтiйського механiзму з кривошипно-кулюним приводом водила за базо-вiддалi Л = 0,3 (рис. 4), Л = 0,6 (рис. 5). Порiвнянням з осцилограмою вихщ-ного мальтiйського механiзму (рис. 3) встановлено, що за базовiддалi криво-шипно-кулiсного механiзму Л = 0,3 тки крутних моменлв знижуються в 1,56 раза в разi нештатного збiльшення тривалостi перiоду повороту хреста. Також практично вщсутш коливання на виходi ролика з пазу хреста та вхо-дженнi фiксувального сектора.
На валу водила мальтшського хреста (рис. 4, б) тки крутних моменлв неютотно вiдрiзняються за характером та значеннями вщ моментiв на валу хреста, спостершаеться дещо менша амплiтуда коливань, незначнi моменти сил шерцп, спричинеш нерiвномiрним обертанням водила вщ кривошипно-кулiсного механiзму.
Рис. 4. Осцилограми моментгв на валах комбтованого мальтгйського мехашзму за 1 = 0,3
Рис. 5. Осцилограми моментгв на валах комбтованого мальтгйського мехашзму за 1 = 0,6
За змщення центру мас кривошипа вщ центра ос обертання на головному ват виникае додатковий момент вщ сил ваги, змша якого описуегься косинусоЩою. З осцилограми крутних моменлв на валу кривошипа (рис. 4, в) видно, що крутш моменти вщ мальтiйського механiзму зменшились в 0,7 раза через збшьшення базовiддалi кривошипно-кулiсного механiзму. Моменти вщ кулiсного механiзму вдвiчi менш^ нiж вiд мальтiйського хреста. Пщ час обертання кривошипно-кулiсного механiзму виникають коливання, спричиненi макрорельефом поверхнi пазiв кулiсного механiзму, зазорами в з'еднанш пальця i повзуна та мiж повзуном та кулiсою.
З осцилограм крутних моментiв комбiнованого мальтiйського мехашз-му з кривошипно-кулiсним приводом за Л = 0,6 (рис. 5) видно, що тривалють перюду повороту мальтшського хреста збiльшилась та пiки крутних момен-тiв знизились, порiвняно з вихщним мальтiйським механiзмом, у 2,35 раза. На валу водила спостершаеться вплив нерiвномiрного обертання вiд криво-шипно-кулiсного механiзму. Через незначнi моменти шерцп мас водила моменти, спричинеш нерiвномiрним обертанням, неiстотнi.
У разi збiльшення базовiддалi кривошипно-кулiсного мехашзму, як свiдчать аналiтичнi дослiдження, ютотно зростають пiки пришвидшень. Так, на осцилограмах (рис. 5, в) видно, що тки крутних моменлв вщ кулiсного механiзму значнiшi порiвняно з моментами вщ мальтiйського хреста. Для зменшення моментiв вiд кулiсного мехашзму потрiбно зменшити маси його ланок. За подальшого збiльшення базовiддалi кривошипно-кулюного меха-
шзму тки моменлв вiд кулiсного механiзму ютотно зростатимуть, що негативно позначиться на енергосилових характеристиках привода мехатзму. Пь ковi значення моменту на приводi вiд мальтiйського хреста комбшованого механiзму в 3,5 раза менш^ порiвняно з вихiдним мальтiйським мехашзмом, що переконливо свiдчить про ефективтсть застосування кривошипно-кулю-ного приводу водила у комбшованих мальтiйських механiзмах.
3) б)
Рис. 6. Пришвидшення на валу мальтiйського хреста:
а) - тки максимальних пришвидшень, б) - тки початкових пришвидшень
З графтв пришвидшень залежно вщ базовiддалi кривошипно-кулюного мехатзму (рис. 6) видно, що значення пришвидшень, зафжсованих експери-ментально (крива 2), неiстотно вiдрiзняються вщ визначених аналiтично (крива 1) (у межах 7 %), що свщчить про достовiрнiсть виведених залежностей.
Встановлено, що в момент входження ролика у паз мальтшського хреста супроводжуеться ударом, який спричиняе коливний процес з частотою власних коливань системи. На незначнш швидкосп роботи мехатзму коливання штенсивно погашаються, що узгоджуеться з теоретичними викла-дами. На осцилограмах, отриманих за великих швидкостей роботи механiзмy, значтша амплiтyда коливань. Виявлено накладання додаткових коливань, спричинених випадковими факторами (пружне ковзання пашв у пасовш передач^ вплив зазору мiж роликом i пазом мальтiйського хреста, макрорельеф поверхт пазiв кyлiси i хреста, тощо), mi ми не дослщжували з причини складностi теоретичного обгрунтування ймовiрностi 1х виникнення та вщсут-ностi методiв визначення 1х пофакторного i сукупного впливу.
Л1тература
1. Полюдов О.М. Динамжа комбшованого мехатзму мальтшського хреста / О.М. По-людов, В.О. Кузнецов, Н.М. Кандяк // Науковий вюник НЛТУ Украши : зб. наук.-техн. праць. - Льв1в : РВВ НЛТУ Украши. - 2008. - Вип. 18.8. - С. 289-294.
2. Полюдов О.М. Юнематика мехатзму мальтшського хреста з кривошипно-кулюним приводом / О.М. Полюдов, Н.М. Кандяк // Науков1 записки УАД : наук.-техн. зб. - Льв1в : Вид-во УАД. - 2008. - Вип. 13. - С. 45-48.
3. Полюдов О.М. Мехашка жшграф1чних i пакувальних машин : навч. поабн. / О.М. Полюдов. - Льв1в : Вид-во УАД, 2005. - 177 с.
4. Полюдов О.М. Проектування жшграф1чних та пакувальних машин. Динам1чш розра-хунки циклових мехашзм1в : навч. поабн. / О.М. Полюдов, О.Б. Книш. - Льв1в : Вид-во УАД, 2006. - 131 с.
5. Пучкин Б.И. Приклеиваемые тензодатчики сопротивления / Б.И. Пучкин. - М.-Л. : Изд-во "Энергия", 1966. - 89 с.
6. Фишин М.Е. Механизмы периодического поворота в полиграфических машинах / М.Е. Фишин. - М. : Изд-во "Книга", 1973. - 326 с.
Кандяк Н.М. Экспериментальные исследования комбинированного мальтийского механизма
Рассмотрены экспериментальные исследования комбинированного мальтийского механизма с кривошипно-кулисным приводом. Теоретические выкладки доведены до числового примера, который подтверждает действенность выведенных формул.
Ключевые слова: мальтийский механизм, кривошипно-кулисный механизм, тензорезисторы.
Kandyak N.M. Experimental study combined geneva mechanism
This article presents experimental study combined geneva mechanism with a crank-side drive. Theoretical results are checked by example, with proves analytical dependencies
Keywords: geneva mechanism, Crank-Slider mechanism, Strain gauge.
УДК 614.841 Доц. В.1. Лущ, канд. техн. наук; ад'юнктП.1. Мельник;
еикл. МА. Налиеайко - Львгвський ДУ безпеки життедгяльностг
ЛАБОРАТОРН1 ДОСЛ1ДЖЕННЯ ПРИСТРОЮ ПОДАЧ1 ПОВ1ТРЯНО-ВОДЯНОГО СТРУМЕНЯ ДЛЯ ОСАДЖЕННЯ ПРОДУКТ1В ГОР1ННЯ, ЗНИЖЕННЯ ТЕМПЕРАТУРИ ТА ПОКРАЩЕННЯ ВИДИМОСТ1
Проведено аналiз випробувань пристрою для осадження продукта горшня, зниження температури в об'емi примщення та покращення видимости Основну ува-гу придшено дослщженню практичного використання дослщного зразка установки: 11 ефективност щодо осадження продук^в горшня, зниження температури та покращення видимост в примщенш, продуктивное^ подачi повггря, дисперсной кра-пель води на нагштання залежно вщ юлькосп насадок-розпилювачiв.
Ключовг слова: небезпечнi фактори пожеж^ дим та продукти горшня, осадження продукта горiння, зниження температури, збшьшення видимостi, дисперснiсть крапель води.
Постановка проблеми. Вимушене енергонасичення промислових 1 адмшстративних примiщень супроводжуеться зниженням !х пожежно! безпеки. Гарантувати невиникнення пожеж! в них, на сьогодш, не е можливо через нереальнють усунення таких чинниюв, як старшня технiчних засобiв i систем, !х обслуговування, випадкова недбалiсть ! стресовий стан персоналу, раптовiсть спалаху.
Вщповщно до ранжирування небезпечних чинниюв пожежi методом експертних ощнок, велику значущiсть мають такi чинники, як дим ! висока температура [1]. Це пов'язано з швидким попршенням видимост тд час за-димлення ! стр1мким зростанням температури в примщенш.
Дослiдженнями [2] встановлено, що розвиток пожеж! з моменту спалаху до перюду активного (об'емного) горшня тривае в середньому 20 хв., при цьому вiдбуваеться збшьшення температури вщ нормально! до + 480 °С. З моменту "загальною спалаху" вiдбуваеться стрiмке пiдвищення температури до + 700 °С ! бiльше, а тривалiсть активно! фази горшня визначаеться тшь-
