CC BY
11
""" УДК 621. 7. 06
ИМПУЛЬСЛ МАШИНАЛАР МЕН ЖАБДЬЩТАРДЫ ЖОБАЛАУ ЕРЕКШЕЛ1КТЕР1
B.В.Грузин, Ж.Е. Ахметов, А.В.Богомолов, А.В.Маздубай
C. Торайгыров атындагы Павлодар мемлекетт!к университетi
В статье рассматриваются особенности проектирования установок импульсными машинами.
Мацалда импульст\ магииналар мен жабдыцтарды жобалау ерекшел1ктер\ царастырылады.
In the article are examining pecularities of the projec directions inpulsives machines.
Импудьспен жартылай кздэгак магериалдарды калыптау ушш бершс энергая-сыньщ соккы алдында жумыс органыньщ багытты козгалысына ауысахын ма~ шиналарды негаге алуга болады. бйггкеш, козгалыстагы жумыс органыньщ со-гылу кезшдепжумысы магериалды тыгыздайгын (кэлыгггайгын) пайдалы жумыс кд айналады.
Ал, осындай машиналар мен жабдьнсгар машинажасау ещцрюшде эртурл1 улгще пневмокондыргылар репнде курастырылган. Теменде атал-мыш жабдыктардьщ ерекшел1ктерш вдрастырып бэрше б1рдей жалпыла-ма ерекшел1ктерд1 сараптау жасалган.
Металдарды кысыммен ецдеуде импулсьтк жабдыктардьщ жумыс принцип! V жылдамдыгына дейт жумыс органын удетш журу багытын-да кинетикальщ энергияны жинакхап оны пайдалы жумыста колдануга непзделген.
Кинетикальщ энергияга бершс жумысыньщ ауысуы
An=P(s)ds=T J т]р=А д/ (т]р/ г() ,
аркылы ернектелсе,
м^нда: Sp -екшндеу жолы;
P(s) - екшндеу купи.
Шьщдаманы деформациялау ж^мысына ж^мсалатын кинетикальщ энергия:
Ек - (mv2)/2 - Ад/т]д (2)
Мрда: m - ж^мыс органыньщ массасы;
V - жылдамдьщ;
Ад - импульсп соккымен 6ip рет шыцдаманы деформациялау жршсы.
S
Ад- / Рд(s)ds (3)
О
М^нда: - шывдаманыц ж^мыс массасыныц козгалу багытындагы абсолюта деформациясы;
P^(s) - шывдаманыц деформацияга кедерп куш.
1-3 тевдеулерш ыкшамдап шеше отырып
S S
д д
/ Рд(з)г1р=1/2шу2= 1/ г|д / Pfl(s)ds (4)
О О
тевдеуш ец непзп параметрлерд! аныктауга кажетп екендНн ацгарамыз,
Импульотк жабдыктын непзп конструктивт! параметрлер1 мен шывдаманыц (шывдайтын материалдыц) непзп технологиялык параметрлершщ байланыстыгын ескере отырып жабдыктыц непзп тецдеу1 дейм!з.
Eip жакты импульсп соккы беру жабдыктарын жобалау кезшде ец непзг1 керсетюштер: импульсп соккы кезшдеп деформациялау жрлысы Ад.з =0,7-0,8ПЭК-шц мелшерл! (шамалы) мэншен ауыткымауы; жабдык конструкциясына байланысты ец жогаргы жылдамдьщ V болып табы-лады. 4 тецдеудщ оц жагын колдана отырып ж^мыс органыньщ масса-сын есептеп МемСТ-ка байланысты реттеп, ал тецдеудщ сол жагын кол-дану аркылы екшндеу жолыныц ^зындыгы Sp мен поршеньшц тольщ журю аралыгын Hm= Sp+SA аныктауга болады. Бул жагдайда сонымен катар екшндеу ПЭК (з =0,5-0,9) мен орташа екшндеу купинщ мэнш Р (s)=
Р^сЫВр аныктаган соц Нт> 8р керсетюшш стандартна сэйкестенд1рш шыцдауга кажетп кещспкп тагайындайды.
Импульст! соккымен деформациялау (баспалау) эрекеттесу масса-сыньщ материалга эрекет ету кезшен басталып, эрекеттесу аякталган кезде аякталады. Ал, импульст1 соккымен деформациялау ею этап уакытынан к¥ралады: жанасу аймагында куш тус1ру нелден макси-малды мэнше жеткенше жэне сертмдшктщ эсершен куштщ кер1 ба-гытталу кезшде ол нелге дешн темендейд1.
Непзшен металдарды кысыммен ецдеу жабдыктарында деформациялау куштщ уакьггы деформациялау жылдамдыгы V мен деформация елше-мше тауелда езгерш 1;д=28д/У ©рнепмен ыкшамдалады.
К^ю ещцрдонде колданыстагы импульс купамен калыптау жабдык-тары ерекше принциптерге тэн жобалануды талап етедг Соцгы улпдеп импульстк курылгы 1- суреттепдей импульспк соккымен калыптау аз уакыттык урдю болгандьщтан коршаган ортамен байланыссыз деп жо-баланган.
Цилиндр ортальщ какпакша 2 аркылы ею А жэне Б камераларына белшген. Бастапкы кезде поршень Б камерасындагы еткен циклдан калган кысыммен какпакшага кысьшады. А камерасьшдагы кысым атмосфе-ралык кысымга тец, Ра = Р . Егер, арнайы клапанмен Б камерасынан сы-гылган ауаны алып, А камерасында кысымды еарсек, Б камерасындагы темендеген кысым поршеньнщ шецберл1 аумагына эсерш типзедь
А камерасында кысым есш, поршень беткешне какпакшадагы А диаметр! аркылы куш туаредг Б^л аудан, = рсР/4 ернепмен табылады. мен ¥2 аудандарыньщ улкен аракатынасыныц нэтижесшен, поршень какпакшадан ажыраганда А камерасындагы кысым поршеньнщ тугел ауда-нына жайылады да, жумыс органына улкен удеу бершеда.
ШЯ9.
1 - К^к) евдргсшдс колданыстагы импульсп согу пиевматикалык цилиншр!
Пневматикальщ согу цилиндршде 6ipÍHini кезевде А камерасы Р1 кысы-мымен толтырылып, Б камерасы Р2 кысымына босатылады. Р1 мен Р2 арацатынасы мына ернекпен айк^шдалады:
P1F1 - P2F2 - Р = О (5)
мунда; Р = Р^ + m ауадан басад поршеньге тусетш барльщ куштщ алма-стырушысы;
Р -уйкелю кудй;
m - пневмоцилиндрдщ жылжымалы белшектершщ салмагы.
Сыгылган ауаньщ ьщпалын арттыру ушш, Ft мен F0 аудандарыньщ катынастарын мынадай шамада: А камерасындагы кысым магистральдьщ кысымга тец, РА = Рм болып, ал Б камерасындагы кысым атмосферальщ кысымга тец болуы шарт РБ = Ра.
Поршень журюшщ тевдеу1 мына тур де жазылады:
d2x/dt2-P1FrP2F2 (6)
Бул теддеу поршень ^озгалганда цилиндр шиндеп журетш термодина-микальщ урдютердщ тендеулер1мен 6ipiiaipuiin шыгарылады.
Цилиндр жумысыньщ бершген, не болмаса бепгш6ip параметрлерЫц непзвде оныц конструктивтж елшемдерш аныкгау есептеудщ инжинерлж эдюшщ мэселеа болып табылады.
Жобалау жумысын бастар алдында, конструктор мынандай белгш параметр лерге суйенедг
Ек =mv2 /2 -пневмоцилиндрдщер1стетет1нкинетикальщэнергиясы;
S1 - жумыстыц жур1а (тежелущ цосып есептегенде);
Х1т - аджетп Ек - кинетикалык энергиясыньщ мэтне сэйкес журк шамасы;
Рт, Ра - магистраль мен коршаган ортаньщ кысьшдары; - штоктыц диаметр! (6epÍKrirÍHe байланысты алынады).
Есептеу барысында, кеп кателж бермейтш жецщщктер енпземв. Ягни, поршеннщ жумыс ^озгалысы ете аз уакытта етепщцктен, цоршаган орта-мен жылу алмасу болмайды, тыгыздагыштар аркылы ауаньщ шыгуы бол-майды деп жорамалдап, энергия балансыньщ тендеуш былай жазамыз:
EK=A(PX)-A(P2)±A(P)±A(G) (7)
мунда: Ек - кинетикальщ энергиянын кажетп (бершген) шамасы;
A(Pt) - А камерасындагы кещген газдьщ сырткы жрлысы;
А(Р2) - Б камерасындагы сыгылган газдъщ сырткы жумысы;
А(Р) - aya кысымы мен козгалгыш белшектердщ салмагы есептеме-гендеп бар лык сырткы куштердщ жумысы.
Жогарыда кел-пршген жорзмалдаудыц непзшде. А камерасындагы кещген aya мен Б камерасындагы сыгылган aya адиабатикалык зацдыльщ-тарга багынады деп пайымдаймыз.
Аталмыш такырыпты талдау барысында карастырылган ецбекгерде [4] келт1ршген согу пневмоцилиндршщ анализшен мынаны байкаймыз; журюшщ соцында тежелшетш жогаргы жылдамдьщтагы пневмоци-линдрдщ козгалушы массаларыньщ максималды жылдамдыкка дешнп ек-шндеу мэш мына аралыкта болады:
Xm=(0.5 / 0.6)S+1A
Осы ектндеу мэнше сэйкес келетш, А камерасындагы келемнщ шама-сын сипаттайтын 1 мэш мына аралыкта болады:
1а=(0.65/ 0.8)S.
Осы катынастардын непзшде мына шамаларды аныктаймыз:
S=(0.7 / 0.87)Xm; 1B=S(0.7 / 0.87)Xm (8) 1a=(0.115 / 0.7)Xm; 1=1Б+1А<1.18 / 1.57)Хю
mv2/2=a*Pm* тс * 1/* [(0,3 / 0,525)Xm ]'к *D2/4(1-K)-* *Р1/* [(03 - 0,525)Хш ] *(D2~dm2) / 4(1-К) ± G* [(0,3 / 0,525)Хт ] (9)
Жогарьща кел-пршген есептеулердщ нэтижесшде калыптау машинасы-ньщ согу пневмоцилиндршщ жаца конструкциясы жасалган (2 -сурет). Ол 6ip-6ipÍMeH тес1пмен 4 бар орталык какпакпен 3 белшген аккумуляци-ялайтын 1 жэне поршеньдк 2 кещспктерден, цилиндр белдеушде 6 ты-гыздагыш элемент! 7 бар кеуек шток-поршеньнен 5 тирады. К,алыпты жагдайда шток поршень шиндеп куыс кещстжпен 1 жалгасады.
Ортальщ какпакга дренаж Teciri 8 жасалган. Шток-поршень бастапкы жагдайда к^лыппен 9 усталып турады. Цилиндрмен 10 шток-поршень аралыгы штоктьщ кещстк 11 деп аталады. Дренаж Teciri, кещспктен 1 тускен сыгылган aya тыгыздагыш элеменгген етш кеткен жагдайда, оны поршень беткешнетуармей, тыска алып шыгу ушш жасалган.
Пневмоцилиндр былайшажумыс югаад. Алгашкы кезщце, шток кещотпне 11 сыгылган aya Ж1бершп, аккумуляциялау 1 жэне поршень Kenicrócrepi 2 атмос-ферамен жалгасады. Пневмоцилиндр юке косылар кезде аккумуляциялау кещспп 1 сыгылган ауамашстратмен косылып, шток кещстпп 11 агмосферамен жалга-сады. К^ульш 9 ашылар кезде, аккумуляциялау кешсппнде кысьш магистралью ^кысымга, ал шток кещстпнде кысым агмосфералык шсымгатец болады. Кулы^ ^атусепн куш диаметр! d болып келепн тесж ^цанымен аны^алады. Кулып ашылган кезде, шток-поршень темен сыргып, тыгыздагыш элемент 7 тескген 4 шыккан кезде, сыгылган aya поршень бегкейне толыктай lycin, согу туйнш лезде екгандетедт Бул конструкцияда шток пен поршень диаметрлершщ ара катынасы dш/ОшЮ,7 деп алынды. ce6eoi белгш формула бойынша мундай ара-катынас кез1нде кинетикальщ энергия былай аныкталады:
Е ~0,42Р F S
к 5 м ш
мунда: Рм - магистралдьщ кысым; ¥ш - шток ауданы;
S ~ шток журю1.
2сурет
Жогары жыдаамдыкгы импульсп ковдыргы конструкциясы
№2, 2005 г.
77
ь;орытьшды:
1. Ь^ысыммен ецдеуде колданылып журген жобалаулардыц артьвдны-лыгы; ец непзп деген параметрлер МемСТ- ка сэйкестещцршсе, кемшшл - материалдарды еюжакты баспалау кец тармаган.
2. К^ю ендарганде импульспен калыптауга кажетп жабдыкхарды жо-балау непзшде колданылып журген есептеулер ешмнщ каттылыгын кана-гаттандырмайды жэне курделшп ешм кунына эсерш типзедь
3. 1\аз1рп кезде жол-курылыс материалдарын енд1руге арналган им-пульсп жабдыктар курастырылмагандыктан оларды жобалау жан-жакты ур дю алуы занды к^былыс. Сондыктан алдагыуакытга импульсй эдюпен жолкурылыс материалдарын енд1руге арналган жабдыктарды жобалау -осы саланы дамытудьщ келел1 мэселеа болып табылады.
ЭДЕБИЕТ
1. В.Н.Кузьминцев, Сапожников М.Я. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций.- М.: Высшая школа, 1971,382с.
2. А.Н.Банкетов, Сапожников М.Я., Дроздов НЕ, Справочник по оборудованию заводов строительных материалов - М.: Стройиздат, 1970, 488с.
3. А.З.Исагулов и др. Импульспк процестер жэне кую калыптарды жа-сауга арналган машиналар,- Алматы,: Г ьшым, 1996,269 б.
4. МатвееншИ.В. Процессы динамического уплотнения литейных форм и выбор параметров формовочных машин. Дисс. докг.техн наук. -М., 1979, 358 с.
5. Джылкичиев А.И. Основы теории расчета и проектирования оборудования для производства изделий полусухим способом формования. Дисс. докт. техн. наук. - Алматы, 2003, 258с.
