ИССЛЕДОВАНИЕ ВЕРОЯТНОСТЕЙ НАХОЖДЕНИЯ РАЗВНОРАЗМЕРНЫХ ДЕТАЛЕЙ С ТОРЦОМ В ВИДЕ УСЕЧЕННОГО КОНУСА В БЛАГОПРИЯТНОМ ДЛЯ ЗАХВАТА ПОЛОЖЕНИИ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

tion of many variables" was used, which allowed us to justify the rational structural and kinematic parameters of the screw press, providing the maximum possible degree of must extraction with a minimum mass fraction of suspensions.

Key words: screw press, grape must, degree of extraction, mass fraction of suspensions, parametric synthesis.

Mikalauskas Ilya Robertasovich, master, miki.ilya@yandex.ru. Russia, Tula, Tula state University,

Preis Vladimir Viktorovich, doctor of technical sciences, professor, head of the department, rabota-preys@yandex.ru, Russia, Tula, Tula state University

УДК 621.9 DOI: 10.24412/2071-6168-2021-5-8-12

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЕРОЯТНОСТЕЙ НАХОЖДЕНИЯ РАЗВНОРАЗМЕРНЫХ ДЕТАЛЕЙ С ТОРЦОМ В ВИДЕ УСЕЧЕННОГО КОНУСА В БЛАГОПРИЯТНОМ

ДЛЯ ЗАХВАТА ПОЛОЖЕНИИ

Э.В. Дьякова

Рассматриваются результаты экспериментальных исследований вероятностей нахождения равноразмерных деталей с торцом в виде усеченного конуса в благоприятном для захвата положении в бункерных загрузочных устройствах с роликами.

Ключевые слова: равноразмерная деталь, бункерное загрузочное устройство, автоматическая загрузка, вероятность, производительность

В настоящее время в отраслях машиностроения существуют огромное разнообразие различных деталей, все технологические процессы с участием которых (например, сборка) осуществляются на высокопроизводительных линиях. Штучные детали в такие линии необходимо подавать в строго ориентированном положении и с требуемой производительностью. Поэтому для обеспечения надежной и бесперебойной автоматической загрузки штучных деталей используют бункерные загрузочные устройства (БЗУ). Существуют различные виды БЗУ. Анализ показал, что самой оптимальной конструкцией для загрузки равноразмерных штучных деталей является БЗУ с роликами

[1 - 4].

На рис. 1 представлена равноразмерная деталь с торцом в виде усеченного конуса, которая может иметь различные геометрические параметры (табл. 1)

Рис. 1. Схема равноразмерной детали с торцом в виде усеченного конуса

8

В работах [5 - 8] было проведены теоретические и экспериментальные исследования вертикальных БЗУ, которые позволили подтвердить адекватность математических моделей производительности и возможность их использования при прогнозировании работоспособности вертикальных БЗУ для различных равноразмерных и близких к ним деталей формы тел вращения.

Таблица 1

Геометрические параметры равноразмерной детали _ с торцом в виде усеченного конуса _

Тип детали к, м м 12, м

I 0,0011 0,0015 0,0009

II 0,0012 0,0016 0,0011

III 0,0011 0,0016 0,0010

IV 0,0012 0,0016 0,0008

V 0,00115 0,0016 0,0009

Для определения производительности БЗУ с роликами было получено выраже-

ние

ПБЗУ = 60 ^РгРс -еи4 ),

где и - окружная скорость захватывающих органов в виде роликов; ? - шаг роликов; Р1 - вероятность нахождения детали на пути к карманам с роликами в благоприятном для захвата положении; рс - вероятность того, что захвату деталей не помешает их взаимосцепляемость; е - коэффициент, который учитывает влияние скорости;

Вероятность р^ того, что детали будут находиться в положении благоприятном для захвата [7], зависит от вероятностей р^ , р£ р^з при которых детали окажутся одной из своих сторон на поверхности бункера БЗУ (рис. 2), определяются по выражениям

ркх =

1

4 х 2 + 12

р£2 =

1

к - х

ц.м.

л/4(к - Хц.м.)2 + (22

р£3 =1 - р£1 - Р£2

Рис. 2. Вероятные нахождения равноразмерной детали с торцом в виде усеченного конуса на дне бункера

Рассмотренные выражения необходимы для вычисления вероятностей, которые представляют теоретические значения нахождения равноразмерных деталей с торцом в виде усеченного конуса на нижней, боковой или верхней поверхностях.

На рис. 3 представлены результаты экспериментальных исследований вероятности падения деталей различных размеров. Эксперимент был проведен следующим образом. Каждую деталь помещалась в емкость, в которой встряхивалась, для того, чтобы занять случайное положение. Потом емкость переворачивалась и деталь падала. При соприкосновении детали с поверхностью стола записывалось, на какую поверхность упала деталь. В ходе эксперимента было совершено N серий опытов по 10 в каждой.

Результаты экспериментальных и теоретических значений вероятностей р£ , р£ , р£ представлены в табл. 2.

2

Ра 0,3 0,2 0,1

Ра 0,3 0,2 0,1

Ра 0,3 0,2 0,1

Ра 0,3 0,2 0,1

Ра 0,3 0,2 0,1

• теор. •

"эк •

] 23456789 10 N

• теор. • • •

• экс ►- п. -•

1 2 1 4 5 6 7 8 9 10 N

' теор. •

• • • • 1 ЭКСП,

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 N

• ► • • теор.

• эксп.

1 234 5 6789 10 N

• • теор

■ • • эксп.

1 23456789 10 N

Ра 0,3 0,2 0,1

Ри 0,3 0,2 0,1

Ра 0,3 0,2 0,1

Ра 0,3 0,2 0,1

Ра 0,3 0,2 0,1

• • теор.

эксп.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 N

РкЗ 0,6 0,5 0,4

• • •

эксп.

• теор.

эксп.

1 23456789 10 N б

о а теор. •

эксл.

1 2 3 4 5 6 7 8 :9< 10 N

в

в теор. в • • •

эксп.

1 23456789 10 N

теор. 9

эксп.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 N

РкЗ 0,7 0,6 0,5

РкЗ 0,7 0,6 0,5

РкЗ 0,7 0,6 0,5

1 23456789 10 N

1 23456789 10 N

• в т • юр. #

эксп!

1 23456789 10 N

теор. 9 •

ЭКСП.

1 23456789 10 N

• т • еор.

экс :тт.

1 23456789 10 N

Рис. 3. Результаты экспериментальных (эксп.) и теоретических (теор.) значений вероятности нахождения равноразмерной детали с торцом в виде усеченного конуса типов I (а), II (б), III (в), IV (г), V (д) на верхнюю, боковую или нижнюю поверхности

Экспериментальные и теоретические вероятности

Таблица 2

Размер детали Вероятность Теоретические Экспериментальные для каждой серии опытов

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Ркх 0,231 0,3 0,2 0,4 0,2 0,1 0,3 0,1 0,2 0,2 0,4

I Рк 2 0,181 0,1 0,3 0,2 0,1 0,3 0,1 0,2 0,4 0,1 0,2

рк3 0,588 0,6 0,5 0,4 0,6 0,6 0,6 0,7 0,4 0,7 0,4

Рк1 0,216 0,2 0,1 0,2 0,3 0,1 0,3 0,1 0,2 0,3 0,2

II Рк 2 0,185 0,1 0,2 0,2 0,1 0,3 0,1 0,2 0,2 0,2 0,2

Рк3 0,599 0,7 0,7 0,6 0,6 0,6 0,6 0,7 0,6 0,5 0,6

Ркх 0,241 0,2 0,3 0,2 0,1 0,3 0,2 0,2 0,2 0,1 0,3

III Рк2 0,195 0,1 0,2 0,3 0,1 0,2 0,1 0,3 0,1 0,3 0,2

Рк3 0,564 0,7 0,5 0,5 0,8 0,5 0,7 0,5 0,7 0,6 0,5

а

г

Окончание таблицы 2

Размер детали Вероятность Теоретические Экспериментальные для каждой серии опытов

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

IV Pk1 0,236 0,3 0,3 0,3 0,2 0,2 0,1 0,3 0,2 0,3 0,2

Pk 2 0,17 0,1 0,2 0,1 0,3 0,2 0,2 0,1 0,1 0,2 0,1

pk3 0,594 0,6 0,5 0,6 0,5 0,6 0,7 0,6 0,7 0,5 0,7

V Pk1 0,246 0,2 0,3 0,2 0,3 0,2 0,3 0,2 0,2 0,3 0,2

Pk 2 0,192 0,2 0,1 0,2 0,2 0,1 0,2 0,3 0,1 0,2 0,2

pk3 0,563 0,6 0,6 0,6 0,5 0,7 0,5 0,5 0,7 0,5 0,6

Сравнив полученные результаты, приходим к выводу, что отклонения значений вероятностей, полученных в ходе эксперимента, от теоретических находятся в пределе ±10%, что является допустимым. Экспериментальные результаты являются адекватными и корректными и доказывают правильность методики теоретического определения вероятностей нахождения равноразмерных деталей с торцом в виде усеченного конуса в благоприятном для захвата положении на дне бункера БЗУ с роликами.

Список литературы

1. Давыдова Е.В., Прейс В.В., Чурочкин А.В. Бункерное загрузочное устройство// Патент РФ № 170000, 11.04.2017.

2. Пузиков И.В., Пантюхина Е.В. Автоматическая загрузка плоских и близких к равноразмерным асимметричных деталей в технологические машины и линии // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. Вып. 10. Тула: Изд-во ТулГУ. 2012. С. 513-522.

3. Пантюхина Е.В., Пузиков И.В. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2020617114. Программа расчёта производительности вертикального бункерного загрузочного устройства с роликами для полых и сплошных деталей формы тел вращения с коническим торцом / Опубл. 30.06.2020. Заявка № 2019616162 от 8.06.2020.

4. Дьякова Э.В. Сравнительный анализ производительности бункерных загрузочных устройств с профильными карманами и вращающимися роликами // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 10. С. 450455.

5. Пузиков И.В., Пантюхина Е.В. Экспериментальные исследования производительности вертикального бункерного загрузочного устройства с роликами // Вестник Тульского государственного университета. Сборник трудов национальной научно-технической конференции с международным участием «АПИР-24». Тула: изд-во ТулГУ, 2019, стр. 43-46.

6. Давыдова Е.В., Прейс В.В., Чурочкин А.В. Математическая модель производительности вертикального бункерного загрузочного устройства для плоских асимметричных предметов обработки // Прогресивш технологи i системи машинобудування. № 3 (54). 2016. С. 36-40.

7. Результаты теоретического и экспериментального исследования вертикального бункерного загрузочного устройства с роликамидля плоских и близких к равно-размерным деталям с неявной асимметрией / Пантюхина Е.В., Прейс В.В., Пузиков И.В., Дьякова Э.В.// В сборнике: Проблемы машиноведения. Материалы V Международной научно-технической конференции. Омск, 2021. С. 377-386.

8. Results of a theoretical and experimental research of a vertical hopperfeeding device with rollers for flat and close-to-equal-sized parts with implicit asymmetry To cite this article: E V Pantyukhina et al 2021 J. Phys.: Conf. Ser. 1901 012017.

11

Дьякова Элеонора Владимировна, аспирант, eleonora. borovkova@yandex.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет

INVESTIGATION OF THE PROBABILITIES OF FINDING MULTI-DIMENSIONAL PARTS WITH A TRUNCATED CONE END FACE IN A POSITION FAVORABLE FOR GRIPPING

E.V. Diakova

The results of experimental studies of the probabilities offinding different-sized parts with an end face in the form of a truncated cone in a position favorable for gripping in hopper feeder devices with rollers are considered.

Key words: equal-sized part, hopper-feeder device, automatic feeding, probability, performance.

Diakova Eleonora Vladimirovna, postgraduate, eleonora.borovkova@yandex.ru, Russia, Tula, Tula state university

УДК 681.62.067.4 DOI: 10.24412/2071-6168-2021-5-12-16

ЗАВИСИМОСТЬ РАСХОДА ВОЗДУХА ВОЗДУХОДУВНЫХ ПОВОРОТНЫХ ШТАНГ ОТ ШИРИНЫ ЛЕНТЫ, УГЛА ОХВАТА И ВОЗДУШНОГО ЗАЗОРА

С.А. Кудрявцев

В работе приводятся методика определения расхода воздуха при создании воздушного слоя между поверхностями поворотных воздуходувных штанг и гибким материалом в зависимости от ширины ленты, угла охвата и толщины воздушного слоя

Ключевые слова: воздуходувная штанга, расход воздуха, толщина воздушного зазора, угол охвата ленты.

Поворотные воздуходувные штанги представляют собой гладкий полый стержень с отверстиями на его поверхности для создания воздушной подушки с помощью воздуха между поверхностями штанги и бумажной ленты.

Поворотные штанги, и, в частности, воздуходувные, предназначены для изменения направления бумажной ленты, что существенно расширяет технологические возможности печатной машины (рис. 1) [1-3].

Одна из задач при проектировании воздуходувных поворотных штанг - определение расхода воздуха, что необходимо для выбора воздушного насоса, обеспечивающего функционирование этих штанг. Этот расход зависит от ряда параметров - давления воздуха, натяжения и ширины ленты, диаметра штанги, величины зазора между штангой и лентой [4-8].

Связать эти параметры расходом - сложная задача, но некоторые данные экспериментальных исследований позволяют ее упростить. Одно из упрощающих допущений основано на том факте, что расход при неизменных диаметре штанги и ширины ленты линейно зависит от зазора и мало зависит от расположения и диаметра отверстий.

С увеличением давления расход, естественно, возрастает, но в такой же степени возрастает и зазор (рис. 2) [4].