CC BY
3
The possibility of purposeful reduction of energy losses in the drives of technological machines with asynchronous motors is evaluated. The theoretical aspects of the problem of constructing multi-motor drives that reduce total energy consumption when performing various technological operations are considered. The field of expedient application of multimotor drives in technological machines is determined.
Key words: drive, mechanical characteristic, power loss, load moment, loading
diagram.
Salnikov Vladimir Sergeevich, doctor of technical sciences, docent, vsalnikov.prof@yandex.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Shadsky Gennady Viktorovich, doctor of technical sciences, professor, vsalnikov.prof@yandex.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.9
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-4-15-19
МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ЛОТКА ДЛЯ ПОЛУФАБРИКАТОВ ДВУХСТОРОННЕГО ВЫДАВЛИВАНИЯ
Э.В. Дьякова
Проведен обзор и анализ медики расчета параметров лотка. Лотки позволяют транспортировать в ориентированном положении полуфабрикаты двухстороннего выдавливания с требуемой производительностью на операцию вытяжки для обеспечения бесперебойной работы технологического процесса.
Ключевые слова: лотки-магазины, полуфабрикат, бункерное загрузочное устройство, пропускная способность, скорость
В оборонной промышленности активно внедряются и применяются новые технологии при изготовления своих изделий. Одной из такой новой технологией является полугорячее двухстороннее выдавливание, которая позволяет получить полуфабрикаты с требуемыми механическими свойствами. Полуфабрикаты, полученные в ходе такой технологии, необходимо в ориентированном положении транспортировать на технологическую операцию вытяжки. Загрузка и ориентирование с требуемой производительностью осуществляется с помощью бункерного загрузочного устройства, которые могут быть представлены в различной конфигурации [1, 2, 3]. Транспортирование и накопление полуфабрикатов осуществляется при помощи специальных лотков, которые позволяют обеспечить бесперебойную работу технологических машин [4, 5].
Лотки могут быть представлены в различном конструктивном исполнении [6]. Так могут быть трубчатые лотки-магазины, которые используют для цилиндрических и близких к ним по форме деталей. Такие лотки применяют для деталей с длиной более 80 мм и диаметром более 20 мм. Отношение диаметра к длине должна быть 0,12-1,0. Полуфабрикат двухстороннего выдавливания имеет диаметр 15,5 мм, а длину 12,2 мм, следовательно, отношение диаметра к длине будет равно 1,27 [7]. Использование трубчатых лотков для транспортирования полуфабрикатов невозможно, так как они могут изменять свое положение и застревать. Змейковые лотки используются для транспортирования ступенчатых валиков, цилиндрических полых заготовок, длина которых больше диаметра в 4 раза. Змейковые лотки также не подходят для транспортирования
ориентированных полуфабрикатов. Коробчатые лотки используются для цилиндрических деталей, валиков, дисков, шаров и колпачков. Как правило они более универсальны в использовании и их возможно применять для полуфабрикатов двухстороннего выдавливания.
При проектировании лотков нужно обеспечить свободный проход полуфабрикатов по лотку. На свободный проход по лотку полуфабрикатов в ориентированном положении оказывают различные факторы, такие как, ширина лотка и зазор между бортами и полуфабрикатом, геометрические размеры полуфабриката, качество поверхности полуфабриката и лотка, износостойкость и твердость лотка. Ширина лотка определяется
В = I + А/,
где / - длина полуфабриката, мм; А/ - зазор между бортами и полуфабрикатом, мм, обычно принимают равным 1-3 мм.
В связи с наличием зазора в лотке при перемещении полуфабриката он может повернуться на некоторый угол а. Угол может увеличиваться до тех пор, пока полуфабрикат не заклинит или не потеряет свое ориентированное положение (рис. 1, а). Увеличение зазора А/ приводит к уменьшению заклинивания угла р и возрастанию
угла а. Для обеспечения движения полуфабрикатов должно выполняться условие, при
Ь
котором tgP > р, так как угол р зависит от отношения —, необходимо соблюдать ра-
/
Ь
венство — > р, где Ь - ширина полуфабриката, мм, р - угол трения.
Зазор А/ прежде всего зависит от геометрической формы транспортируемых изделий, так расчетные длина и ширина для полуфабриката представлена на рис. 1, б. Для полуфабриката зазор А/ будет определяться
м—:—~ А
А/ =
1 +
' /р У
Ьр
V Р У
/р
1 + р2
V У
где /р - расчетная длина полуфабриката, мм; мм; р - коэффициент трения полуфабриката о борт, обычно равный 0,5; Ьр - расчетная ширина полуфабриката, определяемая по выражению Ьр = Ь - к.
Действительные зазоры определяются по формуле
А/1 = А + А/ + АВ,
где А - допуск на длину полуфабриката, мм; А/ - наименьший гарантийный зазор, мм; АВ - допуск на ширину лотка, мм.
При расчете лотка необходимо выполнить условие, при котором А/ > А/1. Если
данное условие не выполняется, то необходимо изменить исходные данные или обеспечить принудительное перемещение полуфабриката.
Высота борта открытого коробчатого лотка определяется по формуле
Н = (0,53 ■ 0,6)ё, где ё - диаметр полуфабриката, мм.
При перемещении полуфабрикатов по лотку также следует исключить превышение предельно допустимой скорости, поэтому такие лотки рекомендуется делать с двумя различными углами. С большим углом наклона лоток необходим для быстрого
16
Ь
р
Ь
р
перемещения, а с меньшим углом для торможения полуфабрикатов. Переход от одного угла к другому должен быть плавным. Место перегиба лотка рекомендуется выбирать по конструктивным соображениям.
м,
А!
АВ
тт
в..
в...
а б в
Рис. 1. Схемы для определения движения полуфабриката (а), расчетной длины и ширины полуфабриката (б) и действительного зазора (в)
При движении полуфабриката конечная скорость определяется по выражению
ук = 0,816ЛД^, где g - ускорение силы тяжести, мм/с; И - высота спуска, мм.
При проектировании лотков также особое внимание следует обратить на определение пропускной способности лотка, то есть сколько полуфабрикатов в единицу времени может пройти через поперечное сечение лотка и на определение конечной максимальной скорости движения полуфабрикатов. Пропускная способность лотка должна быть на 10-15 % выше производительности бункерного загрузочного устройства. Определение скорости необходимо для оценки возможности деформирования полуфабрикатов при ударе друг об друга или об элементы лотка.
Основная цель при расчете пропускной способности является определение времени движения от начальной до конечной точки. Движение в лотке полуфабрикатов может быть представлено как движение единичного полуфабриката или потока по прямолинейному, криволинейному или комбинированному участку.
Расчет времени г прохождения полуфабрикатов и скорости VI на выходе из лотка рассмотрим для прямолинейного участка, который наклонен к горизонту под углом а1, имеет длину ^ и коэффициент трения ^.
Общую структурную схему расчета времени движения и скорости полуфабриката можно представить в виде графа, представленного на рис. 2.
Скорость движения полуфабриката и время движения определяется из дифференциального уравнения движения полуфабриката по наклонной плоскости:
й 2 х
т-
йг
2
= mgsinal - ^тр;
й 2
т—у = mgcosal - N = 0,
йг
где т - масса полуфабриката; х, у - система координат; Fтр - сила трения; N - нормальная реакция.
Сила трения полуфабриката о боковые стенки достаточно маленькие, то при расчетах они не учитываются.
При начальных условиях xt ^q = 0,-
dx
= vq, при решении дифференциаль-
^о
ных уравнений получаем, что время движения определяется по выражению
g(sinаl - рсода1) где Уо - начальная скорость полуфабриката, мм/с.
Рис. 2. Структурная схема расчета времени движения и скорости полуфабриката
Скорость движения определяется по выражению
vi =^2gs(smai - pcosa^) + VQ .
Если в каком-либо месте лотка движение полуфабриката прекратится, то необходимо изменить исходные параметры лотка и повторить расчет снова.
Таким образом, в процессе анализа была рассмотрена и представлена методика расчета основных параметров лотка для транспортирования ориентированных полуфабрикатов двухстороннего выдавливания. Пришли к выводу, что оптимальной конструкцией лотков являются коробчатые, которые позволят обеспечить бесперебойную работу технологичного процесса.
Список литературы
1. Системы автоматической загрузки штучных предметов обработки в технологические машины-автоматы / Н.А. Усенко, В.В. Прейс, Е.В. Давыдова, Е.С. Бочарова; под ред. проф. В.В. Прейса. Тула: Изд-во ТулГУ, 2013. 310 с.
2. Пантюхина Е.В. Комплексная автоматизация пищевой промышленности: учебник. Тула: Изд-во ТулГУ, 2019. 216 с.
3. Прейс В.В. Системы автоматической загрузки штучных предметов обработки в роторные и роторно-конвейерные линии / Вестник машиностроения / 2002. № 12. С. 16-19.
4. Дьякова Э.В. Способы ориентирования близких к равноразмерным деталей с асимметрией по торцам в механических бункерных загрузочных устройствах // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2021. Вып. 10. С. 105-110.
5. Дьякова Э.В. Системы автоматического манипулирования потоками штучной продукции в массовых производствах // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2021. Вып. 11. С. 507-514.
6. Дьякова Э.В. Особенности движения штучных деталей по лоткам различных форм // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 12. С. 458-461.
7. Бляхеров И. С., Варьяш Г. М. [и др.]. Автоматическая загрузка технологических машин: справочник / под общ. ред. И. А. Клусова. М.: Машиностроение, 1990. 400 с.
Дьякова Элеонора Владимировна, аспирант, eleonora. borovkova@yandex.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
THE METHOD OF CALCULATING THE PARAMETERS OF THE TRAY FOR SEMI-FINISHED PRODUCTS OF DOUBLE-SIDED EXTRUSION
E. V. Diakova
A review and analysis of the methodology for calculating the parameters of the tray was carried out. Boats allow transporting semi-finished products of double-sided extrusion with the required capacity in an oriented position for the extraction operation to ensure the smooth operation of the technological process.
Key words: store trays, semi-finished product, hopper-feeder device, throughput,
speed.
Diakova Eleonora Vladimirovna, postgraduate, eleonora.borovkova@yandex.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 771.725
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-4-19-24
ПРОБЛЕМЫ СТАБИЛЬНОСТИ КРАСИТЕЛЕЙ ЦВЕТНОГО ФОТОГРАФИЧЕСКОГО ПРОЯВЛЕНИЯ
О.В. Демьянов
Рассмотрены проблемы точности воспроизведения цвета трехслойными фотографическими материалами после их продолжительного хранения. Описаны основные факторы, вызывающие искажения цвета и насыщенности. Проведено сравнение оптической плотности цветных изображений, хранившихся при свете и в темноте. Отражена специфика процессов, протекающих в фотоматериалах в процессе хранения.
Ключевые слова: цветное проявление, трехслойные фотоматериалы, красители, оптическая плотность, стабильность красителя.
Подавляющее большинство технологий микрофильмирования нацелено на работу (хранение, копирование, воспроизведение) с монохромными документами. Но в последние годы возникает все большая потребность в работе с цветными материалами. Несмотря на постепенную цифровизацию репрографической отрасли, отказ от пленочных материалов в ближайшие годы не предвидится. Кроме того, при оцифровке старых пленочных материалов возникает проблема качественного цветовопроспроизведения.
19
