CC BY
66
МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ
УДК 621.9:663.5.002.5
В.В. Голубенко, В.В. Прейс (Тула, ТулГУ),
Е.С. Голубенко, П.П. Шпаков (Тула, ООО «Первый Купажный Завод»)
РАСЧЕТ И АНАЛИЗ ЦИКЛОВОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ РОТОРА РОЗЛИВА ВОДОК
Рассматривается инженерная методика расчета и анализа производительности ротора розлива водок, которая может быть исяолъзована как на стадии проектирования новых конструкций роторов, так и для выявления резервов повышения производительности при их модернизации.
Основным функциональным устройством автоматических роторных линий для фасовки пищевых жидкостей, в том числе водок является ротор розлива, схема которого изображена на рис. 1.
Ротор розлива состоит из резервуара для водки 1, снабженного устройством регулировки уровня его заполнения 2, системы регулирования 4 высоты карусели 6, подъемных столиков 5, разливочных патронов 3, основания 7, системы копиров 9 привода подъема и опускания столиков, зубчатого колеса 8 привода вращательного движения ротора.
В соответствии с логической циклограммой работы ротора (рис. 2) длительность кинематического цикла ротора
Тц = ^осн всп, С1)
где ?осн - ввемя выполнения опееаций, необходимых доя выполнения технологического предназначения машины; - время выполнения вспомо-
гательных операций длл выполнения технологического предназначения машины и операций по обслуживанию механизмов машины.
Основное время
^осн _ 0,5^п.п ^п.с ^н.б ^з.к 0,5^п.п , (2) где ?пп - время приёма - передачи бутылки на рабочую позицию; 1пс - время поднятия стола; ?нб- время наполнения бутылки жидкостью; - время закрытия клапана.
Тр/бпрсвсд годаи водки
Тру&цхвод оОаи сжатого воздуха
Рис. 1. Схема ротора розлива водки
Время вспомогательного хода
^всп _ 0’5^п.п ^х.х 5п.п ,
где ^ х - время «холостого» хода ротора.
Время приема - передачи бутылки ?п п [с] определим по формуле
Тц ' Фп.п п.п
(3)
^п.п _
360
И П
60.
(4)
где фпп - угол совместного поворота транспортного и технологического ротора, на котором происходит прием - передача бутылки, град.; ^п.п = =2^бут- дина дуги, образованной углом фпп, м; Дут- диаметр бутылки, м;
п - минимаьный шаг ротора, м; П = — - цикловая производительность
Тц
ротора, шт./мин.
Время подъема столика с бутылкой в соответствии с циклограммой
* п. с = *1 + * 2 + *3 > (5)
где - время перемещения 51 до торца дозатора; *2 - время перемещение 52 до тооца клапана; *з - время перемещения 5з до открытия клапана.
В ротсоах розлива не предусмотрены фиксирующие устройства, которые жестко закрепляют бутылку на подъемном столике. Это накладывает некоторые ограничения на режимы подъема и опускания бутылки.
При подъеме бутылки к тооцу клапана необходимо подавать бутылку с минимальной скоростью, так как возможны небольшие смещения бутылки в горизонтальной плоскости, что в момент контакта может способствовать перекосу бутылки, преждевременному открытию клапана дозатора, вплоть до повреждения бутылки или дозирующего устройства.
Во ввемя доставки бутылки к торцу клапана скорость и усвоения могут достигать максимаьных значений, так как при незначительных перекосах они будут исправляться, используя в качестве направляющей дозирующий пафон. Если в течение этого ввемени произойдет преждевременное открытие дозирующего клапана, то вытекающа жидкость попадет непосредственно в бутылку. Касание торцов бутылки и клапана должно быть безударным и происходить на минимаьной скорости.
При проектном расчете встает вопрос о выборе закона движения для подъема бутылки к дозатору. Для выполнения всех вышeпeлeчиcлeн-ных ограничений можно использовать как закон движения с усвоением, меняющимся по косинусоиде, так и закон движения с усвоением, меняющимся по синусоиде. Синусоидаьный закон движения предпочтителен для применения, так как при его использовании в начале и конце перемещения стола получаем нулевые cкoрocти и ускорения, что позволяет использовать траекторию подъема с максимальным углом подъема, значительно уменьшающим длину окружности копра [1].
Время подъема стола с бутылкой ^ [с]
Ьп.с ‘
(6)
Jп.с
где Ьпс - коэффициент изменения ускорения; - суммарное перемещение
стола с бутылкой, м;Упс - ускорение движения, м/с2.
Для синусоидального закона Ьпс = 6.3 - симметричный закон движения, Ьп с = 4.2 - несимметричный закон движения.
клапана
Наполнение бутылки
Совмещение
бутылки и дозатора
І но
[ОСИ
Передача
бутылки
I
в
Холостой
ход
Рис. 2. Логическая циклограмма работы ротора розлива
В дальнейших расчетах формула (6) не отражает зависимость времени подъема стола с бутылкой от производительности линии. Для связи этих двух характеристик можно предложить следующую модель, в которой будут оговорены некоторые допущения [2].
Допустим, что развертка профиля кулачка на участке подъема будет представлять собой прямую линию, расположенную с некоторым углом а к гoризoнту. Время подъема столика по данной траектории
1_
V
(7)
і
где і = —— - длина отрезка копира, соответствующего интервалу подъема tga
ПИ
60
скорость,
столика, м; tga - тангенс угла наклона профиля копра; V =
с которой ролик проходит данный участок копира, м/с.
После подстановки получим
605 V
t =-------—
п'с ГО^а
С учетом (6) и (8) ввемя подъема столик по данной траектории должно отвечать неравенству
605 £
(8)
Ьп.с 5Е
V Jп.с
Время наполнения бутылки
П^а
(9)
доз
(10)
Щ2 пИоу/2 gHl ’
где Удоз - объем дозируемой жидкости, м3; ^ - коэффициент расхода; Яо -радиус отверстия истечения водки, м; Н1 - напоо жидкости в дозаторе, м. Время холостого хода
Фх.х
^х.х =
360
(11)
где Фхх- угол «холостого» хода ротора, определяемый исхода из компоновки ротора с транспортными звездочками линии.
Тогда, длительность цикла рабочего ротора
Т = ц
360-ф
х.х
+
+
доз
к П ПИ tga ц12 лЯоЛ/2?Н[
+
+
605£ |6025пп П^а к П
(12)
По предложенной методике были проведены расчеты и анализ цикловой производительности ротора розлива водки в бутылки объемом
V = 0,2 л (диаметр бутылки ^бут = 49 мм). Минимальный шаг ротора
к = 0,202 м . При расчете времени розлива приняли ^1 = 1,8; Н = 0,3 м;
-3
Яо = 8,2-10 3 м.
В результате проведенных расчетов было выявлено, что у рассматриваемого ротора розлива есть резеев повышения цикловой производительности на 10 % (с 46 до 51 шт./мин).
Предложенная инженерная методика растета и анализа производительности ротора розлива может быть использована как на стадии проектирования новых конструкций роторов, так и для выявления резервов повышения производительности при их мoдeрнизaции.
Библиографический список
1. Прейс В.В. Проетиование маатин и аппаратов пищевых и перерабатывающих производств: учеб. пособие / В.В. Прейс. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2005. - 156 с.
2. Клусов И.А. Проектирование роторных маатин и линий / И.А. Клусов. - М.: Машиностроение, 1990. - 320 с.
Получено 17.01.08.
УДК 681.518.2
Г.Б. Куликов (Москва, МГУП)
МЕТОДИКА ДИАГНОСТИКИ ИЗНОСА ПАЗОВЫХ КУЛАЧКОВЫХ МЕХАНИЗМОВ
На примере механизма привода качающегося стола ниткошвейного автомата БНШ-6 показана возможность диагностирования техннческого состояния элементов привода полиграфических машин методами виброакустической диагностики с использованием искусственных нейронных сетее. На основании проведенных исследований предложена методика безразборной диагностики пазовыа кулачковых механизмов по-лигафическка машин и даны рекомендации ее применению.
Кулачковые механизмы широко иcпoльзлютcч в полирафическом оборудовании, их нoмeнклaтyлa насчитывает более 500 типорамеров. Особую роль эти механизмы играют в ниткошвейных автоматах, так как от их состояния зависит качество выпускаемой продукции [1 - 3].
