CC BY
11
ловиях погружения в масляную ванну обеспечивают на выходном звене сопоставимое тяговое усилие. Кроме того, наличие смазки стабилизирует функциональные параметры передачи за счет защиты элементов ТС от внешних загрязнений и воздействия атмосферы окружающей среды, а также способствует удалению из зоны контакта продуктов изнашивания, образующихся при трении, и тем самым повышает эксплуатационную надежность формообразующих узлов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Пронин В. А. Бесступенчатые клиноременные и фрикционные передачи / В. А. Пронин, Г. А. Равнов. М.: Машиностроение, 1980. 320 с.
2. Крагельский И.В. Узлы трения машин: справочник / И.В. Крагельский, Н.М. Ми-хин. М.: Машиностроение, 1984. 280 с.
3. Управление надежностью трибосопряжений автоматизированных станков / Ю.А. Кривошеин, А.А. Игнатьев, М.В. Виноградов и др. // Точность технологических и транспортных систем: сб. ст. Междунар. конф. Пенза: ПГУ, 1998. С. 50-52.
4. Кривошеин Ю.А. Определение информативных параметров контактирования три-босопряжений / Ю.А. Кривошеин, М.В.Виноградов // Управляющие и вычислительные комплексы в машино- и приборостроении: межвуз. сб. Саратов, 1999. C. 47-50.
Кривошеин Юрий Александрович - Krivoshein Jury Aleksandrovich -
кандидат технических наук, Candidate of Technical Sciences,
доцент кафедры «Автоматизация The senior lecturer of chair «Automation
и управление технологическими and control of technological processes»
процессами» Саратовского государственного Saratov State Technical University технического университета
Виноградов Михаил Владимирович - Vinogradov Michael Vladimirovich -
кандидат технических наук, Candidate of Technical Sciences,
доцент кафедры «Автоматизация The senior lecturer of chair «Automation
и управление технологическими and control of technological processes»
процессами» Саратовского государственного Saratov State Technical University технического университета
Статья поступила в редакцию 04.05.2011, принята к опубликованию 24.06.2011
УДК 621.867
О.А. Лускань
РЕАЛИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ ГРУЗОВ НА ИМПУЛЬСНОМ ТЕЛЕЖЕЧНОМ КОНВЕЙЕРЕ В ИНЖЕНЕРНОМ РАСЧЁТЕ
Рассмотрена методика инженерного расчёта с рекомендациями по выбору основных параметров импульсного тележечного конвейера, разработанная на основе проведённых теоретических и экспериментальных исследований процесса движения тележек с грузами на конвейере.
Груз, тележка-спутник, механизм свободного хода, инерция, транспортирование
О.А. Luskan'
REALIZATION OF RESEARCHES PARAMETERS MOVEMENT CARGOES ON PULSE CART CONVEYOR IN ENGINEERING CALCULATION
In article the technique of engineering calculation with recommendations for choice key parameters pulse cart conveyor, developed on the basis of spent theoretical and experimental researches ofprocess of movement of carts with cargoes on the conveyor is considered.
Cargo, the cart-companion, the free wheeling mechanism, inertia, transportation
Проведенные теоретические исследования процесса транспортирования штучных грузов на импульсных тележечных конвейерах [1], адекватность которых подтверждается экспериментальными данными, позволяют разработать рекомендации по проектированию таких устройств, которые могут использоваться в качестве заводского транспорта в условиях гибких производственных систем.
В качестве исходных данных для расчета необходимо знать массу транспортируемого груза - mp габариты груза: длина х ширина х высота, SxBpxH; параметры ходовой части и грузоподъемность тележек (выбираются в зависимости от размеров и массы перемещаемых грузов); длину l и ширину B платформы тележки (принимается на 100.. .150 мм больше соответствующих габаритных размеров груза); массу тележки mm (может быть определена ориентировочно либо после проведения прочностных расчётов); длину транспортирования - Lmp; интенсивность подачи грузов, которая может характеризоваться производительностью - П
или средней скоростью транспортирования груза на тележке - Jcp. Производительность
конвейера зависит от скорости перемещения тележки с грузом. Например, рекомендуемые скорости движения тележки принимают от 1,2 до 7,5 м/мин [2], что соответствует значениям 0,02 - 0,125 м/с, в этом случае одним из важных факторов является расчет интенсивности грузопотока, которая напрямую зависит от времени обработки детали на технологическом оборудовании.
В качестве искомых параметров определяется расположение тележек с грузами на конвейере (шаг расстановки) в зависимости от средней скорости транспортирования и производительности (интенсивности); выбираются параметры привода рамы конвейера; подбираются остановы, вмонтированные в опорные катки тележки. Далее проводится уточненный расчёт параметров колебаний рамы конвейера и определяется мощность привода конвейера.
Шаг расстановки груза на конвейере определяется в зависимости от заданной производительности и средней скорости транспортирования груза:
J7p ^гр + mm )*
an =—----, (1)
П
где ап - шаг расположения тележек на конвейере; z - количество тележек на конвейере.
По номограмме (рисунок) в зависимости от средней скорости транспортирования -
JC-P и приведённого коэффициента сопротивления движения гружёной тележки - 6т, предварительно принимаются угловая скорость - ю и амплитуда колебаний рамы - А. Полученные значения уточняются в зависимости от масс тележки и транспортируемого груза, конструктивных параметров тележки, рамы конвейера.
Определение параметров ходовой части тележечного конвейера проводятся в соответствии с ГОСТ 5938-73, при этом ширина платформы тележки В принимается равной 500, 650, 800, 1000, 1200 мм и каждому из этих значений ширины соответствуют три-четыре значения длины l платформы 650, 800, 1000, 1250, 1600, 2000 и 2500 мм.
Для определения диаметра опорного ходового катка тележки необходимо знать воспринимаемую им нагрузку. Расчетная нагрузка на каток Еок принимается приближенно по формуле ^Ок=0,25(дагр+дат)£-.
Для более точного определения диаметра опорного ходового катка необходимо провести проектировочный расчет механизмов свободного хода (остановов). Основной характеристикой подбора остановов является максимальный крутящий момент, передаваемый обгонной муфтой и возможность встраивания ее в каток:
^^ ОК / А\
М кр = ат тт—, (2)
где ат - максимальное ускорение тележки с грузом; Бок - диаметр опорного ходового катка тележки.
Предварительно максимальное ускорение тележки с грузом принимается равным максимальному ускорению рамы:
ат = А®2.
Уточненный расчет параметров колебаний рамы конвейера проводится в зависимости от принятых размеров тележки с определением массы вращающихся частей опорных катков тележки - тк, составляющей 80% массы опорного катка - тОК. Следует отметить, что необходима проверка условий по формуле (3) для выбора рациональных параметров колебаний рамы:
тт + тгр ^ 2
(3)
тт + тгр + тк 3
_твок_£ 1
тт + тгр + тк 3
Затем конструктивно определяются габариты рамы и в зависимости от количества и массы перемещаемых тележек с грузами проводятся проектировочные и прочностные расчёты рамы конвейера с определением её массы, подбора опорных катков, расчета их осей и подшипников.
Определение приведенного коэффициента сопротивления движения тележки производится с учетом их количества одновременно установленных на конвейере:
гШ
К = ( " ) , (4)
(т гр + т т ) 8
где 2 - количество тележек, одновременно расположенных на конвейере; Шт - общее сопротивление движения тележки с грузом по направляющим:
шт = Ш1 + Ш2 + Ш3 + Ш4, (5)
где Ш1 - сила сопротивления движению тележки по направляющим:
Ш1 = (тгр + тт )/ ; (6)
уок
где ёцкт - диаметр цапфы опорного катка тележки; /- коэффициент трения, приведенный к диаметру цапфы опорного катка; Ш2 - сила трения качения тележки с грузом по направляющим:
Ш2 = (тгр + тт ), (7)
уок
где ц - приведенный коэффициент трения качения катка тележки по направляющим; Ш3 -сила сопротивления, возникающая при работе механизмов свободного хода, вмонтированных в опорный ходовой каток тележки:
Ж3 = 2
к (тгр + тт ) Ек мсх м (8)
где кмсх - приведенный коэффициент трения при взаимодействии вращающихся элементов механизма свободного хода; 2к - количество опорных ходовых катков тележки, оснащённых остановами.
Номограмма для определения численных значений параметров колебаний рамы импульсного тележечного конвейера
В случае установки двух и более конвейеров, работающих в противофазе от одного привода с целью снижения динамических нагрузок на привод и фундамент, приведенный коэффициент сопротивления движению рамы конвейера определяется
Жк с
Зк = (-+-Г ' (9)
[т рк + тгр ^
где Жк - общая сила сопротивления движению рамы с гружёными тележками; с - количество конвейеров, работающих от одного привода; трк - масса рамы конвейера, определяемая после уточнённого прочностного расчета металлоконструкции.
Общая сила сопротивления движению рамы с грузом определяется по формуле
Жк = Ж4 + Ж5, (10)
где Ж5 - сопротивление от силы трения в опорных катках конвейера:
Ж4 ={трк + (тгр + тт ) 2 + токр 2кр /2, (11)
^кр
где токр - масса вращающегося опорного катка рамы конвейера; гкр - число опорных катков рамы; ёцкр - диаметр цапфы опорного катка рамы; Бкр - наружный диаметр опорного катка рамы; / 2- коэффициент трения, приведенный к диаметру цапфы опорного катка рамы конвейера; Ж5 - сопротивление от силы трения качения катков:
ш ( / ч 82кр
Ш5 = трк + (тгр + тт ) 2)~
в
(12)
кр
где - приведенный коэффициент трения качения опорного катка рамы по направляющим.
Угловая скорость привода уточняется на основании выражения, полученного из условия отсутствия проскальзывания между опорными ходовыми катками тележки и направляющих:
~ Г Л2 Л
га =
2п^гр
8
/2 + 4А
т
(
тт + тк
+ 33;
т
Vтт + тк 0
4пЗ;
т
тт + тк
2п
/ + 3,
т
т + т '"да Т '"к 0
-81И
/2 + 4 /3т + 33т
т
т + т V т ,пк 0
23Й
2п
У + 3т
т
т + т '"да Т '"к 0
/2 + 4/3,
т
+ 33т
т
тт + тк
/ + 3И
тт + тк
т
т + т '"да Т '"к 0
т
Vтт + тк 0 00
ч 2 Л
/ 2 + 4/3,
т
+ 33т
тт + тк
т
т + т
V т к 0
(13)
Максимально допустимая амплитуда колебаний рамы также определяется из условия отсутствия проскальзывания тележки относительно направляющих в зависимости от полученной угловой скорости привода конвейера по выражению
/
8
/ 2 + 4 /3,
т
т
т
+ 33
тт + тк
т
т
т
Л £
v тт + тк 0
4« 2 р3
т
т
т
тт + тк
1-
т
тт + тк 0
(14)
После уточненного определения параметров колебаний рамы конвейера по формулам (13) и (14) необходимо определить время цикла Т= 2п/ш и время свободного движения тележки с грузом Ь на конвейере по формуле (15) для определения максимального ускорения груза по выражению (16) и уточняется значение крутящего момента по формуле (2):
и =
2 п V
т
т
V тт + тк 0
2 2 2 8 2 3т + 4 Лю 2
т
т
т
тт + тк
( т ^
1__'"к
тт + т
т
т
к0
тт + тк
-83
т
ш
Лю
Г
V
1 - тк
тт + тк
\
1т 1 '"к 0
Максимальное ускорение груза определяется по формуле
(15)
1
х
2
2
х
2
2
4
2
2
а = X
ыт лт
отп = _ Аш281П Ш'
1 _
тг
тт + тк 0
т
+ ■
т
тт + тк
ё8т.
(16)
Определение мощности конвейера проводится с учетом количества конвейеров, работающих от одного привода:
^ пр с
N 2т_ Т/2)+ N ¡х • % + N С2д -(т _ '1)
Т
где N1!х - мощность привода конвейера при прямом ходе рамы:
(17)
N =
1У пх
( Т/
т
гр
I х0т
j лт 0
'а
Т/
+
т
гр
( '1 отп
| X ^^
3Т/ /4
и _ 3Т/
/4
+
+
( Т/
+ тк
2
| _ Аш шО
_0_
Т/
гр
(
2
Аш ш О
3Т/
+т
_ 3Т/
/4
+
+
| Аш соб ш О 0
Т
| Лт соб
3Т/
+
_ 3Т/
/4
(18)
N0х - мощность привода конвейера при обратном ходе рамы:
Nох =
(3Т/
т
гр
I Хт О
Т/
+
(3Т/
_ тг
/ 2 | _ Аш бш ю'о
Т
_
3Т/
I Лш соб ш1й1
Т
(19)
- мощность привода, затрачиваемая при совместном движении рамы и гружёных
тележек:
N сд =
(Т 2 .
|_ А ш бШ Ш О
(т т + т к )
л'
Т _
+
Т
|Лт соб шО
Т _ '1
(20)
Далее подбирается электродвигатель и обязательно проводится проверка на нагрев по типовым методикам.
Современное развитие производства основано на базе комплексной механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных и транспортных операций с использованием конвейеров, что позволяет значительно повысить производительность труда и снизить себестоимость выпускаемой продукции. Одним из направлений в развитии машин непрерывного транспорта является создание конвейеров для бесперегрузочного транспортирования грузов
т
к
г
к
г
г
1
от начального до конечного пункта как по прямолинейным, так и по сложным пространственным трассам.
Рассмотренная методика инженерного расчёта может быть внедрена в производство транспортно-технологических конвейеров, позволяющих обслуживать производственный цикл по заданной программе, и может конкурировать с традиционными видами заводского транспорта.
ЛИТЕРАТУРА
1. Лускань О. А. Конвейер для перемещения изделий на тележках-спутниках в гибких производственных системах / Н.Е. Ромакин, О. А. Лускань // Автоматизация и современные технологии. М.: Машиностроение, 2003. №5. С. 111-115.
2. Ромакин Н.Е. Машины непрерывного транспорта: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Н.Е. Ромакин. М.: Изд. центр «Академия», 2008. 432 с.
Лускань Олег Александрович -
кандидат технических наук, доцент кафедры «Подъёмно-транспортные, строительные и дорожные машины» Балаковского института техники, технологии и управления (филиала) Саратовского государственного технического университета
Luskan' Oleg Aleksandrovich -
Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor of the Department of «Hoisting-and-transport, building and road cars» of Balakovo Institute of Engineering, Technology and Management (branch) of Saratov State Technical University
Сmаmья полупила в редакцию 16.05.2011, nрuняmа к опубликованию 24.06.2011
УДК 621.735
В.А. Мелентьев
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЙ КОМБИНИРОВАННОГО ДОРНОВАНИЯ
КОЛЬЦЕВЫХ ЗАГОТОВОК
Рассматривается способ определения потребной силы для осуществления комбинированного дорнования кольцевых металлических заготовок. Проводится сравнение расчетных усилий дорнования с экспериментальными.
Кольцевые заготовки, деформация, усилие, дорнование
V.A. Melentev
DETERMINATION EFFORT MULTIFUNCTION BURNISHING CIRCULAR PART
BLANK
The way of the determination of necessary power is considered for realization multifunction burnishing metallic circular part blank. It is conducted comparison accounting effort burnishing with experimental.
Circular part blank, deformation, effort, burnishing
