CC BY
57
36-я Всероссийская научная конференция, математические секции. М.: РУДН, 2000. С. 21-22.
9. Матвеев О.А., Паншина А.В.О локально симметрических и абелевых механических системах // Актуальные проблемы математики и методики ее преподавания. Пенза, 2001. С. 62-68.
10. Матвеев О.А., Матвеева Н.В., Паншина А.В. О квазигрупповой теории абелевых и симметрических механических систем // Фундаментальные физико-математические проблемы и моделирование техникотехнологических систем. Вып. 9. М.: Янус-К, 2006. С. 22 - 24.
11. Matveyev O.A. On quasigroup theory of manifolds with trajectories / Webs and quasigroups. Tver, 2000. Р. 129 - 39.
12. Матвеев О.А. Квазигрупповые свойства многообразий с траек-ториями//Вестник Московского педагогического университета. Математика-физика. Вып. 3-4, М., 1998. С. 10 - 15.
O. Matveyev, A. Panshina
То the theory of symmetric mechanical systems.
The broad classes of mechanical systems c locally symmetric manifold and a flat affine connection, which as a result of the proposed construction of an accurate differential-geometric and algebraic descriptions are compared.
Key words: mechanical systems, affine connection, quasigroup, symmetric space.
Получено 07.04.10
УДК 621.9
В.В. Голубенко, асп., Е.В. Давыдова, канд. техн. наук, ассист.,
В.В. Прейс, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой (4872) 33-24-38, preys@klax.tula.ru (Россия, Тула, ТулГУ)
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЗУБЧАТОГО БУНКЕРНОГО ЗАГРУЗОЧНОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПРЕДМЕТОВ ОБРАБОТКИ С НЕЯВНО ВЫРАЖЕННОЙ АСИММЕТРИЕЙ ТОРЦОВ
Рассмотрено совершенствование конструкции зубчатого дискового бункерного загрузочного устройства с целью обеспечения надежной загрузки предметов обработки формы тел вращения с неявно выраженной асимметрией торцов на основе применения кольцевого ориентатора.
Ключевые слова: зубчатое дисковое бункерное загрузочное устройство, предмет обработки, асимметрия торцов.
В большинстве конструкций механических дисковых бункерных загрузочных устройств (БЗУ), применяемых для захвата, ориентирования и выдачи в приемник предметов обработки с асимметрией внешней формы
по торцам, функции захвата и ориентирования совмещены. Поэтому при загрузке предметов обработки с неявно выраженной асимметрией торцов (рис. 1), у которых соотношение меньшего и большего диаметров торцов
0,9 > й2/> 0,7 и угол при вершине асимметричного торца 2р < 30°, надежность работы БЗУ резко снижается.
а
б
Рис. 1. Предметы обработки формы тел вращения с неявно выраженной асимметрией торцов: а - с коническим торцом; б - ступенчатые
С целью повышения надежности автоматической загрузки предметов обработки с неявно выраженной асимметрией торцов была предложена усовершенствованная конструкция механического дискового БЗУ с радиальными гнездами и кольцевым ориентатором [1] (рис. 2).
Рис. 2. Фрагмент механического дискового бункерного загрузочного устройства с радиальными гнездами и кольцевым ориентатором:
1 - кольцевой ориентатор; 2 - вращающийся диск; 3 - неподвижное основание; 4 - приемник; 5 - гнездо; 6 - радиальные пазы
В предложенном БЗУ (см. рис. 2) функции захвата и ориентирования разделены: захват предметов обработки осуществляется прямоугольными гнездами, радиально расположенными по поверхности вращающегося диска, а ориентирование - кольцевым ориентатором, который является единым конструктивным элементом БЗУ.
БЗУ содержит бункер, образованный обечайкой (на рис. 1 не показана) и неподвижным основанием 3, вращающийся диск 2 с органами захвата, выполненными в виде радиальных пазов 6. Радиальные пазы переходят в прямоугольные гнезда 5. В нижней части бункера БЗУ на неподвижном основании установлен кольцевой ориентатор 1, сопрягающийся с вращающимся диском. С внутренней стороны кольцевого ориен-татора выполнен кольцевой паз, поперечное сечение которого соответствует профилю конического торца предмета обработки.
При вращении диска предметы обработки, засыпанные в бункер, западают в радиальные пазы и движутся в сторону гнезд. Если предмет обработки движется в сторону гнезда коническим торцом вперед, то он западает в гнездо полностью, поскольку поперечное сечение кольцевого паза соответствует профилю конического торца предмета обработки. Если предмет обработки движется в сторону гнезда цилиндрическим торцом вперед, то он западает в гнездо не полностью, так как опирается цилиндрическим торцом на верхнюю часть кольцевого паза, а коническим торцом
- на фаску. При дальнейшем вращении диска предметы обработки перемещаются им в верхнюю часть бункера. Предметы обработки, полностью запавшие в гнезда, перемещаются вращающимся диском к приемнику 4, а предметы обработки не полностью запавшие в гнезда, выпадают из них под действием силы тяжести обратно в нижнюю часть бункера.
Теоретические и экспериментальные исследования БЗУ с радиальными гнездами и кольцевым ориентатором были проведены для предметов обработки с неявно выраженной асимметрией торцов с отношением
й2/й1 = 0,74, углом при вершине асимметричного торца 2р = 23°, при I / й1 = 2; 3; 4, значениях коэффициента трения 0,3 < ц < 0,6 и углах наклона
а бун = 45; 50; 55° бункера БЗУ. Было показано, что при разработанных ограничениях на конструктивные параметры захватывающих и ориентирующего органов БЗУ будут обеспечиваться захват и надежное ориентирование предметов обработки с I / й1 = 3...4, ц = 0,3 ...0,5 при углах
а бун = 50... 55° [2]. При загрузке предметов обработки с неявно выраженной асимметрией торцов, у которых I / й1 < 3, надежность работы БЗУ с радиальными гнездами и кольцевым ориентатором снижается.
Известно зубчатое дисковое БЗУ [3], которое используют для загрузки предметов обработки формы тел вращения, имеющих явно выраженное смещение центра масс вдоль продольной оси симметрии. Однако
29
загрузка предметов обработки с неявно выраженной асимметрией торцов, для которых характерно отсутствие явно выраженного смещения центра масс, в данном БЗУ невозможна.
С целью расширения области применения зубчатого БЗУ для захвата и ориентирования предметов обработки с неявно выраженной асимметрией торцов при I/= 2...4, 0,8>й2/>0,6 и 0,3<ц<0,6 предлагается в конструкции известного зубчатого БЗУ применить кольцевой ориентатор по аналогии с рассмотренным выше дисковым БЗУ, имеющим радиальные гнезда и кольцевой ориентатор (см. рис. 2).
На рис. 3, а-г показана схема предлагаемого зубчатого БЗУ с кольцевым ориентатором 1, поперечное сечение паза которого соответствует профилю асимметричного торца предмета обработки. Ориентатор 1 установлен на неподвижном основании 6 под вращающимся диском, на периферии которого расположены гнезда 4, чередующиеся с зубьями 5 (рис. 3, б, г).
Рис. 3. Зубчатое дисковое БЗУ с кольцевым ориентатором: а - в разрезе; б - вид А (сверху); в - фрагмент Б; г - фрагмент В
Предметы обработки 3, запавшие в захватывающие гнезда 4 диска цилиндрическим торцом вниз, опираются на верхнюю грань кольцевого ориентатора 1 и поэтому западают в гнезда 4 неполностью. Предметы обработки, запавшие в гнезда асимметричным торцом вниз, западают в паз кольцевого ориентатора и полностью погружаются в гнезда 4 (рис. 3, в).
Предметы обработки, захватываемые из общей массы в нижней части бункера БЗУ, перемещаются вращающимся диском в зону пассивного ориентирования фор (рис. 3, а, б). В этой зоне предметы обработки, частично запавшие в гнезда цилиндрическим торцом к ориентатору, выпадают обратно в нижнюю часть бункера БЗУ под действием собственного веса, а предметы обработки, запавшие асимметричным торцом в паз ори-ентатора и полностью погруженные в гнезда, перемещаются диском в зону выдачи фв предметов обработки из гнезд 4 диска в приемник БЗУ.
С учетом того, что гнездо должно обеспечить наибольшую вероятность захвата, а кольцевой ориентатор - надежное ориентирование предметов обработки с неявно выраженной асимметрией по торцам, были сформированы ограничения на конструктивные параметры ориентатора.
Глубина погружения предмета обработки в кольцевой ориентатор должна быть выбрана из условий:
- обеспечения надежного захвата предмета обработки, запавшего в гнездо диска асимметричным торцом вниз, и исключения его выброса из гнезда в процессе вращения диска;
- обеспечения надежного удаления (выпадения) под действием собственного веса предмета обработки, запавшего в гнездо диска цилиндрическим торцом вниз, в процессе вращения диска в верхней части бункера БЗУ (в зоне пассивного ориентирования).
Принимая, что для рассматриваемого класса предметов обработки (как было указано выше) хц м «I/2, из расчетной схемы рис. 4 получим
где к - глубина паза кольцевого ориентатора.
Ширина верхней части Ь паза кольцевого ориентатора определится из условия, выполнение которого обеспечивает беспрепятственное западание асимметричного торца и исключает западание цилиндрического торца предмета обработки в кольцевой ориентатор:
где А - зазор между предметом обработки и внутренней стенкой паза кольцевого ориентатора.
(1)
й2 + А + 2кХ%в < Ь < йі,
(2)
Рис. 4. Схема формирования ограничений на конструктивные параметры кольцевого ориентатора зубчатого БЗУ
Как показывают выражения (1), (2), одним из основных параметров БЗУ, оказывающих определяющее влияние на его конструктивные параметры, является глубина И паза кольцевого ориентатора. Пользуясь расчетной схемой (см. рис. 4), можем записать
и = ^(Л -<%-А). (3)
Принимая угол при вершине кольцевого ориентатора а £ = 2р и зазор А = 0,2Л2, по выражению (3) вычислим значения глубины кольцевого ориентатора при различных значениях диаметров торцов предмета обработки (таблица).
Глубина кольцевого ориентатора при различных значениях диаметров торцов и угла при вершине асимметричного торца __________________предмета обработки___________________
й?1, мм ^2, мм ^/ Лі 20, град И, мм
1 2 3 4 5
5 4 0,8 15 0,76
20 0,57
25 0,45
3,5 0,7 15 3,04
20 2,27
25 1,80
3 0,6 15 5,32
20 3,97
25 3,16
Окончание таблицы
1 2 3 4 5
10 8 0,8 15 1,52
20 1,13
25 0,90
7 0,7 15 6,08
20 4,54
25 3,61
6 0,6 15 10,64
20 7,94
25 6,32
15 12 0,8 15 2,28
20 1,70
25 1,35
10,5 0,7 15 9,12
20 6,81
25 5,41
9 0,6 15 15,95
20 11,91
25 9,47
Как показывает анализ таблицы, глубина И кольцевого ориентатора при ^/ й = 0,8 и всех значениях угла 20 принимает слишком маленькие значения: при й = 5 мм И = 0,5...0,8 мм, при й = 10 мм И = 0,9...1,5 мм; при й = 15 мм
И = 1,35.2,3 мм. Это отрицательным образом скажется на процессе пассивного ориентирования предметов обработки с неявно выраженной асимметрией торцов в предложенной конструкции зубчатого БЗУ.
Глубина И кольцевого ориентатора при й = 0,7 принимает достаточные для погружения асимметричного торца предмета обработки значения литтть при й.1 > 10 мм: при й = 10 мм И = 3,6...6,1 мм, при й = 15 мм И = 5,4.. .9,1 мм. При ^1 = 5 мм глубина кольцевого ориентатора не обеспечит
надежного западания асимметричного торца предмета обработки и распознавания не правильно запавшего предмета обработки, так как И = 1,8.. .3,0 мм.
Самые благоприятные условия для пассивного ориентирования предметов обработки создаются при ^/ й = 0,6, так как при всех значениях диаметра й глубина кольцевого ориентатора И = 3,2.15,9 мм.
Таким образом, предложенное зубчатое дисковое БЗУ с кольцевым ориентатором может быть применено для предметов обработки формы тел вращения с неявно выраженной асимметрией торцов, для которых угол
при вершине асимметричного торца 15° < 20 < 25°, отношение диаметров торцов 0,6 < й 2/ й.1 < 0,7.
Список литературы
1. Давыдова Е.В., Прейс В.В. Бункерное загрузочное устройство для деталей с неявно выраженной асимметрией торцов // Сборка в машиностроении и приборостроении. № 9. 2007. С. 28.
2. Давыдова Е.В., Прейс В.В. Автоматическая загрузка стрежневых предметов обработки с неявно выраженной асимметрией по торцам; под ред. В.В. Прейса. Тула: Изд-во ТулГУ, 2009. 112 с.
3. Прейс В.В., Усенко Н.А., Давыдова Е.В. Автоматические загрузоч-но-ориентирующие устройства. Ч. 1. Механические бункерные загрузочные устройства: учеб. пособие для вузов. Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. 125 с.
V. Golubenko, E. Davidova, V. Preys
Рerfection of the gear bunker loading device for processing subjects with implicitly expressed asymmetry of end faces
Perfection of a design of the gear disk bunker loading device for the purpose of maintenance of reliable loading of subjects of processing of the form of bodies of rotation with implicitly expressed asymmetry of endfaces on the basis of application of a ring orienta-tor is considered.
Keywords: the gear disk bunker loading device, a processing subject, asymmetry of end faces.
Получено 07.04.10
УДК 69.059.324.5-219.3: 69.056.53
В.И. Коноплев, канд. техн. наук, доц., (4872) 33-22-88,
ptm@tsu.tula.ru (Россия, Тула, ТулГУ),
B.И. Ануфриев, канд. техн. наук, доц., (4872) 33-22-88, ptm@tsu.tula.ru (ТулГУ),
C.В. Ануфриев, асп., (4872) 33-22-88, anufriev.sv@gmail.com (ТулГУ),
А.Б. Куренев, студент, (4872) 33-22-88, ptm@tsu.tula.ru (ТулГУ)
К РАСЧЕТУ ПОДКОСА ДЛЯ ВРЕМЕННОГО ЗАКРЕПЛЕНИЯ СТЕНОВЫХ ПАНЕЛЕЙ
Рассмотрено устройство, используемое для временного закрепления и установки в проектное положение стеновых панелей при монтаже крупнопанельных зданий. Предлагаемое устройство позволяет снизить трудоемкость установки и снятия подкоса по сравнению с инвентарными приспособлениями, применяемыми при закреплении стеновых панелей.
Ключевые слова: подкос, захват, штанга, муфта.
При монтаже крупнопанельных зданий широко используются инвентарные приспособления для временного закрепления в проектное положение стеновых панелей.
