CC BY
8
19. Майба И. А., Глазунов Д.В., Мироненко А. А. Трибологические исследования контакта "колесо-рельс" телевизионно-цифровым методом // Труды Ростовского государственного университета путей сообщения. 2010. № 3. С. 87-90.
20. Майба И.А., Глазунов Д.В. Технологическая оптимизация системы гребнерельсосмазыва-ния // Всероссийской научно-практической конференции: в 2 частях. Ростовский государственный университет путей сообщения. Транспорт-2005, 2005. С. 262.
21. Глазунов Д. В. Методика исследования трибологических характеристик компонентов смазочного блока, работающего в трибоконтакте «колесо-рельс» // Трение и смазка в машинах и механизмах, 2013. № 3. С. 031-037.
22. Губарев П.В., Глазунов Д.В., Мищихина Е.С. Анализ системы ремонта и диагностики локомотивов по фактическому состоянию // Труды международной научно-практической конференции «Транспорт-2013». Ростовский государственный университет путей сообщения, 2013. С. 143-144.
23. Kokhanovskii V.A., Glazunov D.V. Control of lubricant performance. Russian Engineering Research, 2017. Т. 37. № 9. С. 768-773.
24. Kokhanovskii V.A., Glazunov D.V. Selection of lubricant composition for open contact systems in rolling stock // Russian Engineering Research, 2016. Т. 36. № 6. С. 449-451.
25. Глазунов Д.В. Способы снижения колесных пар подвижного состава // Известия Уральского государственного горного университета, 2019. №2. С. 107-114.
Глазунов Дмитрий Владимирович, канд. техн. наук, доцент, glazunovdm@yandex. ru, Россия, Ростов-на-Дону, Ростовский государственный университет путей сообщения
TYPES OF WEAR TRIBOCONTACT «WHEEL-RAIL» AND WAYS TO REDUCE IT
D.V. Glazunov
In the article the analysis offive main types of wear of bandages of wheel pairs of rolling stock in the conditions of Railways of Russia is carried out. The obtained results allowed us to establish that the main types of wear of the ridges of the wheels and the side face of the head are wear during jamming, fatigue and due to plastic deformation. Related is the shock of fatigue wear. The device and principle of operation of the plasma hardening unit are considered on the example of wheel pairs of a 2ES4K Donchak series electric freight locomotive, a video monitoring system of the wheel-rail tribocontact and an experienced comb-lubricator developed at the Rostov state University of Railways, designed to reduce the intensity of wear of wheel pair bandages.
Key word: wear, a pair of wheels, rolling stock, lubrication, rolling, profile.
Glazunov Dmitry Vladimirovich, candidate of technical sciences, docent, glazunovdm@yandex. ru, Russia, Rostov-on-don, Rostov State University of Railways
УДК 621.9
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО СИНТЕЗА МЕХАНИЧЕСКОГО ЗУБЧАТОГО БУНКЕРНОГО ЗАГРУЗОЧНОГО УСТРОЙСТВА С КОЛЬЦЕВЫМ
ОРИЕНТАТОРОМ
А. В. Хачатурян
Рассмотрены теоретические основы параметрического синтеза на заданную производительность механического дискового зубчатого бункерного загрузочного устройства с кольцевым ориента-тором на примере стержневого осесимметричного пустотелого предмета обработки формы тела вращения с асимметрией торцов, один из которых цилиндрический, а другой - сферический.
Ключевые слова: дисковое зубчатое бункерное загрузочное устройство, производительность, параметрический синтез.
Постановка задачи. В последнее двадцатилетие в ряде массовых производств штучной продукции, например, в производствах патронов стрелкового оружия, все чаще стали появляться предметы обработки (заготовки, полуфабрикаты, элементы изделий и т.п.), относящиеся к классу осесимметрич-ных предметов обработки формы тел вращения, которые не имеют явно выраженных «ключей
ориентации»: продольной асимметрии положения центра масс и/или асимметрии внешней формы по торцам. Применение известных механических дисковых бункерных загрузочных устройств (БЗУ) не обеспечивает надежное ориентирование и загрузку подобных предметов обработки в роторные и ротор-но-конвейерные линии с требуемой производительностью от 200 до 300 шт./мин [1 - 3].
Коллективом авторов Тульского государственного университета впервые были разработаны и запатентованы усовершенствованные конструкции механических дисковых БЗУ [4 - 6], которые обеспечивают надёжную автоматическую загрузку с заданной производительностью стержневых осесиммет-ричных предметов обработки формы тел вращения, имеющих не явно выраженную продольную асимметрию положения центра масс и/или внешней формы по торцам. В разработанных конструкциях БЗУ реализован способ пассивного ориентирования предметов обработки на основе использования кольцевого ориентатора с профильным пазом, поперечное сечение которого повторяет профиль асимметричного торца загружаемого предмета обработки.
В частности, для автоматической загрузки стержневых осесимметричных предметов обработки формы тел вращения с асимметрией торцов (рис. 1), один из которых цилиндрический, а другой - сферический или конический, имеющих соотношение габаритных размеров (общей длины I к диаметру цилиндрической части ё\) не более трех были разработаны конструкции механических дисковых зубчатых БЗУ [7 - 11].
а б
Рис. 1. Стержневые осесимметричные предметы обработки формы тел вращения с коническим (а)
и сферическим (б) торцом: I - общая длина предмета обработки; й\, 1\ - диаметр и длина цилиндрической части предмета обработки; Хс - расстояние от цилиндрического торца предмета обработки до его центра масс; йг - диаметр конического торца предмета обработки; г - радиус сферического торца предмета обработки
На рис.2 представлена усовершенствованная конструкция механического дискового зубчатого БЗУ с кольцевым ориентатором для автоматической загрузки стержневых осесимметричных предметов обработки типа пустотелого «стакана» со сферическим дном (см. рис. 1, б).
Рис. 2. Усовершенствованная конструкция механического дискового зубчатого БЗУ с кольцевым ориентатором: 1 - вращающийся диск с гнездами; 2 - кольцевой ориентатор; 3 - сквозное гнездо;
4 - зуб; 5 - обечайка бункера; 6 - основание
Основными конструктивными элементами дискового зубчатого БЗУ являются: бункер, образованный обечайкой 5 и неподвижным основанием 6; вращающийся диск 1 с захватывающими органами в виде сквозных гнезд 3, чередующихся с зубьями 4, и кольцевой ориентатор 2, установленный под вращающимся диском 1 на неподвижном основании 6.
Продольное сечение паза кольцевого ориентатора (рис. 3) для предмета со сферическим торцом (см. рис. 1, б) выполнено в виде сегмента окружности радиусом несколько большим, чем радиус г сферического торца В загружаемого предмета обработки, при этом ширина Ь верхней части паза кольцевого ориентатора 4 (рис. 3, а) не превышает диаметр цилиндрического торца А предмета обработки 1.
Рис. 3. Ориентирование предмета обработки в зубчатом БЗУ: 1 - предмет обработки;
2 - вращающийся диск с гнездами; 3 - неподвижное основание; 4 - кольцевой ориентатор
Cечение паза кольцевого ориентатора 4 плавно изменяется по направлению вращения диска 2 с гнездами таким образом, что на участке кольцевого ориентатора, расположенного в нижней части бункера (см. рис. 3, а), глубина кт^п паза минимальна и не превышает !4 высоты Н сферического торца В
предмета обработки 1, а на участке кольцевого ориентатора, расположенного в верхней части бункера (рис. 3, б), глубина Итак паза максимальна, но не превышает высоты Н сферического торца В предмета
обработки. Расстояние т от дна паза, обращенного к сквозным гнездам, до поверхности вращающегося диска 2 остается неизменным по всей окружности кольцевого ориентатора 3 (см. рис. 3, а). Торцовая поверхность К кольцевого ориентатора 4, обращенная к вращающемуся диску 2 с гнездами, выполнена криволинейной и направление её подъема совпадает с направлением вращения диска, а угол подъема у торцовой поверхности К кольцевого ориентатора 4 не превышает угла трения цилиндрического торца А предмета обработки по торцовой поверхности К кольцевого ориентатора [9].
Если предметы обработки западают в гнезда сферическим торцом вниз (см. рис. 3, б), то они погружаются этим торцом в паз кольцевого ориентатора и надежно удерживаются в гнездах между зубьев.
В процессе вращения диска они перемещаются гнездами и зубьями к приемнику и выдаются в него. Если предметы обработки западают в гнезда сферическим торцом вверх (см. рис. 3, а), то они опираются цилиндрическим торцом на верхний край кольцевого ориентатора и при перемещении диском в верхнюю часть бункера выпадают из гнезд под действием силы тяжести обратно в нижнюю часть бункера (см. рис. 3, б).
Таким образом, в приемник БЗУ выдаются только предметы обработки, запавшие сферическим торцом в паз кольцевого ориентатора, т. е. реализуется, так называемый, пассивный способ ориентирования.
В зоне выдачи (рис. 4) предметов обработки 6 в приемник 9, над вращающимся диском 1 с гнездами установлена с возможностью вращения на оси 3 зубчатая звездочка 2. Ось смонтирована на кронштейне 5 закрепленном на обечайке 3 бункера БЗУ [10, 11].
Зубчатая звездочка лежит в плоскости, параллельной плоскости вращающегося диска с гнездами, и проходящей через центр масс предметов обработки 6, находящихся в сквозных гнездах диска.
Зубчатая звездочка 2, взаимодействуя своими зубьями 8 с зубьями диска, приводится во вращение. Зубья зубчатой звездочки, входя между сквозными гнездами вращающегося диска 1, выталкивают предметы обработки 6 из сквозных гнезд в приемник 7. Под действием сил тяжести предметы обработки по траектории, не лежащей в плоскости оси сквозных гнезд диска, свободно, без задержек, перемещаются по приемнику 7 и выдаются в накопитель (на рис. 4 не показан).
Расположение зубчатой звездочки 2 в плоскости, проходящей параллельно плоскости вращающегося диска 1 со сквозными гнездами через центр масс предметов обработки 6, обеспечивает надежную их выдачу из сквозных гнезд вращающегося диска 1 в приемник 7 без нарушения их ориентации.
Рис. 4. Выдача предметов обработки в зубчатом БЗУ: 1 - вращающийся диск с гнездами; 2 - зубчатая звездочка; 3 - ось; 4 - обечайка бункера; 5 - кронштейн; 6 - предметы обработки; 7 - приемник; 8 - зубья звездочки
Теоретические основы параметрического синтеза. Параметрический синтез механического дискового зубчатого БЗУ с кольцевым ориентатором на заданную производительность базируется на результатах теоретических и экспериментальных исследований, полученных лично автором, а также в соавторстве для других конструкций механических дисковых БЗУ с кольцевым ориентатором.
Математическая модель, описывающая фактическую производительность механического дискового зубчатого БЗУ, строилась на основе теоретических положений, впервые изложенных в работе [12, 13].
Фактическая производительность Пф£зу [шт./мин] зубчатого БЗУ
ПфБЗУ = 601П, <»
где и0, ^о - соответственно окружная скорость [м/с] и шаг захватывающих органов [м], определяемые по центру захватывающих органов (гнезд) БЗУ; п - коэффициент выдачи, характеризующий вероятность захвата предметов обработки захватывающими органами БЗУ.
Шаг захватывающих органов (гнезд) зубчатого БЗУ, определяемый по центру гнезд (рис. 5)
^0 = Ьз + Нг, (2)
где Нз - толщина зуба; Нг = + А - ширина гнезда; & - диаметр цилиндрической части предмета обработки (см. рис. 1); А - зазор по шагу (рекомендуется принимать 0,05d < А < 0,2^).
Рис. 5. К расчету шага гнезд зубчатого БЗУ
Для математического описания коэффициента выдачи зубчатого БЗУ использовали известное эмпирическое выражение, предложенное проф. В.Ф. Прейсом [1]
П = Пшах(1 -еио), (3)
где Птах - максимальная величина коэффициента выдачи БЗУ, соответствующая окружным скоростям
захватывающих органов близким к нулю;
£ - некоторый коэффициент.
Математическое описание максимальной величины коэффициента выдачи искали в виде произведения двух «условных» вероятностей по методике, предложенной проф. М.В. Медвидем [14]
Птах = Р1Ро, (4)
где р- вероятность нахождения предмета обработки на пути захватывающего органа в требуемом ориентированном положении; рс - вероятность того, что захвату предметов обработки захватывающим
органом не помешает взаимная сцепляемость предметов обработки.
Для стержневого осесимметричного предмета обработки типа пустотелого «стакана» со сферическим дном (см. рис. 1, б) было получено математическое описание вероятности р^ [15]. Вероятность
pc определяли по выражению, предложенному проф. В.В. Прейсом [16]. Так как при некотором предельном значении окру 0, то из (2) следует, что
дельном значении окружной скорости и вращающегося диска с гнездами коэффициент выдачи п
пред.
e = и
-4
пред.
(5)
Математическое описание для предельного значения окружной скорости и вращающего-
пред.
ся диска с гнездами нашли в следующем виде [15, 17] 2p(R0 - 0,5^ )
пред.
- 0,5
(h2 + d2) + h3V h2 + d2
h3 + -J h3; + d2
g sinag
(6)
d
где Rо = uhо - радиус вращающегося диска БЗУ по оси гнезд; u - число гнезд зубчатого БЗУ; аб - угол 2р
наклона дна бункера БЗУ к горизонтали.
Подставляя выражения (3) и (5) в формулу (1), получим математическое описание фактической производительности зубчатого БЗУ в виде
пФБЗУ = 60 hohmax
1-
и0
V ипред.)
(7)
где А0 определяется выражением (2), "nmax - выражением (4), а и - выражением (6).
цпил пред.
Приравнивая нулю первую производную выражения (7) и решая полученное уравнение относительно окружной скорости диска с гнездами, можно найти значение окружной скорости umax, при
которой фактическая производительность любого механического БЗУ имеет максимальное значение. После преобразований известного выражения запишем
umax = 0,66874 «пред.. (8)
Подставляя полученное выражение (8) в формулу (7), после преобразований получим выражение для определения максимального значения фактической производительности зубчатого БЗУ
д. ,,
imax
БЗУ )max = h
(ПфБЗУ )max
(9)
h0
Компьютерное моделирование и экспериментальные исследования фактической производительности проводили для зубчатого БЗУ со следующими параметрами: угол наклона бункера аб = 45°; радиус по центру захватывающих органов (гнезд) ^ = 0,191 м; число гнезд u = 58; величина зазора по шагу 0,15^; шаг гнезд И0 = 0,0209 м. Параметры исследуемого предмета обработки (см. рис. 1, б) пред-
ставлены в табл. 1.
Параметры исследуемого предмета обработки
Таблица 1
Предмет обработки Материал l, мм d1, мм xc, мм r, мм
Пустотелый «стакан» со сферическим торцом латунь 23 10 18,4 30 0,16
По результатам экспериментальных исследований были получены уравнения аппроксимирующих функций, описывающих зависимости фактической производительности (1) и коэффициента выдачи (3) зубчатого БЗУ от окружной скорости вращающегося диска с гнездами [18, 19]. Решение аппроксимирующих уравнений в программной среде MathCad, позволило найти экспериментальные значения: максимального коэффициента выдачи Птах, максимальной фактической производительности
(ПфБЗУ )таХ, окружных скоростей диска с гнездами итах, «пред и сравнить их с теоретическими значениями, полученными по формулам (4), (6), (8), (9). Результаты компьютерного моделирования параметров зубчатого БЗУ в сравнении с экспериментальных данными, представлены в табл. 2.
Как видно из табл. 2 относительные погрешности экспериментальных значений параметров не превышают 10 %, что при размахе случайных колебаний экспериментальных значений фактической производительности БЗУ относительно средней величины в 15.. .20 %, говорит о хорошей сходимости теоретических и экспериментальных значений параметров БЗУ.
u
4
Математическая модель, описывающая процесс пассивного ориентирования стержневых предметов обработки в зубчатом БЗУ строилась на основе теоретических положений, изложенных в работах [21, 22].
Расчетная схема начального положения предмета обработки в пазу кольцевого ориентатора и захватывающем органе (сквозном гнезде) зубчатого БЗУ в верхней части бункера показана на рис. 6.
Таблица 2
Сравнение результатов компьютерного моделирования параметров зубчатого БЗУ с экспериментальными данными
Параметры Л max umax, м/с (ПфБЗУ )max, шт./мин ипред., м/с
Теоретические 0,725 0,267 375,0 0,352
Экспериментальные 0,711 0,244 402,0 0,364
Относительные погрешности значений параметров < 2 % 9,4 % 7,2 % 3,4 %
Рис. 6. Расчетная схема начального положения предмета обработки в пазу кольцевого ориентатора зубчатого БЗУ: 1 - паз кольцевого ориентатора в поперечном сечении; 2 - предмет обработки; 3 - вращающийся диск с гнездами
В начальном положении предмет обработки опирается поверхностью своей цилиндрической части на край гнезда вращающегося диска в точке А, а своим торцом - на край паза кольцевого ориентатора в точке В. Процесс ориентирования предмета обработки рассматривали в виде двух последовательных этапов.
I этап. Поворот предмета обработки вокруг точки А до касания поверхностью своей цилиндрической части поверхности радиального паза (см. рис. 1) вращающегося диска 3 с гнездами (см. рис. 4), т.е. до достижения значения угла поворота фк = Кб. При построении математической модели на
этом этапе было приняты следующие допущения:
а) вращательное движение предмета вокруг неподвижной опоры - точки А происходит без скольжения по опоре, т.е. расстояние с = const;
б) диск с гнездами в процессе вращательного движения предмета обработки вокруг неподвижной опоры - неподвижен.
С учетом принятых допущений уравнение вращательного движения предмета обработки вокруг точки А было записано в виде
2 ^ —j = к (хс - c) cosj—^sinj. (10)
dt2 2 Переход к форме Коши с введением новых переменных xq (t) = j (t), xi (t) = w (t), позволил
записать уравнение (10) в виде системы двух дифференциальных уравнений. Решение полученной системы уравнений в программной среде MathCad численным методом интегрирования Рунге-Кута с использованием встроенной функции rkfixed позволило определить значение времени tj вращательного движения предмета обработки на I-ом этапе процесса пассивного ориентирования.
II этап. Скольжение предмета обработки по поверхности радиального паза диска с гнездами до момента, когда его цилиндрический торец покинет край захватывающего гнезда (точка А, см. рис. 4), тогда величина перемещения предмета обработки 11-ом этапе 5 = с. Время движения ¿ц предмета обработки на 11-ом этапе процесса пассивного ориентирования определили по классической формуле, описывающей скольжение твердого тела по наклонной поверхности под действием силы тяжести
11 л^ g(8таб - |1С08аб) Для верификации разработанной математической модели была проведена цифровая видеосъемка процесса пассивного ориентирования предметов обработки в зубчатом БЗУ [22]. Покадровая компьютерная расшифровка полученных видеограмм позволила определить экспериментальные значения общего времени ориентирования и оценить время движения предметов обработки по этапам процесса ориентирования (табл. 3).
Таблица3
Сравнение теоретических и экспериментальных значений времени движения предметов обработки
Значения времени движения Время движения по этапам, с
¿I ¿II ¿ор = ¿I + ¿II
Теоретические 0,068 0,059 0,127
Экспериментальные 0,080 0,040 0,120
Относительная погрешность значений 5,8 %
Сравнение теоретического и экспериментального значений общего времени ориентирования показало их хорошую сходимость - относительная погрешность значений не превышает 6 % (табл. 3).
Параметрический синтез зубчатого БЗУ. Результаты проведенных теоретических и экспериментальных исследований являются теоретической основой параметрического синтеза механического дискового зубчатого БЗУ с кольцевым ориентатором на заданную производительность.
Рассмотрим основные этапы параметрического синтеза механического дискового зубчатого БЗУ с кольцевым ориентатором на примере осесимметричного стержневого предмета обработки типа пустотелого «стакана» со сферическим торцом (см. рис. 1, б).
Исходными данными для параметрического синтеза БЗУ являются параметры загружаемого предмета обработки (см. п. 2 табл. 2) и заданная производительность технологической машины - Птм.
1. Анализ технических возможностей БЗУ по производительности.
Поскольку любое механическое БЗУ является вероятностным автоматом, а его фактическая производительность - случайной величиной, характеризуемой математическим ожиданием средней величины и её дисперсией, то для компенсации случайных колебаний фактической производительности БЗУ используют накопитель, устанавливаемый между БЗУ и питателем, передающим ориентированные предметы обработки непосредственно в технологическую машину.
В работах [1 - 3] было показано, что для обеспечения устойчивой работы БЗУ с накопителем при гарантированном уровне параметрических отказов расчетное значение фактической производительности БЗУ должно превышать требуемое значение производительности технологической машины на 10.20 % и в то же время быть на 10.15 % ниже максимального значения фактической производительности БЗУ, т. е.
[Пф ]расч. =(1Д...1,2)ПтМ =(0,85...0,9)(ПфБЗУ ^ (12)
Из этого следует, что максимальное значение фактической производительности БЗУ должно превышать требуемое значение производительности технологической машины на 20.40 %, т. е.
(ПфБЗУ )тах =(1,2...1,4)Птм. (13)
Выражение (13) является необходимым условием параметрического синтеза БЗУ на заданную производительность, а обратная зависимость определяет технические возможности БЗУ по производительности
Птм = (0,7...0,8)(ПфБЗУ )тах. (14)
Для рассматриваемого примера, используя данные табл. 2, найдем (ПфБ^ )тах = 375 шт./мин, тогда из формулы (14) получим, что проектируемое зубчатое БЗУ для рассматриваемых пред-
метов обработки может обеспечить производительность технологической машины не выше 250...300 шт./мин.
2. Анализ ограничений, накладываемых на окружную скорость вращающегося диска с захватывающими органами процессами ориентирования и выдачи предметов обработки.
При проектировании любых механических БЗУ для различных предметов обработки следует иметь в виду, что реальные значения времени пассивного ориентирования и времени выдачи предметов в приемник БЗУ, так же как и фактическая производительность БЗУ, являются случайными величинами, т.е. имеют значительные отклонения от математического ожидания средней величины. Это обусловлено, в первую очередь, случайным разбросом реальных значений коэффициента трения предмета обработки о направляющие поверхности БЗУ. Поэтому расчетные значения времени ориентирования и выдачи следует дополнить соответствующими коэффициентами запаса щ, полученными на основе оценки вероятности параметрических отказов, обусловленных случайным выходом времени за расчетное значение, полученное по предложенным математическим моделям. В работах [23, 24] рекомендуется принимать 1,4 £ щ < 1,5.
Пассивное ориентирование предмета обработки должно произойти в верхней части бункера БЗУ в секторе, некоторым ограниченным углом фо^. Это ограничение окружной скорости вращающегося диска с гнездами можно записать в виде
ы < ^Е . . (15)
Иор_ 180 Гор
Из практики конструирования БЗУ значение принимают равным фор = 30°...45°. Тогда из неравенства (15) с учетом коэффициента запаса по времени щ будем иметь
Мор =(0,2..Д25)и°Ь 06)
При проектировании предложенной усовершенствованной конструкции зубчатого БЗУ следует учитывать ограничение, накладываемое на величину окружной скорости вращающегося диска с гнездами, обусловленное тем, что перемещение предмета обработки в приемнике происходит под действием силы тяжести. Поэтому для надежной работы зубчатой звездочки (см. рис. 4) необходимо, чтобы за время подхода очередного сквозного гнезда к приемнику предыдущий деталь успел бы переместиться вниз на величину своей длины. Это ограничение было записано в следующем виде [11]
] < и 1§рцпр- ц^, (17)
1 0 выд. 21
где g - ускорение свободного падения, м/с2; р - угол наклона оси приемника к горизонтали.
Поскольку р = 90° — аб, то из неравенства (17) с учетом коэффициента запаса по времени щ
получим
= ho g(cos«6 -^паб) . (is)
[ид ]выд.= 21
3. Необходимое и достаточное условие параметрического синтеза БЗУ на заданную производительность.
Для обеспечения возможности параметрического синтеза БЗУ на заданную производительность предельные значения окружных скоростей вращающегося диска с гнездами: [и] , определяемой
выражением (16), и [ид ] , определяемой выражением (18), должны быть выше расчетного значения
окружной скорости диска, соответствующей требуемому расчетному значению фактической производительности БЗУ (12), обеспечивающему заданную производительность технологической машины.
Основываясь на вышеизложенных положениях, можно рекомендовать в качестве необходимого и достаточного условия успешного параметрического синтеза БЗУ на заданную производительность технологической машины в пределах его технических возможностей (14) следующее: предельные значения окружных скоростей вращающегося диска с гнездами [и]ор и [ид ] должны быть не менее значения окружной скорости (8) вращающегося диска с гнездами, соответствующей максимальному значению (9) фактической производительности БЗУ, т.е.
([и]ор, [ид]выд.^ umax. (19)
Используя выражение (8) для окружной скорости вращающегося диска с гнездами, соответствующей максимальному значению фактической производительности БЗУ, условие параметрического синтеза (19) можно записать в следующем виде
Ыор> [«01выд.0>66874«пред., (20)
где предельное значение « окружной скорости вращающегося диска с гнездами определяется вы-
пред.
ражением (6).
При выполнении условия (20) можно переходить к конструированию и расчету рациональных параметров механического дискового зубчатого БЗУ, обеспечивающих надежную загрузку осесиммет-ричных предметов обработки в форме тела вращения с неярко выраженной асимметрией по торцам в технологическую машину с требуемой производительностью.
Заключение. Автор благодарит научного руководителя, д-ра техн. наук, профессора В.В. Прейса и научного консультанта, канд. техн. наук, доцента Е.В. Пантюхину за оказанную помощь в разработке теоретических положений, постановке экспериментальных исследований БЗУ и практической реализации полученных результатов.
Список литературы
1. Автоматизация загрузки прессов штучными заготовками / В.Ф. Прейс [и др.]; под ред. В.Ф. Прейса. М.: Машиностроение, 1975. 280 с.
2. Прейс В. В. Автоматизация загрузки дискретных деталей в роторные и роторно-конвейерные линии // Кузнечно-штамповочное производство. 1987. № 1. С. 12-15.
3. Прейс В.В. Системы автоматической загрузки роторных и роторно-конвейерных линий / Вестник машиностроения. 2002. № 12. С. 16-19.
4. Давыдова Е.В., Прейс В.В. Бункерное загрузочное устройство для деталей с неявно выраженной асимметрией торцов // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2007. № 9. С. 28-33.
5. Патент № 64977 РФ. Бункерное загрузочное устройство / В.В. Прейс, Е.В. Давыдова. Опубл. 27.07.2007. Бюл. № 23 (II ч.).
6. Патент № 164711 РФ. Бункерное загрузочное устройство для заготовок с цилиндрической формы одного из торцов и конической формой другого / Прейс В.В., Давыдова Е.В. Опубл. 10.09.2016. Бюл. № 25.
7. Патент № 100942 РФ. Бункерное загрузочное устройство / В.В. Голубенко, Е.В. Давыдова, В.В. Прейс. Опубл. 10.01.2011. Бюл. № 1.
8. Патент № 106577 РФ. Бункерное загрузочное устройство / В.В. Голубенко, Е.В. Давыдова, В.В. Прейс, Д. А. Провоторов. Опубл. 20.07.2011. Бюл. № 20.
9. Патент 159403 РФ. Бункерное загрузочное устройство / Е.В. Давыдова, В.В. Прейс, А.В. Хачатурян. Опубл. 10.02.2016. Бюл. № 4.
10. Патент № 183611 РФ. Бункерное загрузочное устройство для предметов обработки с неявно выраженной асимметрией торцов / В.В. Прейс, В.Ю. Токарев, А.В. Хачатурян. Опубл. 27.09.2018. Бюл. № 27.
11. Хачатурян А.В. Механическое зубчатое бункерное загрузочное устройство с принудительной выдачей предметов обработки в приемник // Молодежный вестник Политехнического института: сб. трудов. Тула: Изд-во ТулГУ. 2019. С. 433-437.
12. Давыдова Е. В., Прейс В. В. Аналитическая модель производительности бункерного загрузочного устройства с радиальными гнездами и кольцевым ориентатором // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2009. № 11. С. 23-30.
13. Пантюхина Е.В., Прейс В.В., Хачатурян А.В. Механические дисковые бункерные загрузочные устройства для стержневых предметов обработки с неявно выраженными ключами ориентации // Автоматизация и измерения в машино- приборостроении. 2018. № 3 (3). С. 16-25.
14. Медвидь М.В. Автоматические ориентирующие загрузочные устройства. М.: МАШГИЗ, 1963. 299 с.
15. Хачатурян А. В., Пантюхина Е.В., Прейс В.В. Математическая модель фактической производительности зубчатого бункерного загрузочного устройства с кольцевым ориентатором для пустотелых предметов обработки // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 7. С. 98-110.
16. Прейс В.В. Математическая модель функционирования роторных бункерных загрузочных устройств поштучно-непрерывного захвата // Кузнечно-штамповочное производство. 1989. № 12. С. 2527.
17. Pantyukhina E.V., Preis V.V., Khachaturian A.V. Feed rate evaluation of mechanical toothed hopper-feeding device with ring orientator for parts, asymmetric at the ends // Journal of Physics: Conference Series 2019. С. 032032. doi: 10.1088/1742-6596/1260/3/032032.
18. Дружинина А.В., Прейс В.В. Регрессионные модели коэффициента выдачи дискового зубчатого бункерного загрузочного устройства с кольцевым ориентатором // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2014. Вып. 6. С. 82-87.
19. Дружинина А.В., Прейс В.В. Экспериментальные исследования производительности дискового зубчатого бункерного загрузочного устройства с кольцевым ориентатором // Производительность и надежность технологических систем в машиностроении: сб. науч. трудов междунар. научно-техн. конф., посвящ. 85-летию со дня рожд. д-ра техн. наук, проф. Волчкевича Л.И., 20-23 мая 2015 года в г. Москве; под науч. ред. В.В. Прейса и И.Л. Волчкевича. Тула: Изд-во ТулГУ. 2015. С. 99-104.
20. Хачатурян А.В., Прейс В.В., Токарев В.Ю. Экспериментальные исследования производительности зубчатого бункерного загрузочного устройства с кольцевым ориентатором для пустотелых предметов обработки // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 5. С. 28-35.
21. Пантюхина Е.В., Прейс В.В., Хачатурян А.В. Динамика процесса пассивного ориентирования деталей в механическом зубчатом бункерном загрузочном устройстве // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 3. С. 394-401.
22. Хачатурян А.В., Прейс В.В. Теоретическая и экспериментальная оценка времени пассивного ориентирования штучных деталей, асимметричных по торцам, в механическом зубчатом бункерном загрузочном устройстве // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 6. С. 303-312.
23. Прейс В.В. Модели и оценка надежности роторных систем автоматической загрузки с параметрическими отказами // Автоматизация и современные технологии, 2003. № 1. С. 9-15.
24. Давыдова Е.В., Дружинина А.В., Прейс В.В. Оценка фактической производительности механического дискового зубчатого бункерного загрузочного устройства с параметрическими отказами // Машиностроение и техносфера XXI века: сб. трудов XVII междунар. научно-техн. конф., 14-19 сентября 2015 года в г. Севастополе. Донецк: ДонНТУ. 2015. С. 93-96.
Хачатурян Алена Вадимовна, соискатель, alena.dr71 @gmail.com, Россия, Тула, Тульский государственный университет
THEORETICAL BASES OF PARAMETRIC SYNTHESIS OF MECHANICAL TOOTHED HOPPER FEEDING
DEVICE WITH RING ORIENTATOR
A.V. Khachaturian
The theoretical BASES of parametric synthesis for a given productivity of a mechanical disk toothed hopper feeding device with a ring orientator are considered on the example of a rod axisymmetric hollow object for processing the shape of a body of rotation with asymmetry of the ends, one of which is cylindrical and the other is spherical.
Key words: disk toothed hopper feeding device, productivity, parametric synthesis.
Khachaturian Alyona Vadimovna, applicant, alena. dr71 @gmail. com, Russia, Tula, Tula State University.
