CC BY
48
ских подвижных сопряжений испытывающие одностороннюю радиальную нагрузку // Ремонт восстановление модернизация. Москва №2 2012. С. 49-53.
3. Фрилинг В.А. Влияние режимов избирательной электромеханической закалки поверхности отверстия на глубину упрочненного слоя // Научно - технический вестник Поволжья. Казань №2, 2012. С. 295 - 300.
4. Фрилинг В.А., Морозов А.В. Энергосберегающая технология электромеханического упрочнения отверстий // Повышение эффективности механизации сельскохозяйственного производства: сборник материалов всероссийской научно - практической конференции. Чебоксары, 2011. С.92 -95.
L.V.Fedorov, A.V.Morozov, V.A.Friling
INCREASE OF WEAR RESISTANCE OF THE PLUG THE BALANCE WEIGHT OF TRACTOR МТЗ - 80.1 SELECTIVE ELECTROMECHANICAL TRAINING
In this work research of influence of selective electromechanical processing on wear resistance of the plug of the balance weight of a MTZ tractor - 80.1 is carried out. Roughness change after processing is revealed. Comparative laboratory, bench and operational researches of the processed plugs are carried out. Economic efficiency of application of hardening of plugs is given.
Key words: Selective electromechanical processing, wear, roughness, repair.
Получено 24.08.12
УДК 621.86.067.
Чан Минь Тхай, асп., 89034214419, lanhdientu1981@yahoo.com (Россия, Тула, ТулГУ)
ВЛИЯНИЯ МАССЫ ЗАГРУЗКИ НА АМПЛИТУДУ КОЛЕБАНИЙ ВИБРАЦИОННОГО ЗАГРУЗОЧНОГО УСТРОЙСТВА
Рассмотрены влияния массы загрузки на амплитуду колебаний вибрационного загрузочного устройства
Ключевые слова: загрузочное устройство, амплитуда, частота.
Определим характер зависимости частоты собственных колебаний и амплитуды от массы загрузки в системе вертикального привода.
Для вибрационного загрузочного устройства (ВЗУ) с асинхронным возбуждением колебаний приведенная масса системы определяется следующей зависимостью
il+Ч
= Щ тб 1 щ)
Wi , W, — + 1 + —
Щ щ
Wj 4- (1+а)-Ь
т\ ' т2 = Щт(т б + тз) = т тб I т6)= (1 + а)-Ъ т\ + Ш2 mi+rrifi+ т3 1 1 +а+ Ь
7 А \ / ^
где т2 = + т3, а--, о = —-, А—-, т^ - масса реактивной
1+а+Ь
частей ВЗУ; т2 - масса активной частей ВЗУ; т3 - масса предметов обработки; - масса бункера и связанных с ним подвижных частей.
На практике величина Ъ обычно равна 5... 10; далее принимается
6=10.
Частота собственных колебаний с учетом введенных обозначений может быть представлена в виде
ю0.в = Jtt~~ = • лДД •
V мпр V т0
(2)
Очевидно, что величина постоянная, не меняющаяся в про-
цессе работы и зависящая только от настройки ВЗУ.
В силу этих соображений, допустим, что при загрузке т3 = тб или (¿7 = 1) бункер должен совершать колебания в вертикальной плоскости, соответствующие коэффициенту динамичности Л = 4. При этом частота собственных колебаний должна быть со0 в = со0 в н = 345 с-1. Для обеспечения такого значения со0 в? необходимо, чтобы параметры св и т^ удовлетворяли уравнению
где = = (3)
у wg ]J Ан l + aH+bH 1 + 1 + 10
в котором индексом "н" обозначены номинальные значения соответствующих параметров.
Из выражения (3) следует, что
£в_ тб
ю0.в.нл№- (4)
Подставляя (4) в (2) получаем
юо.в -c°o.b.h'V4Î""^t-coo.b.h 'аЙнл/тг;—\~гт; ■ (5)
1 пг п+а
Найдем зависимость собственной частоты от изменения массы предметов обработки. Предполагаем, что когда масса предметов обработки изменяется на п процентов, то собственная частота будет изменяться на
Дсов(я) процентов. Тогда имеем
а
п / ч ^ ДЮц(и) ^ 1 +-и сор в(я) - 345 + —^^-345.
100 ^ 100 Подставляя (6) в (5) получаем график зависимости собственной частоты Дсов(я) от изменения массы предметов обработки (рис. 1, а). На рис. 1,а знак "+" показывает увеличение массы предметов обработки, а знак " - " показывает уменьшения собственной частоты.
(б)
о
-2
-6 -8
-10
%
%
\10 2 0 30 4 0 50
40 20
— А4.з («) О
.....М».д (п)-20
-40 -60
%
10 . 20 30 < Ю :
п п
а) б)
Рис. 1. Зависимости собственной частоты (а) и коэффициента динамичности (б) от изменения массы предметов обработки в дорезонансном (АЛВ д(и)) и зарезонансном (АЯв з(п)) режимах работы
при вертикальном колебании (дв = 0.1)
Из (5), (6) мы находим уравнение, выражающее зависимость изменения коэффициента динамичности от изменения массы предметов обработки в дорезонасном режиме
1
Г Г со ] 2" 2 + 4-Й- ( \ со 2
(7)
где со0в д(я)- функция собственной частоты от процента изменения массы
предметов обработки п.
Имеем уравнение, выражающее процент изменения коэффициента динамичности
ДА,вд(и)
^вн
\
100.
(8)
В зарезонансном режиме при номинальном значении коэффициента динамичности равном 4, номинальное значение собственной частоты рав-
но <°0в.з = ^Овн.з = 295>2 с_1-
Аналогично дорезонансному режиму, находим уравнение, выражающее процент изменения коэффициента динамичности в зарезонансном режиме
= ■ (9)
V. вн
Из (8) и (9) построим график, выражающий зависимости изменения коэффициента динамичности от изменения масса предметов обработки (рис.1, б). На рис. 1, б знак " - " показывает уменьшения собственной частоты и коэффициент динамичности.
Найдем характер зависимости частоты собственных колебаний и амплитуды от массы загрузки в системе горизонтального привода.
В безотрывном режиме в течение одной части периода Т собственных колебаний предметы обработки перемещаются совместно с дорожкой бункера, а в оставшемся интервале (72) периода - движутся с проскальзыванием, т.е. можно записать
т = г1+г2
Из работ [1, 2] частота собственных колебаний может быть представлена в виде выражения
со0г
ст 2л
^б.пр я. ЫЬ+(2п-п). -Ь- II
у 1 + аг + 6Г У1 + Ьг
сг 1
^б.пр ^Г
(Ю)
. (1 + яг)бг I Ьт J3 7 ¿Г> В* г
где Ат = -+ —к— з ат - —- ? Ьт = —- • , Jv - момент инер-
л1\ + ат+Ът \1 + Ьт </б Jб ^
ций реактивной части; и J3 -моменты инерции бункера (вместе с подвижными частями) и предметов обработки относительно вертикальной оси, проходящей через центр системы; ' — радиусы заделки конца пружин якоря и основания ВЗУ.
Очевидно, что величина ——— постоянная, не меняющаяся в про-
У^б.пр
цессе работы ВЗУ, которая может быть определена, как и для системы вертикального привода, исходя из требуемой настройки ВЗУ на собственную частоту при номинальной загрузке бункера. Допустим, что при загрузке м3 = (а = ая = 1) бункер должен совершать колебания в горизонтальной плоскости, соответствующие значению коэффициента динамичности А,г = 4. При этом частота собственных колебаний должна быть
°°0г =со0гн =345 с"1.
Момент инерции загрузки J3 при одной и той же массе может быть различным, что зависит от конструкции бункера и, главном образом, от
конструкции его донной части. Проанализируем влияние массы предметов обработки на момент инерции на основании экспериментальных данных для ВЗУ с раздельным возбуждением колебаний, полученных в [3]. Момент инерции в этой работе определялся методом прокачки на трех тросах. График зависимости момента инерции предметов обработки от их массы приведен на рис. 2. (предметы обработки стальные, бункер алюминиевый, масса подвижных частей ВЗУ = 4,9 кг).
О 0.2 0.4 0.6 0.8 1 ооо Эксперимент - Линейная регрессия
Рис. 2. Экспериментальная зависимость момента инерции предметов обработки от их массы
Аппроксимируя график на рис. 2 прямой, которая наилучшим образом приближает данные в смысле наименьших квадратов (линейная регрессия), можно найти зависимость между отношениями моментов инерций и масс предметов обработки и бункера
J m
aг = 0,47—- + 0,047 = 0,47а + 0,047.
3 б тб
3 р
Величина — на практике (как и для вертикального привода) выби-
3 б
^^ ^ ТТТ1-Г»Т,»/'"к ~ГП Л ТТТТ/Т р
рается равной 5 +10. Поскольку значение —м близко к 1, для — = 10 по-
?0
RО J б
лучаем Ьг
Ч1 R2
м ~10. Для обеспечения требуемого значения ю0гпри
J б
Ro2
б
m3 = тб (а = ан = 1) необходимо, чтобы параметры сг и Jб удовлетворяли уравнению
ч.
юОгн
пр
(П)
чгн
. +а
гн лтн
Агн
1 + ягн+^гн
-тн
(1,047 + 0,47а^
гн
1 + 6,
гн
1,047 + 0,47ан + 6ГН
+
-тн
1 + 6,
гн
(1,047 + 0,47)10 I 10
1,047 + 0,47 + 10 Из выражения (11) следует, что
+
1 + 10
со0гн
2,1.
■тн
и
«Ог = ю0гн " А
гн
1
А
^б.пр
^Огн ' ^гн
(1,047 + 0,47а)бг Ьт
(12)
+
1,047 + 0,47я + 6Г \|1 + 6г
Уравнение изменения собственной частоты горизонтального колебания от изменения массы предметов обработки
Асог(?7)
юргО) ^Огн
1
100 (%).
(13)
Из (6), (12) и (13) можем построить график, выражающий зависимость изменения собственной частоты Асог(^)от изменения массы предметов обработки п при горизонтальном колебании (рис. 3, а).
Найдем зависимость изменения коэффициента динамичности от изменения массы предметов обработки при горизонтальном колебании в дорезонасном режиме (о>0гн.д=345 с-1) и в зарезонансном режиме
(со0гнз = 295,2 с-1). В обоих случаях имеем номинальный коэффициент
4, коэффициент относительного демпфирования
динамичности
о
-1
-А о\ (п) -2
-3
^гн
20 30 40 50
— ДЛчзОО
%
а)
Рис.3. Зависимости собственной частоты (а) и коэффициента динамичности (б) от изменения массы предметов обработки в дорезонансном (АЯГ Д(^)>) и зарезонансном режимах работы
при горизонтальном колебании (=0,1)
145
Из (13) можем записать Аб)тз(п)
со0тз {п) = —' ^Огн.з + ^Огн.З' Aüip д(и)
®0г.д (w) = ——--^Огн.д + ^Огн.д-
(14)
Из (14) находим уравнения, выражающие коэффициенты динамичности от изменения массы предметов обработки
Ятз (и)
1
1- / N СО 2" 2 + 4 / N СО 2
1«0г.зО)у ч^Ог.зС"),
Л\д(")
1
1- ( \Л со 2 + 4 • ' ( \ со 2
ч«0г.д С"), ч®0г.д (и),
(15)
Имеем
АЛрз (и): А ЛгД(и)
¿г.зО) Лгн
. ^гн
1
100:
100.
(16)
Из (16) мы можем построить графики АЛ,гз(^)и АХТд(я) (рис.3, б) где АЛ,ГЗ(^)- функция изменения коэффициента динамичности в зарезо-нансном режиме от изменения массы предметов обработки, (%); ДА,г_д (п) - функция изменения коэффициента динамичности в дорезонанс-
ном режиме от изменения массы предметов обработки, (%).
Из совместного анализа рис.1 и рис. 3 можем сделать вывод, что изменения собственной частоты в системе горизонтального привода значительно меньше, чем вертикального привода ВЗУ. И амплитуда колебаний наиболее сильно изменяется в системе вертикального привода. Амплитуда колебаний рабочего органа ВЗУ в дорезонасном режиме изменяется менее интенсивно, чем в зарезонансном.
Список литературы
1. Автоматизация загрузки прессов штучными заготовками / В.Ф. Прейс, H.A. Усенко, И.С. Бляхеров, В.В. Прейс. Под ред. В.Ф. Прей-са. М.: Машиностроение, 1975. 280 с.
2. Гришина С.А., Усенко H.A. Современные решения задачи стаби-
146
лизации работы вибрационных загрузочных устройств // Известия Тульского гос. ун-та. Серия. Машиностроение. 1998. Вып.1. С. 144-148.
3. Усенко H.A., Бляхеров И.С. Автоматические загрузочно-ориентирующие устройства. М.: Машиностроение, 1984. 112 с.
Tran Minh Thai
WEIGHT EFFECTS FOR LOADING ON THE OSCILLATION AMPLITUDE OF VIBRATING BOOT DEVICE
Consider the effect for the load on the oscillation amplitude of vibrating boot device.
Key words: boot device, the amplitude, frequency.
Получено 24.08.12
УДК 621.86.067.2
Н.А. Усенко, д-р техн. наук, проф., (4872) 33-23-50, (Россия, Тула, ТулГУ), Ле Динь Шон, асп., 8953-439-32-88, (Россия, Тула, ТулГУ)
ИССЛЕДОВАНИЕ БЕЗУДАРНОГО ПРОЦЕССА ЗАХВАТА ПРИ ВИБРОЦЕНТРОБЕЖНОМ ПЕРЕМЕЩЕНИИ
Рассмотрен процесс безударного западания предметов обработки в вибророторном автоматическом загрузочном устройстве в случае, когда борт бункера является неподвижной.
Ключевые слова: вибророторное устройство, виброцентробежное перемещение, захват.
Рассмотрим решение задачи западания цилиндрического предмета обработки в захватные органы вибророторного автоматического загрузочного устройства и установим зависимости между размерами предмета обработки, размерами карманов, скоростями движения предмета обработки.
Положим, что предмет обработки имеет цилиндрическую форму и скользит под действием центробежной и вибрационной сил. Движение предмета обработки происходит по двум направлениям: радиальному и тангенциальному. Величина скорости предмета обработки должна быть такой, чтобы он успел переместиться на пути b0 в тангенциальном направлении, а в радиальном направлении - на глубину h, обеспечивающую условие захвата предмета обработки (рисунок).
Процесс захвата предмета обработки происходит в вибророторном автоматическом загрузочном устройстве, в котором борт бункера является
