CC BY
26
Lyubimov Victor, doctor of technical sciences, professor, pcpt tsuamail. ru, Russia, Tula, Tula State University,
Permiakov Denis, assistant, den.perm88@yandex. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.86.067-251-26
ВЫДАЧА ПРЕДМЕТОВ ОБРАБОТКИ В ВИБРОРОТОРНОМ АВТОМАТИЧЕСКОМ ЗАГРУЗОЧНОМ УСТРОЙСТВЕ
Н.А. Усенко, Чу Куок Тхуан
Рассмотрены вопросы выдачи предметов обработки в приемное устройство, когда лоток вращается совместно с бункером вибророторного автоматического загрузочного устройства, но не связан с бункером, даны зависимости времени выдачи от коэффициента трения и угловой скорости вращения бункера. Разработаны рекомендации для проектирования виброротороного автоматического загрузочного устройства.
Ключевые слова: вибророторное автоматическое загрузочное устройство, выдача предметов обработки.
Выдача предметов обработки из захватных органов в приемник заключается в сообщении предмету обработки одной или двух вариаций свободы движения из захватных органов, с соблюдением условия сохранения их ориентации.
В простейших конструкциях автоматических бункерных загрузоч-но-ориентирующих устройств выдача предметов обработки происходит под действием сил тяжести и сил инерции, что значительно упрощает их конструкцию. В более сложных конструкциях выдача предметов обработки происходит под действием пружин или специальных толкателей, приводимых в движение от кулачков [1, 2].
Процесс выдачи предметов обработки из захватных органов вибророторного автоматического загрузочного устройства (ВРАЗУ) вследствие большого количества различных конструкций весьма разнообразен, но можно найти некоторые обобщенные решения.
Вопрос о выдаче предметов обработки из захватных органов в приемник следует рассматривать как с позиции динамики (с помощью каких сил происходит выдача) так и кинематики (какой путь проходит предмет обработки от захватного органа к приемнику, какова траектория движения предмета обработки и какова скорость и ускорение при движении).
285
Целью является проектирование конструкции лотка, чтобы можно было достичь максимальную производительность. Для этого приходится уменьшить трения предмета обработки в процессе его перемещении в лотке. Чтобы уменьшить коэффициент трения надо проектировать лоток приблизительно (около) естественной траектории предмета обработки для средней скорости от захватного органа Ух = 258 мм/с [3] (рис. 1).
При проектировании лотка, возможны 2 случая:
1. лоток вращается совместно с бункером но не связан с бункером;
2. лоток связан с бункером и поэтому вращается вместе с бункером и колеблется как бункер.
Рис. 1. Естественная траектория предмета обработки по лотку после вылета из захватного органа
1. Лоток вращается совместно с бункером, но не связан с бункером
Конструктивная схема выдачи предметов обработки в приемник ВРАЗУ приведена на рис. 2. Бункер 1, совершающий вертикальные и горизонтальные колебания, вращается с угловой скоростью вращения ю.
Предмет обработки 2, движущийся по борту бункера, под действием центробежной силы перемещается в захватные органы и по лотку 5 западает в приемное устройство 8. Требуется определить время выдачи и скорость предметов обработки из захватного органа в приемное устройство.
Для изучения перемещения предмета обработки в лотке удобно выбрать плоскую относительную систему координат: х, 0, г. Направления
осей как показаны на рис. 2, расстояние от центра масс предмета обработки до оси вращения бункера, равное 215 мм.
Рис. 2. Конструктивная схема выдачи предметов обработки
в приемник ВРАЗУ:
1 - бункер (активная часть); 2 - предмет обработки; 3 - борт бункера; 4 - рабочие упругие элементы; 5 - лоток; 6 - основание (реактивная часть); 7 - амортизационные упругие элементы;
8 - приемное устройство
На предмет обработки действуют следующие силы (рис. 3):
1. сила тяжести предмета обработки - Р
2. центробежная сила инерции, связанная с вращением бункера с угловой скоростью шеі = о.
— (ц ) — (ц)
Ь = -то ,
еі еі -
ш(ц) = Яш
2 .
(1)
3. нормальная реакция о стенку N;
4. сила трения, вызываемая нормальной реакцией стенки лотка
і
Ь тр:
Ьтр=т. (2)
Составим дифференциальное уравнение, описывающее относительное движение предмета обработки в лотке
_ _ _(ц) _ _
Р + Ь тр + + N = та (3)
Проектируя это уравнение на выбранные оси координат, получим
N + тЯш2 = 0 mg - /ШЯ = таг
^ + Ь(ц ) = 0 еі
Р + Ь тр = та2
(4)
Рис. 3. Схема сил, действующих на предмет обработки при его движении в лотке
Из 1-го уравнения системы (2.40) получим
N = тЯш
2
Поставив (5) в 2-е уравнение системы (4), получим
2
т% = mg - т^Яю
2
^ & = g- цЯю Движение ПО в лотках будет, когда & > 0 т.е.
g-щЯа)1 > 0
(5)
(6) (7)
Обозначаем К
ШЯо2
Если К £ 1 движение ПО в лотках прекратится. Допускается практически коэффициент К не менее 5 [2]. Ограничение по величине центро-
бежной силы инерции (как правило, по угловой скорости ротора загрузки) влечет за собой уменьшение производительности ВРАЗУ из-за ухудшения условий захвата и ориентации предмета обработки и снижения частоты вращения ротора.
Из неравенства (7) видно, что при ш = 0,5 и о = 10 с-1, движение ПО в лотках прекратится. Поэтому, ВРАЗУ проектируются с угловой скоростью бункера о в пределах от 3 до 10 с_1.
Задаемся ц = 0,2, Я = 215 мм = 0,215 м
® г = 9,81 - 0,2.0,215.62 = 8,262 V,
/ с
Тогда уравнения скорости и перемещения предмета обработки по оси 0 г можно записываться в виде
V = У0 г + Я
т, -'2 (8)
г = г0 + ^ гї + г~
Начальное условие V)г = 0 , г0 = 0 м
Решаем системы (8) при г = 0,29 м получим время выдачи ї = 0,26 с и скорость предмета обработки при выдачи Кг = 2,189
Результаты расчета ускорения, времени выдачи и скорости перемещения предмета обработки при выдаче при изменении коэффициента трения и угловой скорости ротора заносим соответственно в табл. 1 и 2.
Таблица 1
Ускорение, время выдачи и скорость перемещения предмета обработки при выдаче при изменении коэффициента трения
Коэффициент трения Ш Ускорение а, 2 Время выдачи ї, с Скорость предмета обработки при выдачи уг, м/с
0,1 9,036 0,253 2,289
0,15 8,649 0,259 2,240
0,2 8,262 0,265 2,189
0,25 7,875 0,271 2,137
0,3 7,488 0,278 2,084
0,35 7,101 0,286 2,029
0,4 6,714 0,294 1,973
0,45 6,327 0,303 1,916
0,5 5,94 0,312 1,856
Таблица 2
Ускорение, время выдачи и скорость перемещения ПО при выдаче при изменении угловой скорости ротора
Угловая скорость О, Ус Ускорение а, ^ 2 Время выдачи ї, с Скорость предмета обработки при выдачи У2, м/с
3 9,423 0,248 2,338
4 9,122 0,252 2,300
5 8,735 0,258 2,251
6 8,262 0,265 2,189
7 7,703 0,274 2,114
8 7,058 0,287 2,023
9 6,327 0,303 1,916
10 5,51 0,324 1,788
На основе полученных результатов проведен параметрический синтез процесса выдачи предмета обработки в ВРАЗУ.
На рис. 3 показана зависимость времени выдачи от коэффициента трения.
На рис. 4 представлена зависимость времени выдачи от угловой скорости ротора.
£, с 0,35
0,3
0,25
0,2_____________________________________________^
О 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 /л
Рис. 4. Зависимость времени выдачи ї от коэффициента трения т
£, с 0,36
0,32
0,28
0,24
0,2 _
О 2 4 6 8 10 О),с 1
Рис. 5. Зависимость времени выдачи / от угловой скорости ротора ю
Из параметрического синтеза видно, что при увеличении коэффициента трения или угловой скорости, время выдачи увеличивается. Рекомендуется проектировать ВРАЗУ с угловой скоростью бункера ю в пределах от 3 до 10 с-1, так как при т = 0,5 и ю = 10 с-1, движение предметов обработки в лотках прекратится.
Список литературы
1. Автоматизация загрузки прессов штучными заготовками / В.Ф. Прейс и др. М.: Машиностроение, 1975. 280 с.
2. Усенко Н.А. Основы теории проектирования высокопроизводительных автоматических загрузочных заготовок: Дис. докт. техн. наук. Тула, 1984. 473 с.
3. Усенко Н.А., Чу Куок Тхуан. Исследование безударного процесса захвата предметов обработки в вибророторном автоматическом загрузочном устройстве // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 6. Тула: Изд-во ТулГУ, 2013. Ч. 1. С. 153-161.
Усенко Николай Антонович, д-р техн. наук, проф., Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Чу Куок Тхуан, асп., гететЪег12сд@уакоо. сот, Россия, Тула, Тульский государственный университет
ISSUANCE OF OBJECTS PROCESSING IN VIBROROTOR A UTOMA TIC LOADING DEVICE
N.A. Usenko, Chu Quoc Thuan
The problems of issue processing objects to the receiver when the tray is rotated together with the bunker of vibrorotor automatic loading device, but is not associated with the bunker, shows the dependence of the timing of the coefficient of friction and speed bunker.
The recommendations for the design of vibrorotor automatic loading device.
Key wors: vibrorotor automatic loading device, issuance of objects processing.
Usenko Nikolai Antonovich, doctor of technical science, professor, Russia, Tula, Tula State University,
Chu Quoc Thuan, postgraduate, remember 12cqta, yahoo. com, Russia, Tula, Tula State University
УДК 691.54:577.217.337.8
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И БИОСТОЙКОСТЬ ЦЕМЕНТОВ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ СЕРНОКИСЛЫМ НАТРИЕМ, ФТОРИСТЫМ НАТРИЕМ И ПОЛИГЕКСАМЕТИЛЕНГУАНИДИН СТЕАРАТОМ
В. Т. Ерофеев, А. И. Родин, А. Д. Богатов,
С. В. Казначеев, В. Ф. Смирнов, Д. А. Светлов
В статье приведены результаты исследований физико-механических и технологических свойств цементов, модифицированных биоцидными препаратами: Ыа^О4, ЫаЕ и ПГМГ-С. Получены количественные зависимости изменения нормальной густоты, сроков схватывания, равномерности изменения объема, водоотделения цементных паст и прочности при сжатии цементного камня от количественного содержания биоцидных добавок; представлены данные обрастаемости цементных композитов, модифицированных биоцидными препаратами; даны рекомендации по оптимальным дозировкам биоцидных препаратов.
Ключевые слова: цемент, физико-механические свойства, биоцидные добавки, биостойкость
Современное строительство не обходится без применения бетонов и изделий на их основе, изготавливаемых с применением в основном портландцемента и его разновидностей: сульфатостойких, гидрофобных, пла-
