циента р. и фазового угла в для случая дорезонансной настройки си
стемы на величину — = 0,95. Величины [х и е подсчитаны по форму-
лам (125) и (123). В графах седьмой и восьмой |
приведены величины |
и |
О) |
|х и в для случая настройки системы на величину 0j-= 0,90.
Как можно видеть из табл. 8, при работе в резонансном режиме максимальный динамический коэффициент, а следовательно, и ампли туда колебаний при загрузке заготовок, масса которых составляет половину массы питателя, уменьшается в 8 раз. При работе в доре-
G)
зонансном режиме с ~ = 0,95 динамический коэффициент при той же
со
загрузке изменится в 1,37 раза, а при работе с — = 0,9 в 1,1 раза.
шо
СО Если принимать отношение — менее 0,9, то существенного увели
чения устойчивости амплитуды не получим, но величина динамиче ского коэффициента будет уменьшаться и, следовательно, будет воз растать потребное возмущающее усилие привода. Поэтому вибро-
со
питатели рассчитывают на работу в режимах с отношениями — =
о
=0,95ч-0,9. Большие величины этих отношений следует принимать у питателей, масса загрузки которых меньше массы питателя. Мень-
со
шие величины отношений — следует принимать у питателей, масса
загрузки которых больше массы питателя, а также у питателей, к стабильности работы которых предъявляются повышенные требова ния. При этом надо учитывать, что величина возмущающей силы
со
вибратора у питателя, работающего в режиме —о = 0,9, должна
быть в 1,5-4-2 раза больше, чем у питателя, работающего в режиме
с 5 ;= 0,95.
Величина возмущающей силы и мощность, необходимые для преодо ления сил сопротивления. Затраты энергии на поддержание устано
вившихся колебаний вибрационной машины зависят от сил сопро тивления в ее системе.
Рассмотрим работу, производимую возмущающей силой F sin u>t
за цикл в процессе установившихся вынужденных колебаний. Ско рость точки приложения возмущающей силы
y — iо COS (d)t — в). |
(128) |
||
Поэтому работа £ ', произведенная |
за |
период колебаний |
2К |
т = —, |
|||
будет равна |
|
|
|
т |
|
sin„l — %др sjn е, |
|
Е' = ^ sin (в tA шcos (о)^ — е) dt = |
^ |
(129) |
|
МЦ
Эта работа должна быть равна энергии Е ”, рассеиваемой вслед ствие действия силы вязкого сопротивления Тсопр= — hy за тот же
промежуток времени.
Умножая силу сопротивления ТС0Пр на ydt и интегрируя винтер-
вале от 0 до т, получаем для рассеиваемой за цикл энергии выражение
Е" = J АЛ2»)2 cos2 (ш/ — e)di = |
= %hA2w. |
(130) |
О |
А |
|
Приравнивая Е' и получаем уравнение для определения ам плитуды возмущающей силы F:
F = hA о) |
(131) |
|
|
sin £ |
|
Подставив в уравнение (131) вместо величины h ее значение |
h = |
|
2пгпу получим: |
|
|
F = |
2Л (о тп |
(132) |
|
sin £ |
|
Средняя мощность У, необходимая для преодоления силы сопро тивления,
hA2со2 |
= А2ы2тп. |
(133) |
Т “ |
21. Определение основных конструктивных параметров вибропитателя
Правильно разработанная конструкция вибрационного питателя должна обеспечить надежную его работу в оптимальном для данных заготовок режиме и иметь требуемую производительность при мини мальной потребляемой энергии.
Параметры оптимального режима работы питателя зависят от частоты колебаний, характера загружаемых заготовок и скорости их движения, которая должна обеспечить требуемую производительность питателя.
Производительность вибрационного питателя определяется по формуле
^ |
60 из |
|
|
(134) |
Q = |
—j— к шт/мин, |
|
|
|
где v3— средняя скорость движения заготовки |
по лотку |
в |
мм/сек; |
|
13 — длина заготовки; |
|
разрывы |
в |
потоке |
к — коэффициент заполнения, учитывающий |
||||
заготовок, движущихся по лотку.
Производительность вибрационного питателя не является вели чиной строго постоянной, а может колебаться в определенных пре делах в зависимости от колебаний величины скорости движения за готовок и коэффициента заполнения.
105
Для обеспечения бесперебойной работы станка-автомата вибра ционный питатель, подающий заготовки в станок, рассчитывают на работу с «переполнением», т. е. расчетную производительность пи тателя Q берут несколько большей производительности станка Qcm:
Q = fcnQcmt |
(134а) |
где кп — коэффициент переполнения, учитывающий превышение про
изводительности питателя над производительностью станка. Величина коэффициента переполнения зависит от стабильности
работы питателя и количества заготовок, вмещающихся в магазин, устанавливаемый между питателем и рабочим органом станка. Для большинства вибрационных питателей можно принять кп = 1,1~-1,3.
Требуемая скорость движения заготовок по лотку вибропитателя определяется из формулы (134)
v3 |
(135) |
К о э ф ф и ц и е н т з а п о л н е н и я . Коэффициентом заполнения к |
|
называется отношение фактической производительности |
питателя Q |
к максимально возможной теоретической QT : |
|
* = £ • |
<,зб > |
Максимально возможная теоретическая производительность опре деляется как производительность питателя при движении заготовок (имеющих требуемую ориентацию) сплошным потоком без промежутков
QT = Ц . |
(137) |
L3 |
|
Коэффициент заполнения зависит от количества степеней ориен тации заготовки, соотношения ее габаритных размеров, конфигура ции еещоверхностей и способов ориентирования заготовки.
Коэффициент заполнения для гладких цилиндрических заготовок, ориентация которых осуществляется при помощи способов, показан ных на фиг. 52, а, в и г, находится в пределах к — 0,90-7-0,98.
Коэффициент заполнения при способе первичной ориентации глад
ких заготовок с отношением ^<1, показанным на фиг. 52, б, ра
вен к = 0,7ч-0,9, а по способу сбрасывания неправильно располо
женных заготовок с 1 (фиг. 52, д и е) равен к = 0,35-ь0,55.
Коэффициент заполнения для заготовок более сложной формы, ориентация которых осуществляется на нескольких этапах (общим числом г) определяется по формуле
/с = /Сх/с2. .. |
(138) |
где Ki, кг, . . ., кг — относительные коэффициенты заполнения после
соответствующего этапа ориентирования, Относительный коэффициент
106
заполнения кг после 2-го этапа ориентирования определяется по фор
муле
|
|
11Р1 + |
12Р2 + |
- • |
- +lmPm |
(139) |
|
|
|
2 1гРх + ^2Р2 + 13Р3 + |
* * |
* + 1пр п * |
|
||
где h, |
/2,/з |
. .yin — размеры, которыми |
заготовка располагается |
||||
|
|
вдоль |
лотка во |
всех п положениях, возмож |
|||
pi, |
|
ных до |
2-го |
этапа |
ориентирования; |
в каж |
|
р2, рз,. . .,рм— вероятности |
расположения заготовок |
||||||
li, |
/2, . . |
дом из этих п положений; |
|
||||
lm — размеры, которыми заготовка располагается во |
|||||||
|
|
всех пг положениях, возможных после 2-го эта |
|||||
pi, |
р2, . . |
па ориентирования; |
|
|
|||
pm — вероятности расположения заготовок в каждом |
|||||||
|
|
из m положений. |
|
|
|
||
Для цилиндрических заготовок второго класса с отношениями-^-> 1
и-^-<1 иплоских заготовок первого класса формула (139) для опре
деления относительного коэффициента заполнения после второго этапа ориентирования примет вид
к = |
l l P l |
(140) |
2 |
h P i + I 2P 2 |
|
Заготовки этих типов после первичной ориентации имеют распо ложение наибольшим размером I вдоль лотка, поэтому можно при
нять
/1 = /а = /.
Вероятность расположения заготовок определенным концом впе
ред или назад обычно для таких |
заготовок равна р1 = р2 =*0,5. |
|
Если вторичная |
ориентация осуществляется путем сбрасывания |
|
заготовок, имеющих |
одно из двух |
возможных положений на лотке, |
то после второго этапа ориентирования на лотке останутся заготовки
одного положения h = /, |
поэтому из |
формулы (140) |
к __ |
I |
— 0 5 |
|
0,5 I + 0,5 I |
U’ * |
Относительный коэффициент заполнения после первичной ориен тации способами, показанными на фиг. 52, а, в, г, равен = 0,90-ь
0,98. Коэффициент заполнения таких заготовок после полного ориен тирования, определяемый по формуле (138), будет находиться в пре делах
к = кгк2 = (0,90 — 0,98) • 0,5 = 0,45 0,49.
Если принять меры для поворота во время падения сбрасываемых заготовок в требуемое положение (фиг. 55, а), то коэффициент запол нения можно повысить до к = 0,6-^-0,7.
Частота колебаний. При выборе частоты колебаний, на которой
будет работать питатель, исходят из следующих соображений. Наи более просто осуществлять колебания чаши питателя при помощи
107
электромагнитных вибраторов, работающих с частотой 50 и 100 гц. Частоту 100 гц целесообразно применять у вибрационных питателей для мелких заготовок с диаметром чаши до 200 мм. Для частоты 100 гц режим работы питателя, определяемый по предельной скорости
соударения заготовок, будет иметь более высокий параметр £, а сле довательно, будет менее чувствительным к изменению коэффициента трения и будет иметь больший коэффициент скорости.
У более крупных питателей при больших размерах колеблющихся поверхностей и значительных амплитудах колебаний работа на вы сокой частоте сопровождается неприятным шумом. Кроме того, при меньшей частоте колебаний допустимы менее жесткие и, следовательно, более легкие колеблющиеся массы питателя, что в свою очердь при водит к уменьшению общего веса питателя и уменьшению габа ритов и мощности вибратора. Поэтому у вибрационных питателей с диаметром чаши до 500 мм целесообразно применять частоту 50 гц.
Для питателей более крупных размеров желательно применять частоту 16—25 гц, так как при этих частотах, лежащих на пороге
слышимости, шум, вызываемый работой питателя, значительно меньше. Такая частота колебаний достигается при помощи электромагнитных вибраторов, питаемых током пониженной частоты, а также при по мощи инерционных дебалансных или эксцентриковых вибраторов. На пример, инерционный вибратор или вибратор с эксцентриком, имею щие стандартный электромотор с числом оборотов 1440 об!мин, обес печивают частоту 24 гц.
Угол подъема спирали лотка. Как видно из графиков (см. |
фиг. 9 |
и 18) с увеличением угла подъема спирали лотка уменьшается |
вели |
чина коэффициента скорости и увеличивается чувствительность ре жимов к изменению величины коэффициента трения, т. е. движение заготовки становится менее устойчивым. При определенных предель ных величинах углов апргд, зависящих от коэффициента трения за
готовки по лотку и режима работы питателя, движение заготовок вверх по лотку становится невозможным.
Поэтому величину угла подъема лотка а следует выбирать мини мально возможной, учитывая величины предельных углов для дан ных заготовок. Обычно угол подъема а для стальных заготовок, дви гающихся по стальному лотку в эффективных режимах $ = 1,6—2, принимается в пределах ос = l-f-3°. Увеличение угла а можно допу стить для заготовок с высоким коэффициентом трения по поверх ности лотка (см. фиг. 18).
Конструкция и размеры чаши питателя, форма и шаг спираль ного лотка. Форма и размеры чаши питателя зависят от размеров
загружаемых заготовок, способа ориентации и объема одновременно засыпаемой партии заготовок. Чаша питателя может иметь цилиндри ческую или коническую форму. Предпочтение отдают цилиндрической форме чаши как более технологичной. Спиральный лоток обычно выполняют на внутренней цилиндрической поверхности чаши.
108