24. Пример расчета вибрационного питателя
Требуется рассчитать конструкцию вибрационного бункерного пи
тателя для подачи заготовок |
игл распылителя топливного насоса |
в бесцентровошлифовальный |
станок. |
На фиг. 65 показана геометрическая форма и размеры заготовки. Эта заготовка должна выдаваться питателем в горизонтальном поло жении конической частью вперед. Производительность станка Qcm=
—60 шт/мин.
1.Требуемая производительность питателя при коэффициенте перепол
нения кп = 1,15 будет равна
Q = Qcm кп = 60 • 1,15=69 шт/мин.
Принимаем Q = 70 шт/мин.
2. Заготовка относится к деталям формы тел вращения второго класса
и требует двух ступеней ориентации (см. табл. 6).
Первичную ориентацию осуществляем по способу, приведенному на фиг. 52, а. Коэффициент заполнения для этого способа принимаем Ki = 0,90. Вторичную ориентацию будем осуществлять при помощи механизма, показанного на фиг. 55, а. Так как механизм осуществ
ляет вторичную ориентацию путем сбрасывания заготовок, идущих хвостовиком вперед, а таких заготовок будет на лотке половина, то коэффициент вторичной ориентации к2 = 0,5. Однако заготовки, сбра сываемые с лотка при определенной установке штифта (фиг. 55, а),
будут при ударе о штифт поворачиваться и ложиться на дно питателя в требуемом положении. Это увеличит процент заготовок, двигающих ся по лотку в правильном положении, поэтому можно принять кч =
= 0,60.
Таким образом, коэффициент заполнения после полной ориента ции заготовок, определяемый по формуле (138), будет
к= кгк2= 0,90 • 0,60 = 0,54.
3.Требуемая скорость движения заготовок, определяемая по формуле (135), будет
Ql4 |
70 • 35 |
°3 = Ш |
= 60 • 0,54 = 76 мм/сек. |
Определение оптимального режима работы питателя. 1. Принимаем
частоту колебаний питателя равной 50 гц. |
Угол подъема спирального |
|||
лотка принимаем минимальный: а = 1,5°. Материал чаши питателя — |
||||
сталь. Коэффициент трения заготовки по лотку f = 0,4 (см. табл. 5). |
||||
2. |
Согласно данным, приведенным на стр. 42,предельная скорость |
|||
соударения для стальных заготовок по стальному лотку будет равна |
||||
/Vyd/пред = |
75 мм/сек. По графику (фиг. |
10) |
для vyd = 75 мм/сек и |
|
v = 50 гц |
определяем параметр режима |
5 = |
1,6. |
|
128
3.По формуле (76) определяем коэффициент режима П с поправ
кой на удар ку = 1,2:
|
„ |
о ,2 icvA:,, |
= |
76 • 2 • 3,14-50-1,2 |
|
|||
|
п -- —------2 |
|
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - |
|||||
|
|
5geos а / |
|
|
1,6 • 9810 • 1 |
• 0,4 |
|
|
4. Коэффициент угла подъема а будет равен |
|
|||||||
|
|
tg а __ |
0,026 |
0,065. |
|
|||
|
|
f |
~ |
|
0,4 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
5. |
По графику (фиг. 28) для П = 4,6 и |
/с. = |
0,065 находим зна |
|||||
чение |
Ц = 8. |
|
|
|
|
|
|
|
Из формулы (46) |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
t g ( P - . ) = ^ |
|
- = |
|
31, |
||
где р — « — 17°. угол р - 17 + |
« — 17 + |
1.5 - |
18,5°. |
|||||
Определение конструктивных |
параметров питателя. 1. Примем |
|||||||
конструкцию питателя с центральным вибратором и подвеской чаши на цилиндрических стержнях, показанную на фиг. 33.
2. Определим размеры |
чаши |
питателя. |
Шаг спирального лотка |
|||
чаши питателя |
при форме рабочей канавки, показанной на фиг. 52, а |
|||||
и выполняемой |
на внутренней поверхности трубы путем токарной об |
|||||
работки, конструктивно получается равным t — 20 мм. Ширину |
ка |
|||||
навки лотка примем равной В = d 4 - 1 = 6 мм. По формуле (143) |
ис |
|||||
ходя из угла подъема а = |
1,5° внутренний диаметр |
чаши питателя |
||||
будет равен |
D = \2 t |
В = |
12 • 20 4-6 = |
246,5 |
мм. |
|
|
|
|||||
Чашу питателя удобнее всего изготовить из стандартной трубы. Наиболее близко к расчетному размеру подходит 10-дюймовая труба, поэтому примем размеры чаши следующими: наружный диаметр ча ши DH= 270 лш; внутренний диаметр D9 = 250 мм.
3. Определяем массы и моменты инерции подвижных частей пи тателя (см. фиг. 33).
Массы и моменты инерции деталей верхней части питателя
|
Д е т а л ь |
12. Вес |
|
G |
||
|
G12 = 3050 г; масса т ]2 = -^ = 3,1 г • секУсм, |
|||||
момент |
инерции |
Ji2 = |
£-mi2(/?a—гг) = 534 г-см-сек* (R и г наружный |
|||
и внутренний радиусы чаши). |
3,57 е-сек2/см; |
|||||
|
Д е т а л ь ю . |
Gi0 = 3500 г; т10 = |
||||
Jl0 = |
= |
280 г-см-сека. |
1,73 г • сек2/см; |
|||
Jn |
Д е т а л ь 11 . Gn = 1700 г; mu = |
|||||
= 135 г . см . сек2. |
|
1340 г; mis = 1 >38 г- сек2!см) |
||||
Jit |
Д е т а л ь ю . Ориентировочно Gis = |
|||||
= 19 г • см • |
сек2. |
|
1,4 г ■секЧсм; J — 116 г у. |
|||
|
Д е т а л ь |
14. 3Gi = 1380 г; 3mi = |
||||
X см • |
сек2. |
|
|
|
|
|
|
Суммарная масса деталей чаши питателя |
|||||
|
тв= |
£ mi = |
3,1 4" 3,57 4- 1 »73 4- 1,38 4- 1,4 = 11,18 г • секЧсм. |
|||
129
9 Пойидайло
Суммарный момент инерции
Jв = LJi = 534 + 280 + 135+ 1 9 + 1 1 6 = 1074 г • см. сек»
Массы и моменты инерции деталей нижней части питателя.
Д е т а л ь 7. G, = 20000 г; т1 = 20,3 г-сек2см; J7 = ~ = 2230 г-см-сек2.
|
Д е т а л ь 3. Ориентировочно G3 = 4900 г; |
= |
Ъг-сек2-см\ Ja = |
|
= |
80 г ■см ■сек2. |
3т6 = 1,8 |
г • |
сек21см\ 3Jй = |
= |
Д е т а л ь 5. 3 (?8 = 1770 г; |
|||
240 г • см-сек2. |
|
|
|
|
|
Суммарная нижняя масса |
|
|
|
тн = £ т; = 20,3 + 5 + 1,8 = 27,1 г • сек2!см.
Суммарный момент инерции
/„ = S Ji = 2230 + 80 + 240 = 2550 г • см • сек2.
4. Определяем угол наклона подвесок по формуле (170):
|
1+ |
11,18 |
1 + ^7 lg Р ЯКф |
27,1 |
|
tg* = ----г |
1 + 25501074 |
|
'+t |
|
|
Кинематический угол наклона
0.324
0,7
0,325 • 128 • 0,7
90
0,324; <|>= 18°.
= 0,47; ф* = 25°.
5. |
Определяем |
|
приведенную |
Мпр массу |
питателя. |
||||||||
По формуле (180) приведенные верхняя и нижняя массы: |
|||||||||||||
|
т.пр |
= 11,18 . sin225° + |
1074 |
|
|
12,90 |
г - сек2/см; |
||||||
|
^ c o s 225° = |
||||||||||||
|
т,п р а |
= 27,1 |
• sin225° = |
|
cos225° = |
25,7 |
г • сек2/см. |
||||||
По формуле (181) приведенная масса системы |
|
|
|||||||||||
|
Мпр = |
|
тппЛ |
|
12,9 |
= |
8,6 |
г • сек2/см. |
|||||
|
— |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
1 4- т пРх |
1 4 - i r i |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
«пр, |
|
|
25.? |
|
|
|
|
|
|
6. |
Определяем |
размеры |
пружинных |
стержней. |
|
||||||||
По формуле (199) относительный размах колебаний будет равен |
|||||||||||||
|
|
Ао |
|
1,6 • 9810 |
/, |
, |
12,9 \ |
1,2 |
мм. |
||||
|
|
2 тс2502 sin 25° |
( |
^ |
25,7 ) |
||||||||
По |
формуле (194) у = 0,8Ло = |
1,2.0,8 = |
0,96 |
мм. Минимальную |
|||||||||
длину |
пружинного |
стержня |
/min |
|
определим |
по |
формуле (192): |
||||||
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
15 см. |
||
|
|
lmia = 2 5 0 /8 ,6 |
• IQ-3 • 0,014 = |
||||||||||
130
Учитывая габариты вибратора, принимаем I = 15 см.
Диаметр пружинных стержней определяем по формуле (186):
d = 2 |
4 • 3,14 • 532 |
• 153 • 8,6 10“3 = 1 см |
|
9 |
• 2 ■10е |
7. Определяем размеры амортизационных пружин (деталь 4). За давшись максимальным вертикальным смещением питателя 8 = 2 мм
при полной загрузке чаши (G, = 12 кг заготовок), определим жесткость амортизаторов, удовлетворяющую условию (205),
12
с ^ (Г2 = 60 кг!см-
Жесткость, удовлетворяющая условию (203),
с < 0,16 • 3,142 • 502 • 27 • 10-3 = 105 кг.
По условию (206) принимаем жесткость с = 90 кг/см2.
Приняв средний диаметр пружин D = 20 мм и диаметр проволоки
пружин d = 3 мм, по формуле (207) определяем |
число витков пру |
||
жины: |
|
|
|
. _ |
0,34 • 8 • 105 • 3 |
_ Q л |
|
1 ~ |
8 • 23 - 90 |
— d ,4 ‘ |
|
Шаг витков по формуле (208) равен |
|
|
|
t = 4 0 1 2 -f 2 • 3 = 6,57 мм |
(примем |
t = 8 мм). |
|
Уи |
|
|
|
Расчет электромагнитного вибратора. Вибратор будем рассчи тывать на работу от сети тока, имеющего напряжение 220 в. Возмож
ные колебания напряжения в сети составляют ±10%, т. е. напряже ние может изменяться в пределах от Um\n = 198 в до Umax = 242 в.
1. Определим максимальное возмущающее усилие вибратора по
формуле (209), приняв из табл. 8 д л я ^ = 1 и — |
0,95значения^ = |
|||
= 0,07 и в = 53°. |
|
|
|
|
Коэффициент затухания равен |
|
|
|
|
п = 0,07 о)0 |
0,07 • 2 те . 50 |
= |
23. |
|
|
0,95 |
|
|
|
F = 2 тс . 50 • 1,2 |
• 8,6 • 23 • 10“ ' |
= 8,8 |
кг. |
|
|
0,8 |
|
|
|
2. Усилие вибратора в направлении движения якоря определяем по фомуле (210):
р |
— __8,8 |
8,8 |
«л л |
Гв |
sin 18° ' |
оГз= |
29’4 кг; |
Расчетное усилие вибратора
F' = 2 g =14, 7 кг.
9» |
131 |