Лекция n 7.нач. (Лекционный курс)
Описание файла
Файл "Лекция n 7.нач." внутри архива находится в следующих папках: Лекционный курс, Лекции №7 8. Документ из архива "Лекционный курс", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "проектирование нанотехнологического оборудования (пнто) (мт-11)" из 9 семестр (1 семестр магистратуры), которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "лекции и семинары", в предмете "проектирование нанотехнологического оборудования (пнто) (мт-11)" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "Лекция n 7.нач."
Текст из документа "Лекция n 7.нач."
§ 3.3 Расчет упругих систем ВЗУ
Под упругой системой ВЗУ понимается совокупность упругих элементов (подвесок), соединяющих чашу с основанием устройства.
Подвески – это круглые, прямоугольные или плоские стержни, на которых крепится чаша на виброприводе в двухмассовых колебательных системах ВЗУ. В приводах с двумя двухмассовыми системами колебаний в качестве упругих подвесок используются торсионные валы (см ксерокс 1 к Лекции N6).
Соответственно, расчет параметров каждого упругого элемента и суммарной жесткости системы проводят с учетом ее формы и специфики конструктивных особенностей ВЗУ (типа вибропривода, размеров чаши и расположения электромагнитов относительно подвесок). От корректного определения жесткости подвесок зависит частота колебаний чаши, а, следовательно, и режим работы ВЗУ (скорость транспортирования, производительность и т.п.).
Чаша, закрепленная на упругих подвесках, имеет помимо вынужденной и собственную частоту колебаний, которая может меняться во времени с учетом изменения суммарной массы чаши и заготовок.
ВЗУ работает оптимальным образом, в резонансном режиме, когда собственная частота колебаний чаши приближается к ее вынужденной частоте колебаний от электромагнита. Вынужденная частота в большинстве случаев соответствует диапозону 50 60 герц (при промышленной частоте тока 50 герц), при этом эффект резонанса обеспечивает максимальную амплитуду колебаний лотка и скорость транспортирования. Угловая частота собственных колебаний подвижной части ВЗУ равна / /:
где с – жесткость упругой системы; M – масса подвижных частей ВЗУ.
Поскольку подвижная часть ВЗУ укреплена в большинстве случае на трех наклонных упругих стержнях и ее масса M распределена по поверхности, то для того, чтобы воспользоваться формулой (3.20) необходимо привести подвижную массу “ M” к точкам крепления упругих элементов (см ксерокс 1 предыдущей лекции, схема вибропривода).
Для двухмассовой колебательной системы ВЗУ приведенная масса
где mпр 1 и mпр 2 – соответственно активная и реактивная массы,
приведенные к точкам крепления упругих элементов.
П
риведенные массы вычисляются по зависимостям / /:
где mпр – приведенная масса, кг; m – масса активной и реактивной части
ВЗУ; к – угол наклона упругого элемента к вертикали; J, r – момент
инерции активной или реактивной части ВЗУ (кг м2) и радиус крепления
упругого элемента (подвески) на активной или реактивной части ВЗУ,
соответственно, м.
Под реактивной массой понимается масса чаши с заготовками, а под активной массой,- масса основания на упругих (резиновых) амортизаторах с электромагнитом.
Соотношение масс реактивной и активной частей ВЗУ назначается практически равным 57, соотношение моментов инерции этих масс – более 3.
Для вычисления момента инерции активной и рактивной масс ВЗУ относительно его вертикальной оси необходимо определять момент инерции каждого из элементов их конструкции, разбивая их при необходимости на элементарные геометрические тела (цилиндры, конусы и т.п.), моменты инерции которых известны из справочника / /.
Жесткость упругого стержневого элемента из формулы (3.20) равна:
где i – число упругих элементов (обычно равно трем).
С другой стороны, жесткость подвески зависит от ее длины , способа крепления, момента инерции J1 поперечного сечения и материала подвески.
Жесткость подвески с двумя защемленными концами / /:
где Е – модуль упрагости материала подвески.
Приняв в частности число подвесок в ВЗУ равным трем i = 3, из формул (3.21) и (3.22) находим искомый момент инерции поперечного сечения подвески
Задаваясь одним из размеров поперечного сечения подвески прямоугольного сечения, находят другой.
При использовании в качестве подвесок круглых стержней, момент инерции поперечного сечения которых равен
и можно определить искомый диаметр Dподв сразу, подставив последнее выражение в формулу (3.23), в виде:
Где f0 = (1.05 1.1)f; f – частота электровибратора ; - длина упругого стержня между заделками ( назначается конструктивно, исходя из размеров чаши, основания и угла наклона подвесок к (на ксероксе к лекции N 6 – угол имеет обозначение “ “).
Расчетным путем можно устанавить минимально допустимую длину упругого стержня из условия, что максимальные напряжения, возникающие в стержне, не превышают допускаемого предела усталостной выносливости -1.
Максимальный изгибающий момент при жестком креплении стержней
где Y – прогиб стержня.
Максимальное напряжение в стержне max = Mи/W, где W – момент сопротивления упругого стержня (для круглого стержня W= d3/64).
Из условия прочности на выносливость при изгибе:
где среднее значение -1 =300 МПа и Е = 2 105 Мпа для
легированных закаленных сталей типа 4Х13, 65 Г и др., используемых
для упругих подвесок, находится минимально допустимая длина стержня.
Для круглых стержней последняя формула (с учетом значений W, J1 – см выше) имеет вид:
Решая совместно (3.24) и (3.26), находим минимальную длину круглого стержня:
Прогиб упругого стержня с учетом статического отклонения от начального положения принимают: Y = 0,8 А0, где А0 – относительный статический прогиб стержня под весом чаши и загруженных в нее заготовок.
§3.4 Ориентирование и поштучная выдача заготовок в вибробункерах
Процесс ориентирования заготовок и ПО в вибробункерах (чашах ВЗУ) включает:
- подготовку заготовок к ориентированию (в дальнейшем первичное ориентирование);
-
переориентирование заготовок (вторичное ориентирование);
-
накопление ориентированных заготовок;
-
поштучное отделение (выдача) ориентированных заготовок из вибробункера.
Сущность процесса ориентирования заключается в преобразовании потока заготовок, движущихся в разнообразных положениях, в поток заготовок, имеющих одно заданное положение. Положение заготовок различают по расположению ее признаков ориентации, как правило, геометрических особенностей формы, (но могут быть и физические свойства отдельных ее частей, а также маркировка, окраска и т.п.).
Первичное ориентирование заключается в воздействии на заготовки с целью придать им поступательное движение в одном или нескольких различимых по признаку ориентации положениях. Такой поток заготовок должен быть удобен для ориентирующего устройства, выполняющего перевод заготовок в заданное положение (вторичное ориентирование), и иметь на входе избыточное количество движущихся заготовок по сравнению с требуемым на выходе вибробункера.
Вторичное ориентирование имеет целью обеспечение единообразия положения заготовок, подаваемых вибробункером, и может осуществляться в сплошном потоке или поштучно следующими методами:
-
пассивным ориентированием, т.е. уменьшением числа положений заготовок в потоке за счет удаления тех заготовок, которые не соответствуют заданному положению, (см ксерокс 1 к Лекции 7, ячейка Б-2);
-
активным ориентированием, т.е. созданием условий перевода отдельных заготовок в потоке из некоторых неблагоприятных положений в требуемые без их сброса с лотка, (см там же, ячейка Б-1).
Как правило, переориентирование заготовок производится в тех случаях, когда заготовку (или ПО) невозможно (или нецелесообразно) ориентировать в требуемое положение одномоментно (например, когда необходимо обеспечить ориентирование сразу по нескольким признакам ориентации, или заготовка сложной формы при движении по вибролотку имеет несколько устойчивых положений и др.).
Накопление ориентированных заготовок имеет целью создание запаса для обеспечения бесперебойного поступления их в питаемый виробункером объект (станок, сборочный автомат и т.п.) в соответствии с заданной производительностью. Синхронность их подачи из ВЗУ задается расположенными в конце накопительного участка механизмом поштучной выдачи. В зависимости от формы заготовки могут использоваться различные по конструкции механизмы поштучной выдачи: дисковые, шиберные, крючковые и др. (см ксерокс 1, столбец Г, схемы механизмов 1-1У).
§ 3.5 Пример расчета ВЗУ (см ксерокс 2 к Лекции N 7)
Лекция N 8
§ 3.6 Механические загрузочно-ориентирующие устройства
с поштучной выдачей заготовок
Бункерные загрузочно-ориентирующие устройства (БЗОУ) – это группа механизмов, принимающих ПО или заготовки навалом и выдающих их в зону сборки ориентированными в пространстве.
БЗОУ выдают заготовки из бункера посредством их механического захвата из навала.Из-за неретмичности процесса захвата заготовок производительность этих устройств непостоянна и определяется как средняя на некоторый промежуток времени.
Вместе с тем, БЗОУ данного типа, к числу которых относятся такие известные в промышленности конструкции, как карманчиковые, крючковые, шиберные и трубчатые, очень распространены.
Производительность всех типов БЗОУ с поштучной выдачей заготовок
Qср = к·z·n ,
где к – коэффициент заполнения захватного органа заготовками
(коэффициент выдачи, или коэффициент захвата); z – число
захватных органов (карманов, крючков, штырей и т.п.),
принимающих участие в одном цикле работы; n – число циклов
работы в минуту (оборотов, двойных ходов и т.п.).
Коэффициент к всегда меньше единицы и отражает вероятностный характер процесса захвата и ориентирования заготовок. Его значение может меняться во время работы БЗОУ в зависимости от колическтва заготовок в бункере, скорости движения захватных органов, коэффициента трения заготовок о захватные органы и др.
На рис.3.17 (ксерокса 1 к Лекции N 8) представлены основные типы БЗОУ:
-
карманчиковые для стержневых заготовок (см рис.3.17а);
-
крючковые для заготовок типа втулок, гильз, колпачков (hрис.3.17б);
-
шиберные для ступенчатых стержневых или плоских заготовок (в частности, крепежных болтов, гаек, заклепок,и т.п.).
На схеме рис.3.17а конструкция карманчикового БЗОУ состоит из приводного диска 2 с торцевыми зубцами, расположенного под углом 450 к горизонту и вращается на роли ках 3 от червячной пары 4. В вырезы между зубцами диска 2 из емкости 1 западают детали (типа колпачков с отношением длины к диаметру = (1.24…3.5)d) перпендикулярно плоскости диска. Запавшие в диск детали перемещаются в верхнее положение и поступают в приемник 5, а из него в лоток 6. При движении колпачков вверх те их них, что попали в вырезы вверх дном (неверно соориентированные), скатываются из пазов наклонного диска вниз из-за смещения центра тяжести колпачка к донышку. Правильно ориентированные детали проходят верхнюю часть емкости и попадают в зону действия подпружиненной собачки 7. Собачка 7
оказывает воздействие на детали в пазах, вталкивая их в приемник 5. При
переполнении приемника и лотка 6 собачка отжимается и выталкивание
деталей прекращается (детали остаются в пазах вращающегося диска до