книги / Расчёт и конструирование вибрационных питателей

Таким образом, можно принять, что эффективная виброизоляция питателей обеспечивается при условии

(О

О)on (202)

где v — частота колебаний вибратора в гц\

von — собственная частота опорной плиты на амортизаторах. Жесткость опорных пружинных амортизаторов с, удовлетворяющая

где топ — масса опорной плиты с закрепленными на ней деталями

питателя.

Другим требованием, предъявляемым к жесткости амортизаторов, является ограниченная величина «статического прогиба» амортиза­ торов при максимальной загрузке питателя заготовками. Заготовки со спирального лотка чаши питателя поступают на неподвижный ло­ ток или непосредственно на рабочую позицию, для чего чаша питателя должна находиться на определенном уровне относительно неподвижно­ го лотка. Для беспрепятственного движения заготовок смещение ча­ ши относительно неподвижного лотка в результате статического про­ гиба амортизаторов должно быть не больше определенной величины, т. е. должно быть удовлетворено условие

(204)

где G3 — максимальный вес загружаемых заготовок;

8 — допустимое вертикальное смещение чаши питателя.

Таким образом, жесткость амортизаторов, удовлетворяющая обе­ им условиям (203) и (205), определяется неравенством:

в виде нескольких витых пружин, на которые опирается нижняя пли­

122

G — модуль сдвига;

i — число витков пружины;

п —- число пружин в амортизационной системе.

Шаг витков пружины t можно определить по формуле

Максимальное возмущающее усилие вибратора в направлении ко­ лебаний определяется из уравнения (132), которое после преобразо­ вания будет иметь вид:

где А0 — относительный размах колебаний приведенной массы, оп­ ределяемый по формуле (199) в мм;

МпР— приведенная масса питателя в г-сек2/см; v — частота колебаний вибратора в гц;

п — коэффициент затухания;

е — угол сдвига фаз между перемещением и силой, определяе­ мый по формуле (123).

При установке вертикального вибратора его максимальное возму­ щающее усилие Fe будет равно

где ф —- угол наклона пружинных стержней.

Если привод питателя осуществляется тангенциальными вибратора­ ми с горизонтальным направлением возмущающей силы (см. фиг. 39), то усилие, приходящееся на один вибратор, будет равно

где i — число вибраторов.

Расчетное значение усилия вибратора при двухполюсном электро­ магните (имеющем два рабочих зазора) определяется по формуле

(212)

Необходимая мощность вибратора определяется из уравнения (133),

которое после преобразования примет вид:

J23

Расчет магнитопровода и обмотки катушки вибратора. Площадь

сечения железа вибратора определяется по формуле

Величина воздушного зазора между якорем и статором вибратора

Приведенный (расчетный) зазор вибратора К определяем по-сле­

где L — индуктивность вибратора (включая индуктивность рассеяния). Ниже приведены значения глубины модуляции магнитного сопро­ тивления у для различных ходов якоря вибратора при воздушном

зазоре 8 = 0,8 s.

Величины у определены экспериментальным путем на конструкци­

ях вибраторов, аналогичных показанным на фиг. 32.

При ходах якоря вибратора s = 1,25-4-4 мм и зазоре 8 = 0,7s

величина глубины модуляции магнитного сопротивления находится в пределах у — 0,42-ь0,45.

124

Амплитудное значение магнитодвижущей силы (в ампер-витках)

определяется из уравнения

к3 — коэффициент заполнения окна сердечника, зависящий от тол­

щины изоляции, размеров каркаса и способа намотки (обыч­

где — а и с размеры сердечника, набранного из пластин (фиг. 64).

Для того чтобы вертикальный вибратор имел удобную в попереч­ ном сечении форму, вписываемую в квадрат, толщина набора пластин должна быть равна с = 2а. Тогда площадь сечения железа будет оп­

ределяется в ы р а ж е н и е м = 2а2, из которого получим формулу для определения размера а:

Из табл. 9 по размеру а подбирается стандартный тип пластин, а по сечению окна сердечника Q0 выбираются размеры Ъи Л.

Необходимое число витков катушки вибратора определяется по

формуле

125

Qjfcd— действительная площадь сечения железа, получившаяся пос­

ле выбора стандартных размеров пластин и толщины набора:

Ожд —

Таблица 9

Вд — действительная магнитная индукция в зазоре:

1Ж— длина среднего магнитного пути железного сердечника в см:

1Ж— 2 (а + Ь -f h) см;

(J, — магнитная проницаемость железа сердечника (для вибрато­ ров, сердечники которых набраны из пластин электротехни­ ческой стали, [х = 2500-г-3500).

Эффективное значение тока, потребляемого вибратором из сети,

определяется по формуле

ст авд

где В — магнитная индукция в зазоре, принятая вформуле (222) при расчете (AW)0.

Диаметр провода обмотки определяется по формуле

126

В зависимости от значений А/ диаметр провода может быть оп­ ределен по следующим формулам:

Регулирование величины возмущающего усилия вибратора. На раз­

личных предприятиях в зависимости от нагрузки сети величина на­ пряжения несколько отличается от стандартной, на которую рассчиты­ вается вибратор, и может изменяться в определенных пределах.

В зависимости от изменения напряжения в сети будет изменяться величина возмущающего усилия, а следовательно, и производитель­ ность питателя. Поэтому часто возникает необходимость в регулиро­

Из формулы (231) видно, что величину магнитной индукции, а следовательно, и величину возмущающего усилия можно регулиро­ вать, изменяя величины U, w или 8' , т. е. осуществлять регулиро­

вание одним из способов, перечисленных в гл. II, параграфе 8.

Для вибраторов средних и больших размеров наиболее удобным является способ регулирования возмущающего усилия путем изме­ нения числа находящихся под током витков катушки вибратора.

При этом способе регулирования по формуле (228) для предельных возможных величин напряжения в сети Umax и Umin подсчитывается максимальное и минимальное число витков катушки wmax и wmin- Ре­ гулируемый диапазон разбивают на п ступеней, определяемых в за­ висимости от требуемой плавности регулирования (п = 4ч-8). Затем определяют число витков катушки Aw, приходящихся на одну ступень

регулирования:

При намотке катушки, начиная с числа витков, равного дот1п, через каждые Aw витков делают отводы, которые подключаются к

многопозиционному переключателю. Отключая от катушки последо­ вательно секции, имеющие по Aw витков, можно ступенчато изменять

величину возмущающей силы при постоянном напряжении или под­ держивать постоянную производительность питателя при изменении напряжения в сети.

127

24. Пример расчета вибрационного питателя

Требуется рассчитать конструкцию вибрационного бункерного пи­

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

Определение оптимального режима работы питателя. 1. Принимаем

128

3.По формуле (76) определяем коэффициент режима П с поправ­

кой на удар ку = 1,2:

конструкцию питателя с центральным вибратором и подвеской чаши на цилиндрических стержнях, показанную на фиг. 33.

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

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.

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):

130

Учитывая габариты вибратора, принимаем I = 15 см.

Диаметр пружинных стержней определяем по формуле (186):

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

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

2. Усилие вибратора в направлении движения якоря определяем по фомуле (210):

Расчетное усилие вибратора

F' = 2 g =14, 7 кг.