Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Інженерна механіка
Кафедра:
Автоматики
Інформація про роботу
Рік:
2007
Тип роботи:
Методичні вказівки
Предмет:
Інші
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА"
ВИВЧЕННЯ КОНСТРУКЦІЇ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ БУНКЕРНО-ОРІЄНТУВАЛЬНОГО ПРИСТРОЮ
З РАДІАЛЬНИМИ ПАЗАМИ
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ТА ІНСТРУКЦІЯ
до лабораторної роботи № 6
з дисципліни „Основи автоматики та автоматизації в галузі”
для студентів базового напряму
6.0902 „Інженерна механіка”
Затверджено
на засіданні кафедри
автоматизації та комплексної
механізації машинобудівної промисловості".
Протокол № 4 від 25.10.2006 р.
Львів - 2007
Вивчення конструкції та дослідження роботи бункерно-орієнтувального пристрою з радіальними пазами: Методичні вказівки та інструкція до лабораторної роботи № 6 з дисципліни “Основи автоматики та автоматизації в галузі" для студентів базового напряму: 6.0902 „Інженерна механіка” /Укл.: В.М. Боровець, В.С. Шенбор, Я.В. Шпак, О.Р. Серкіз. – Львів: Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2007. – 12 с.
Укладачі
Боровець В.М., канд. техн. наук, доц.,
Шенбор В.С., ст. викл.,
Шпак Я.В., канд. техн. наук, доц.,
Серкіз О.Р., канд. техн. наук, доц.
Відповідальний за випуск Гаврильченко О.В., канд. техн. наук, доц..
Рецензент Грицай І.Є., зав. каф. ТМБ, д-р. техн. наук, проф.
ВИВЧЕННЯ КОНСТРУКЦІЇ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ БУНКЕРНО-ОРІЄНТУВАЛЬНОГО ПРИСТРОЮ З РАДІАЛЬНИМИ ПАЗАМИ
Мета роботи – ознайомити студентів із призначенням, конструкцією та принципом роботи бункерно-орієнтувального пристрою (БОП) з радіальними пазами. Виконати дослідження впливу швидкості обертання та кута нахилу захоплювального органу на продуктивність БОП.
Обладнання, пристосування, інструмент: БОП з радіальними пазами, штангенциркуль, секундомір, деталі (шайби).
1. Короткі теоретичні відомості
Принципову конструктивну схему бункерно-орієнтувального пристрою з радіальними пазами показано на рис. 1, а [1, 4]. Привід БОП через мальтійський механізм 4-5 забезпечує періодичний (пульсуючий) обертовий рух захоплювального органа, а саме – диска 3 з радіальними пазами на його торцевій поверхні. Під час періодичної зупинки механізму паз диска, що в даний момент знаходиться у верхньому положенні, збігається з лотком 1, який закріплений на нерухомому кронштейні 6. Заготовки 5 (рис 1,б), що засипаються у бункер 2 навалом, внаслідок руху захоплювального органа западають в пази диска у нижньому положенні і піднімаються ним вверх. У верхньому положенні, коли пази диска 3 і кронштейна 4 збігаються, заготовки, оскільки диск встановлений під певним кутом до горизонтальної площини, під дією сили тяжіння зісковзують по пазу кронштейна у лоток 1. Для покращання умов зісковзування заготовок робочу поверхню диска 3 виготовляють конічною. Поверхні кронштейна 4 і дна лотка 1 та основа паза диска, що у цей момент знаходиться у верхньому положенні, лежать в одній площині. У разі переповнення лотка заготовки залишаються в пазу диска і переміщаються знову у нижнє його положення. З метою запобігання заклинюванню у місцях переходу заготовок із паза диска по кронштейну у лоток (в разі його переповнення), паз кронштейна з одного боку (у напрямку обертання диска) виконано відкритим. Центральна вісь БОП утворює з вертикаллю кут . Фактична продуктивність бункерно-орієнтувального пристрою з радіальними пазами визначається за формулою
,
де – фактична продуктивність; – теоретична (максимальна) продуктивність; – коефіцієнт заповнення, який визначається за формулою
. (1)
а)
б)
Рис. 1. Бункерно-орієнтувальний пристрій з радіальними пазами: а – принципова кон-структивна схема; б – захоплювальний орган (диск з радіальними пазами – фотографія)
Теоретична (максимальна) продуктивність БОП з радіальними пазами визначається згідно з виразом
, (2)
де – максимальна кількість деталей, що одночасно можуть знаходитися в пазу диска; – кількість пазів на диску, – частота обертання диска.
Коефіцієнт заповнення k та продуктивність БОП залежать від таких параметрів [4]:
діаметра диска з радіальними пазами (рис. 1, а);
діаметра кронштейна ;
довжини паза ;
глибини паза ;
кута нахилу паза диска ;
кута нахилу паза диска до горизонту у верхньому положенні ;
частоти обертання диска з радіальними пазами .
Під час проектування та виготовлення БОП із радіальними пазами для орієнтації заготовок 5 (рис. 1, б) ( – діаметр заготовки) із конструктивних міркувань рекомендують приймати [4]: кількість пазів диска ; довжину паза ; діаметр кронштейна ; кут нахилу паза ; глибину паза на мм меншу за товщину деталі.
Зміна кута нахилу паза диска до горизонту у верхньому положенні істотно впливає на продуктивність БОП, адже веде до зміни умов западання деталей у пази диска та величини пришвидшення ковзання заготовок. Збільшення кута викликає зростання сили, завдяки якій відбувається зісковзування деталей, але одночасно погіршуються умови западання їх у пази диска. Отже, існує оптимальний кут нахилу паза , що забезпечує максимальну продуктивність, яку можна визначити експериментально [3, 4].
Пришвидшення, з яким заготовка ковзає по пазу диска, залежить від величин і напрямків дії сил тяжіння та тертя і визначається виразом
, (3)
де – пришвидшення сили земного тяжіння, – коефіцієнт тертя заготовки до поверхні диска.
Згідно з позначеннями (рис. 1, а) кут нахилу паза диска до горизонту у верхньому положенні становить , тому
. (4)
Оскільки для цього БОП значення кута є конструктивно заданим і незмінним, то кут залежить тільки від величини кута .
Мінімальний кут нахилу паза до горизонту , за якого деталі починають зісковзувати по лотку, можна визначити із умови рівності нулю значення пришвидшення руху заготовки по пазу диска.
Прирівнявши праву частину виразу (3) до нуля, отримаємо
, (5)
де – кут тертя.
Тоді, відповідно до виразу (4), отримаємо
. (6)
Згідно з [3, 4], рекомендують приймати значення кута .
Із збільшенням частоти обертання захоплювального органа (диска з пазами) продуктивність БОП, відповідно до виразу (2), спочатку зростає, досягає максимуму, а потім починає спадати, оскільки не всі деталі, що знаходяться у пазу, встигають випасти в приймальний лоток за інтервал часу періодичної зупинки пристрою.
Частота обертання захоплювального органу є оптимальною, коли тривалість його зупинки (вистою) та тривалість ковзання заготовки по усій довжині паза диска (у верхньому його положенні) аж до входу у лоток є рівні. У цьому випадку продуктивність досягає свого максимального значення. Якщо частота обертання захоплювального органа перевищує оптимальну, тобто , то продуктивність БОП починає зменшуватися, так як не всі заготовки встигають зісковзнути у лоток. У разі зменшення частоти обертання диска, тобто , продуктивність згідно з виразом (2) також зменшується.
Частоту обертання n захоплювального органа БОП можна визначити за виразом
, (7)
де Т – тривалість періодичного руху (повороту) захоплювального органа (диска з радіальними пазами) на один паз, z – кількість пазів.
Своєю чергою
,
де tв– тривалість вистою диска; tp – тривалість руху диска.
Для випадку, коли у приводі використовують мальтійський механізм [2]:
та . (8)
Тривалість ковзання заготовки від крайнього верхнього її положення в пазу диска до входу у приймальний лоток визначається за виразом
.
Для випадку вибору оптимальної частоти обертання диска ():
. (9)
Підставивши значення для Т із формули (8) та врахувавши вирази (9) і (3) у формулі (7), оптимальне значення частоти обертання захоплювального органа можна розрахувати за таким виразом:
. (10)
2. Опис експериментальної установки
Бункерно-орієнтувальний пристрій з радіальними пазами 1 (рис. 2, а, б) разом із приводом (електродвигуном постійного струму 2, пасовою передачею 3, черв'ячною передачею 4 та мальтійським механізмом 5) закріплені на основі 6, яка, завдяки поворотному столу, встановлюється на тумбі 11 під необхідним кутом до горизонту.
Зміна кута нахилу БОП здійснюється вручну і відраховується по шкалі 7 поворотного столу, який у нахиленому положенні фіксується важелем 8. Ввімкнення приводу здійснюється тумблером 10, а зміна частоти обертанням перемикача 9.
3. Опис електричної схеми приводу БОП
До приводу БОП, окрім пасової та черв'ячної передач і мальтійського механізму, відноситься також електродвигун постійного струму М1 (ДТА-40, N( 40 Вт, n = 3000 об/хв), живлення якого здійснюється від мережі змінного струму із напругою 220 В через трансформатор – Т1 і випрямний міст VD1 –VD4 (рис. 3). Частота обертання вала електродвигуна змінюється перемикачем S2 шляхом ступінчастого регулювання напруги на вторинній обмотці трансформатора, який під'єднано до мережі живлення через запобіжник FU1 та вимикач S1.
а) б)
Рис. 2. Експериментальна установка для дослідження роботи бункерно-орієнтувального пристрою з радіальними пазами:
а – принципова конструктивна схема; б – фотографія реальної експериментальної установки.
Рис. 3. Електрична схема приводу БОП з радіальними пазами
4. Послідовність виконання роботи
1. Для заданого коефіцієнта тертя f, використовуючи вирази (5) і (6), розрахувати мінімальний кут нахилу БОП (), за якого деталі починають зісковзувати у приймальний лоток.
2. Для чотирьох, заданих викладачем, положень перемикача 9 (рис. 2), шляхом хронометрування визначити відповідні частоти обертання (n1, n2, n3, n4) захоплювального органа (диска з радіальними пазами).
3. Встановити першу із заданих частот обертання диска n1.
4. Обертаючи поворотний стіл (рис. 2, б), виставити БОП під кутом (згідно зі шкалою 7) і зафіксувати його положення важелем 8.
5. Завантажити деталі в чашу БОП.
6. Увімкнути установку за допомогою тумблера 10.
7. Визначити дійсну продуктивність Q, підраховуючи кількість виданих БОП деталей за 60 секунд. Дослідження для заданої частоти обертання захоплювального органа і певного кута ( виконати три рази і підрахувати Qср.
8. Збільшуючи кут нахилу ( на 5(, виконати дослідження, аналогічні до пункту 7, до того часу, поки продуктивність не дорівнюватиме нулю.
9. Для решта частот обертання диска (n2, n3, n4), визначених у пункті 2, виконати аналогічні операції і розрахунки згідно з пунктами 4, 5, 6, 7, 8.
10. Використовуючи формулу (2), виконати розрахунок теоретичної продуктивності БОП , а за формулою (1) коефіцієнт заповнення k для кожної із частот обертання диска з радіальними пазами.
11. Для всіх кутів нахилу БОП за формулою (10) розрахувати оптимальні значення частот обертання захоплюючого органу nопт.
12. Результати експериментальних вимірювань та розрахунків занотувати у таблицю 1.
13. Для всіх частот обертання диска (n1, n2, n3, n4) побудувати графіки залежностей k = k() в одній системі координат.
14. За результатами виконаної роботи зробити висновки щодо якісної відповідності результатів експериментальних досліджень теоретичним залежностям.
5. Вихідні дані
1. Коефіцієнт тертя деталей по диску f=0,2.
2. Кут нахилу паза диска (=100.
6. Вимоги до змісту і оформлення звіту
На титульній сторінців вказати назву університету, інституту, кафедри, на якій виконується робота, номер і назву роботи, прізвище та ініціали студента, а також викладача, який перевіряє роботу, рік виконання роботи.
1. Вказати мету роботи.
2. Показати схему БОП (рис.1, а).
3. Навести необхідні теоретичні відомості та всі розрахунки, що здійснювались під час виконання лабораторної роботи.
4. Результати розрахунків та експериментальних вимірювань подати у вигляді таблиці 1.
5. Графічні залежності k = k() зобразити на міліметровці.
6. Навести висновки з роботи.
Таблиця 1.
Результати експериментальних вимірювань та розрахунків
n
(1
(2
-//-//-
(n
Q1
Q2
Q3
Qcp
QT
K
Q1
Q2
Q3
Qcp
QT
K
Q1
Q2
Q3
Qcp
QT
K
Q1
Q2
Q3
Qcp
QT
K
об/хв
штук/с
-
штук/с
-
штук/с
-
штук/с
-
n1
n2
n3
n4
7. Спеціальні вимоги з техніки безпеки
1. Не вмикати прилади і обладнання без дозволу викладача.
2. Усі вимірювання та експериментальні дослідження проводити тільки за умови надійного заземлення обладнання і приладів.
3. У разі виявлення несправності приладів чи обладнання негайно вимкнути їх від мережі живлення і повідомити викладача.
4. Під час зміни кута нахилу БОП його необхідно підтримувати за консольну частину плити.
8. Контрольні запитання
1. Яка мета роботи ?
2. Яка послідовність виконання роботи ?
3. Опишіть конструкцію та принцип роботи БОП з радіальними пазами.
4. Які параметри та режими роботи і як впливають на продуктивність БОП?
5. За яких умов отримано вираз для визначення оптимального значення частоти обертання захоплювального органа nопт ?
6. Як і чому змінюється продуктивність БОП у разі збільшення частоти обертання захоплювального органу n порівняно із nопт та під час зменшення n порівняно із nопт ?
Список літератури
1. Автоматизация загрузки прессов штучными заготовками. – М.: Машиностроение, 1975. – 280 с.
2. Волчкевич Л.И., Кузнецов М.И., Усов Б.А. Автоматы и автоматические линии. Часть II. – М.: Высш. шк., 1976. – 336 с.
3. Малов А.Н. Загрузочные устройства для металлорежущих станков. – М.: Машиностроение, 1972. – 400 с.
4. Повидайло В.А., Беспалов К.И. Расчёты и конструирование бункерных загрузочных устройств. – М.: Машгиз, 1959. – 235 с.
НАВЧАЛЬНЕ ВИДАННЯ
ВИВЧЕННЯ КОНСТРУКЦІЇ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ БУНКЕРНО-ОРІЄНТУВАЛЬНОГО ПРИСТРОЮ
З РАДІАЛЬНИМИ ПАЗАМИ
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ТА ІНСТРУКЦІЯ
до лабораторної роботи № 6
з дисципліни „Основи автоматики та автоматизації в галузі”
для студентів базового напряму
6.0902 „Інженерна механіка”
Укладачі
Редактор
Комп’ютерне верстання
Боровець Володимир Михайлович
Шенбор В'ячеслав Станіславович
Шпак Ярослав Володимирович
Серкіз Орест Романович
Ольга Грабовська
Здано у видавництво 24.01.2007. Підписано до друку 25.01.2007.
Формат 70(100/16. Папір офсетний. Друк на різографі.
Умовн. друк. арк. .Обл.. –вид. Арк. .
Наклад 100 прим. Зам.
Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”
Реєстраційне свідоцтво серії ДК № 751 від 27.12.2001 р.
Поліграфічний центр Видавництва
Національного університету “Львівська політехніка”
Вул. Ф.Колеси, 2, Львів, 79000
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора