5.3.2. Методики расчета инерционных решеток

Методики расчета инерционных решеток имеются в книгах [6, с. 423 – 428; 8, с. 288 – 316; 2, с. 270 – 272]. Различают проектировочный и проверочный расчеты решеток. В этом подразделе рассмотрим проверочный расчет.

Задача проверочного расчета спроектированной конструкции состоит в проверке значений параметров рабочего процесса решетки (амплитуды и частоты колебаний, скорости транспортирования выбиваемой формы, мощности привода) и в выполнении расчета на прочность основных нагруженных деталей [8, с. 316].

Исходными данными для проверочного расчета являются чертежи и основные показатели технической характеристики решетки.

При проверочном расчете рекомендуется последовательно определять указанные ниже параметры.

5.3.3. Расчет дебалансного вала

Ранее было сказано, что дебалансные детали вибратора конструктивно могут быть выполнены в виде дебалансных валов или дебалансных дисков. Рассмотрим дебалансный элемент в виде дебалансного вала (рис. 5.3 [8, с. 308 – 309]).

Рис. 5.3. Дебалансный вал

Дебалансный вал имеет шейки 1 и расположенную между ними дебалансную массу 2. Дебалансная часть вала выполняется обычно цилиндрической, с осью О´ – О´, смещенной относительно оси О – О вращения вала на величину эксцентриситета r. Сечение дебалансной части вала – сплошное, и с целью экономии материала образующие а – а дебалансной части вала и шеек вала выполняют совпадающими.

Расчет заключается в определении геометрических размеров вала – диаметра дебалансной части D_деб и эксцентриситета r, при которых обеспечивается требуемое значение дебаланса D.

При этом длину L_деб дебалансной части вала принимают конструктивно, а диаметр d_ш шейки вала определяют расчетом, исходя из прочности вала и долговечности принятых подшипников.

Дебаланс D – статический момент, Н ∙ м, неуравновешенной массы вала, вычисленный относительно оси О – О его вращения,

D = i_в · L_деб · γ_в · r, (5.12)

где i_в – количество дебалансных валов в решетке;

γ_в – удельный вес материала вала, Н/м³ (для стали γ_в = 7800 · 9,81 ≈ 76520 Н/м³);

Диаметр, м, дебалансной части вала

D_деб = 2(r + ). (5.13)

5.3.4. Расчет жесткости упругих опор

Корпус выбивных инерционных решеток устанавливают обычно на n_оп отдельных упругих элементах, представляющих собой параллельные соединения жесткостей. Суммарной жесткостью С_оп , Н/м, упругих опор решетки называют отношение усилия Р_оп, Н, воспринимаемого опорами, к величине деформации ∆_оп, м, которая вызывается этим усилием [8, с. 312 – 314]:

С_оп = . (5.14)

Если опоры решетки состоят из n_оп пружин, то усилие, воспринимаемое всеми опорами, равно сумме усилий, воспринимаемых отдельными пружинами:

Р_оп = Р_оп.1 + Р_оп.2 + … + Р_оп.n. . (5.15)

В то же время деформация (осадка) всех пружин одинакова и равна общей осадке корпуса решетки:

∆_оп.1 = ∆_оп.2 = … = ∆_оп.n . (5.16)

Подставляя (5.15), (5.16) в (5.14), получим

С_оп = + + … + = С_оп.1 + С_оп.2 + … + С_оп.n, (5.17)

т.е. при параллельном соединении жесткостей суммарная жесткость равна сумме отдельных жесткостей.

Если в опорах решетки все пружины одинаковые (С_оп.1 = С_оп.2 = … = С_оп.n), то суммарная жесткость С_оп равна произведению жесткости одной пружины С_оп.1 на их число: С_оп = n_оп · С_оп.1.

Жесткость одной цилиндрической винтовой пружины с витками круглого сечения

С_оп.1 = , (5.18)

где G_пруж – модуль упругости материала пружины, Н/м² (для стали G_пруж ≈ 7,85 · 10¹⁰ Н/м² [8, с. 313]);

d_пров – диаметр проволки, м;

d_пруж – наружный диаметр пружины, м;

i_р – число рабочих витков пружины.