1.7 Характер движения исполнительных органов
Анализируется процесс (законченный цикл или отдельный период) валочных, погрузочных или транспортных работ. При этом учитываются особенности технологического оборудования машины (например, валочные машины фронтального или флангового действия, рычажные или манипуляторные).
При выполнении пункта следует рассматривать цикл работы (для машин циклического действия): с момента подхода машины к объекту (дереву, пачке деревьев и т.д.) до момента его погрузки (выгрузки) или передачи на следующий технологический этап.
Целесообразно привести поясняющую схему движения машины и позиционирование отдельных элементов ее технологического оборудования в процессе выполнения работ (рисунок 1.2).
Рисунок 1.2 – Схемы, поясняющие цикл работы оборудования
1.8 Составление и анализ схематики машины и оборудования
Выбор расчетной схемы зависит от условий поставленной задачи и принятого метода ее решения. В зависимости от этого конкретизируются параметры изучаемой машины: характеризующие компоновочное решение, кинематику привода или рабочего оборудования, нагружение или прочность несущих конструкций, надежность машины, безопасность и т.д. Результатом являются компоновочные или кинематические схемы машины, силовые, структурные, эквивалентные и др.
В данном пункте предлагается составить кинематическую схему привода машины. Она необходима для анализа передаточного механизма, характера распределения потока мощности и вращающего момента, создаваемых на ведущем звене, исполнительных механизмов машины и рабочего органа, взаимодействующих с поверхностью качения или обрабатываемым предметом.
Для выполнения схемы принимаются во внимание технические характеристики машины, описание ее конструктивного исполнения, расположение функциональных узлов движителя и технологического оборудования.
Для анализа схемы выполняется расчет потребной мощности или движущего усилия на ведущем звене механизма, проводимый по величине момента Мр или силы Рр на его исполнительном органе. В зависимости от типа и характера нагружения исполнительного органа мощность на валу двигателя определяется по формулам:
Здесь мощность выражается в кВт, движущее усилие – в Н м или Н; частота вращения вала исполнительного органа nр – в об/мин (мин-1), скорость движения исполнительного органа Vр – в м/с.
При последовательной схеме передачи мощности от двигателя к исполнительному органу (рисунок 1.3) общий КПД передачи ƞ определяется как произведение КПД ƞ1 ƞ2,… отдельных элементов передачи:
ƞ = ƞ1 ƞ2… ƞn.
Рисунок 1.3 – Кинематическая схема последовательно соединенных элементов
При параллельной схеме передачи мощности от одного двигателя к нескольким исполнительным органам (рисунок 1.4):
где Np1, Np2,… Npn - мощности, развиваемые на каждом исполнительном органе; ƞ1 ƞ2… ƞn – КПД каждой передачи.
Рисунок 1.4 – Кинематическая схема параллельно соединенных элементов
Если Np1= Np2 = Npn , то
ƞ = n ƞпр,
где
Здесь n – число параллельных передач.
При параллельной схеме передачи мощности от нескольких двигателей к одному исполнительному органу
где Nд1, Nд2…. Nдn – мощность на валу каждого двигателя.
Если Nд1 = Nд2 =….= Nдn, то
ƞ = 1/n` (ƞ1+ ƞ2 +… + ƞn),
где n` - число двигателей.
Если кинематическая схема составлена из последовательно соединенных передач, то нагрузки и скорости для каждого последующего вала, начиная от вала двигателя, определяются соотношениями:
М1 = Мд; М2 = М1ƞ1u1; М3 = М2ƞ2u2 = М1ƞ1 ƞ2u1u2;
Мn = Мn-1 u1u2…un-1 ƞ1 ƞ2… ƞn1 = M1u ƞ;
N1 = Nд; N2 = N1ƞ1; N3 = N2ƞ2= N1ƞ1 ƞ2;
Nn = Nn-1 ƞn-1 = N1 ƞ1 ƞ2… ƞn-1 = N1 ƞ,
где u1, u2,…. un-1 – передаточные числа между двумя последовательно расположенными, начиная от двигателя, валами (ступенями); u – общее передаточное число последовательно расположенных передаточных механизмов.
Для зубчатых передач передаточные числа определяются как через отношение частоты вращения ведущего и ведомого валов n1/n2; n2/n3….., так и через отношение числа зубьев z2/z1, z3/z2 зубчатых колес и шестерен.
Следует заметить, что в понижающих передачах, к которым относятся приводы движителей машин, понятия передаточного числа и передаточного отношения совпадают.