А.Н. Трусова Автоматизация технологических процессов и производств

20
Шаг t спирали вибродорожки определяют из условия
t = k d + δ ,	(20)

где t – шаг подъема спирального лотка, мм; d – диаметр изделия, лежащего на лотке (для тел вращения); для призматических d = h, где h – высота изделия; для плоских d = b, где b – ширина изделия, мм; δ –

толщина лотка, определяется технологией изготовления в пределах

δ = (1 ÷3) мм.

При lИ /d = 1…1,5 коэффициент k рассчитывается по формуле

k =	lИ2	/ d 2 +1		.
		f 2	+1

При lИ /d > 1,5 коэффициент принимается равным k = 1,5. Если чаша многозаходная, то шаг спирали при n заходах

t = (k d + δ) n .

(21)

(22)

Рис. 2. Цилиндрические и конические чаши ВБЗУ

При нарезке спирали на станке шаг нарезки округляют до бли-

жайшего большего числа из ряда: 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 32, 36, 38 мм.

Угол подъема спирали лотка
β = arctg(t ( π DB )) .	(23)

Диапазон изменения угла β = 0,2 ÷5 °, но при увеличении угла

подъема лотка до 2˚ скорость перемещения заготовок снижается примерно на 10-15 %. Угол наклона а вибродорожки к обечайке чаши выбирают исходя из способа ориентирования изделия и конфигурации

21

его. Для того чтобы заготовки перемещались в один слой, лоток выполнен с углом α = 94º.

В случае многозаходной чаши внутренний диаметр ее должен удовлетворять выражению

	DB ≥	tn	,	(24)
		π tgβ

где tn – шаг многозаходной спирали, мм; ß – угол подъема спирали лотка.

Ширина вибродорожки

B =b +a −0,5	D2		−l 2 + DB		2	,	(25)
		B	И
где а — зазор между изделием			и направляющим				буртиком,
a = (0,5 ÷ 2,0) мм, при отсутствии буртика а = 0; b – ширина детали, мм.
Ширина лотка с буртиком
BO = B + 3 .							(26)
В зависимости от типоразмера чаши толщину дна принимают
H Д ≈ 2L3, мм .							(27)
Угол конуса чаши выбирают в диапазоне γO =150 ÷170 °.
Диаметр конуса
DK = DB − 2 BO .							(28)
Максимальное число каналов вибродорожки
zmax =		0,25 DB		,			(29)
			b + c

где с — ширина перемычки между каналами, c = 0,5 ÷1,5 мм. Максимальное число вибродорожек (заходов) в чаше определяет-

ся по формуле с дальнейшим округлением до целого числа в меньшую сторону

	nmax =	π DB tgβ	,	(30)
		lИ tgβ+ h

где h – высота изделия, мм.

Расчет параметров движения изделия и колебательной систе-

мы включает определение частоты вынужденных колебаний лотка; амплитуды; приведенной массы; жесткости пружинных стержней; размеров пружинных стержней (длины l, диаметра d или сечения bхh).

Определяем требуемый угол наклона подвесок α, исходя из обеспечения необходимой скорости перемещения заготовок по формуле

22

	tgα =		206		,	(31)
		f	Л	V
				СР

где VСР - средняя скорость перемещения заготовок, м/мин; fЛ – частота колебаний лотка, 1/с.

Угол наклона подвесок α должен находиться в пределах 5-45˚. Определяем амплитуду колебания лотка ХН (в см), при которой

обеспечивается скорость VСР, по формуле

	X Н =	3,32 g	,	(32)
		ω2 tgα

где g – ускорение свободного падения, g = 9,81·102 см/с2; ω – круговая частота колебаний лотка, 1/с,

ω = 2 π fЛ .

(33)

Конструктивно подвески можно выполнять круглыми или плоскими (набранными из пластин). При использовании плоских пружин необходимо определить их длину, ширину и толщину; при круглых – длину и диаметр.

Параметры пружин определяем из условия, что подвеска представляет собой балку, закрепленную жестко с двух сторон. Расчетная схема пружин показана на рис. 3.

При плоских пружинах длину l и ширину b задают конструктивно, а толщину (в см) можно определить по формуле

	а =	l	3	G ϕ2	,	(34)
		372		n i b

где а – толщина пружин подвески, см; l – длина пружины, см; b – ширина пружины, см; n – число подвесок; i – число пружин в подвеске; G

– вес колеблющихся частей и загруженных в бункер заготовок, кг; φ – собственная частота колебаний системы, 1/с,

ϕ = 1,1	fЛ .				(35)
При круглых подвесках длину l (см) задают конструктивно, а
диаметр (см) можно определить по формуле
d = 0,0135	4	G l3	ϕ2		(36)
		n	.

Напряжение изгиба (кгс/см2) при максимальном прогибе для плоских пружин определяем по формуле

	σИЗ =	1,5 Е а δ	,	(37)
		l2

23

где Е – модуль упругости, Е = 2,1 106 кгс/см2 ; δ – размах колебаний лотка, см.

Для круглых подвесок

σИЗ

=

1,5 Е d δ

.

(38)

l 2

δ

/2

α

l

Рис. 3. Расчетная схема пружин

Размах колебаний лотка (в см) определяется графически при амплитуде колебания ХН по формуле

δ =	2 X H	.	(39)
	cos α

Если в приводе вибрационного загрузочного устройства со спиральным лотком у каждой подвески установлен один электромагнит перпендикулярно ее плоскости, то его усилие (в кгс) можно определить по следующим формулам:

при плоских подвесках

P =	δ Е b a3		i	,	(40)
	2 l3 µ
			1
где µ - динамический коэффициент, µ =					;
		1 −( fЛ / ϕ)2

24

при круглых подвесках

	P =	0,3 δ Е d 4	.	(41)
		µ l3

Если в приводе вибрационного загрузочного устройства со спиральным лотком имеется один электромагнит, установленный в центре, его усилие P0 (в кгс) при плоских подвесках определяем по формуле

	P	=		δ Е b a3 i n		,	(42)
	0			2 l3 µ sin α
	при круглых подвесках
			0,3 δ Е d 4 n
	P	=			.		(43)
	0			µ l3 sin α

Для прямолинейных вибрационных лотков общее требуемое усилие электромагнита (в кгс) при условии, что он установлен перпендикулярно плоскости пружин, определяется по формуле

P = δ Е b d 3 i n .			(44)
общ	2	l 3 µ

Зная необходимое тяговое усилие электромагнита, можно определить его параметры и выбрать имеющийся электромагнит (расчет электромагнита не входит в задание).

4.4.7. Схемное проектирование подающих лотков, вторичных ориентирующих устройств

В некоторых случаях заготовки полностью не удается ориентировать в ВБЗУ, требуются дополнительные вторичные ориентирующие устройства, также использующие активное и пассивное ориентирование. Схемы некоторых таких устройств приведены в литературе

[1, с. 30-32; 2; 6, с. 349-351].

Кроме МЗУ и ВБЗУ, как основы загрузочных устройств, могут использоваться дополнительные элементы: лотки, отделители, пита-

тели, датчики наличия заготовок и пр. [1, с. 32-33; 2; 3; 6, с. 58-81,

с. 87-100, с. 19-114].

25

5.СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

5.1.Основная литература

1.Автоматизация производственных процессов в машиностроении: Конспект лекций / А.Н.Трусов. – Кемерово: КузГТУ, 1997.

2.Гаврилов А.Н. Автоматизация производственных процессов в приборо- и агрегатостроении: Учеб. для вузов. / А.Н.Гаврилов, М.М.Кузнецов. – М.: Высш. шк., 1968.

3.Кузнецов М.М. Автоматизация производственных процессов: Учеб. для втузов / М.М.Кузнецов, Л.И.Волчкевич, Ю.П.Замчалов. – М.:

Высш. шк., 1978.

5.2.Дополнительная литература

4.Автоматизация дискретного производства / Под общ. ред. Е.И. Семенова, Л.И. Волчкевича. – М.: Машиностроение, 1987.

5.Автоматизация процессов машиностроения: Учеб. пособие для машиностроительных специальностей вузов / Под ред. А.И.Дащенко. – М.: Высш. шк., 1991.

6.Автоматическая загрузка технологических машин: Справ. / Под общ. ред. И.А.Клусова. – М.: Машиностроение, 1990.

7.Волчкевич Л.И. Комплексная автоматизация производства / Л.И.Волчкевич, М.П.Ковалев, М.М.Кузнецов. – М.: Машиностроение, 1983.

8.Волчкевич Л.И. Автоматы и автоматические линии: Учеб. пособие для вузов. Ч. 2 / Л.И.Волчкевич, М.М.Кузнецов, Б.А.Усов. Под ред. Г.А.Шаумяна. – М.: Высш. шк., 1976.

9.ГОСТ 14.309-74. Правила применения средств механизации и автоматизации ПП.

10.ГОСТ 23004-78. Автоматизация и механизация в машино- и приборостроении. Термины и определения.

11.Егоров В.А. Транспортно-накопительные системы для ГПС. – Л.: Машиностроение, 1984.

12.Иванов Ю.В. Гибкая автоматизация производства РЭА с применением микропроцессоров и роботов: Учеб. пособие для вузов / Ю.В.Иванов, Н.А.Лакота. – М.: Радио и связь, 1987.

26

13.Козырев Ю.Г. Промышленные роботы: Справ. – М.: Машиностроение, 1983.

14.Промышленные роботы в машиностроении: Альбом схем и чертежей: Учеб. пособие для технических вузов / Под общ. ред. Ю.М.Соломенцева. – М.: Машиностроение, 1986.

15.РТК и ГПС в машиностроении: Альбом схем и чертежей / Под ред. Ю.М.Соломенцева. – М.: Машиностроение, 1989.

16.Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т. Т. I / Под ред. А.Г.Косиловой, Р.К.Мещерякова. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1985.

5.3.Перечень методических указаний по проведению лабораторных занятий

17.Расчет показателей производительности РТК 16К20Ф3Р132: Метод. указания к лабораторной работе / Сост.: В.А.Полетаев, А.Н.Трусов, А.В.Матисов. – Кемерово: КузПИ, 1992.

18.Определение показателей надежности элементов и систем: Метод. указания к лабораторной работе / Сост.: А.Н.Трусов. – Кемерово: КузПИ, 1989.

19.Оценка степени подготовленности изделия к автоматизированному производству: Метод. указания к практической работе / Сост.: А.Н.Трусов, А.В.Протодьяконов, Г.А.Алексеева. – Кемерово: КузГТУ, 1995.

20.Ориентирование деталей в механических бункерных загрузочных устройствах: Метод. указания к лабораторной работе / Сост.: А.Н.Трусов. – Кемерово: КузГТУ, 1996.

21.Трусов А.Н. Основы оптимального проектирования автоматических систем машин (на примере АЛ и ГПС): Учеб. пособие / А.Н.Трусов, Г.А.Алексеева. – Кемерово: КузГТУ, 1998.

27

ПРИЛОЖЕНИЕ Исходные данные для выполнения контрольной работы

Таблица П1

варианта	№ чер-	Производи-		Периодич-	Частота
	тежа де-	тельность	Материал	ность напол-	колебаний
		станка-		нения бунке-
	тали из	автомата Qа,	детали	ра T, не ме-	лотка
	табл. П2				fЛ ,c-1
№
		шт/мин		нее мин
1	1	150	сталь	30	50
2	2	200	сталь	20	50
3	3	175	латунь	25	100
4	4	150	латунь	40	100
5	5	250	сталь	30	50
6	6	270	алюминий	40	100
7	7	175	медь	20	50
8	8	220	алюминий	40	100
9	9	150	текстолит	35	100
10	10	300	медь	45	100
11	11	130	медь	45	50
12	12	195	текстолит	30	100
13	13	150	текстолит	30	50
14	14	190	латунь	30	100
15	15	75	латунь	30	50
16	16	240	алюминий	40	100
17	17	330	сталь	30	100
18	18	30	сталь	20	100
19	19	25	алюминий	20	50
20	20	175	оргстекло	25	50
21	21	100	алюминий	25	50
22	22	50	сталь	20	100
23	23	200	алюминий	25	50
24	24	320	текстолит	25	100
25	25	235	латунь	40	50
26	26	200	текстолит	30	100
27	27	180	сталь	35	100
28	28	320	латунь	40	50
29	29	290	сталь	35	100
30	30	100	сталь	25	50

			28
	Чертежи деталей к вариантам				Таблица П2
№	Чертеж детали		№	Чертеж детали
1			6
2			7
3			8
4			9
5			10

29

			Продолжение табл. П2
№	Чертеж детали	№	Чертеж детали
11		16
12		17
13		18
14		19
15		20