Главная       Продать работу       Блог       Контакты       Оплата       О нас       Как мы работаем       Регистрация       Вход в кабинет
Тех. дипломные работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   электроснабжение
   пищевая промышленность
   водоснабжение
   газоснабжение
   автоматизация
   теплоснабжение
   холодильники
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. курсовые работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   детали машин
   электроснабжение
   газоснабжение
   водоснабжение
   пищевая промышленность
   автоматизация
   теплоснабжение
   ТММ
   ВСТИ
   гидравлика и пневматика
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. дополнения
   Отчеты
   Расчетно-графические работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Чертежи и 3D моделирование
   Тех. soft
   Рефераты
   Общий раздел
   Технологический раздел
   Конструкторский раздел
   Эксплуатационный раздел
   БЖД раздел
   Экономический раздел
   Экологический раздел
   Автоматизация раздел
   Расчетные работы

Гум. дипломные работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. курсовые работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. дополнения
   Отчеты
   Расчетные работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Сочинения
   Гум. soft
   Рефераты

Рефераты
   Авиация и космонавтика
   Административное право
   Арбитражный процесс
   Архитектура
   Астрология
   Астрономия
   Банковское дело
   Безопасность жизнедеятельнос
   Биографии
   Биология
   Биология и химия
   Биржевое дело
   Ботаника и сельское хоз-во
   Бухгалтерский учет и аудит
   Валютные отношения
   Ветеринария
   Военная кафедра
   ГДЗ
   География
   Геодезия
   Геология
   Геополитика
   Государство и право
   Гражданское право и процесс
   Делопроизводство
   Деньги и кредит
   ЕГЭ
   Естествознание
   Журналистика
   ЗНО
   Зоология
   Издательское дело и полиграф
   Инвестиции
   Иностранный язык
   Информатика
   Информатика, программировани
   Исторические личности
   История
   История техники
   Кибернетика
   Коммуникации и связь
   Компьютерные науки
   Косметология
   Краеведение и этнография
   Краткое содержание произведе
   Криминалистика
   Криминология
   Криптология
   Кулинария
   Культура и искусство
   Культурология
   Литература : зарубежная
   Литература и русский язык
   Логика
   Логистика
   Маркетинг
   Математика
   Медицина, здоровье
   Медицинские науки
   Международное публичное прав
   Международное частное право
   Международные отношения
   Менеджмент
   Металлургия
   Москвоведение
   Музыка
   Муниципальное право
   Налоги, налогообложение
   Наука и техника
   Начертательная геометрия
   Оккультизм и уфология
   Остальные рефераты
   Педагогика
   Политология
   Право
   Право, юриспруденция
   Предпринимательство
   Прикладные науки
   Промышленность, производство
   Психология
   психология, педагогика
   Радиоэлектроника
   Реклама
   Религия и мифология
   Риторика
   Сексология
   Социология
   Статистика
   Страхование
   Строительные науки
   Строительство
   Схемотехника
   Таможенная система
   Теория государства и права
   Теория организации
   Теплотехника
   Технология
   Товароведение
   Транспорт
   Трудовое право
   Туризм
   Уголовное право и процесс
   Управление
   Управленческие науки
   Физика
   Физкультура и спорт
   Философия
   Финансовые науки
   Финансы
   Фотография
   Химия
   Хозяйственное право
   Цифровые устройства
   Экологическое право
   Экология
   Экономика
   Экономико-математическое мод
   Экономическая география
   Экономическая теория
   Этика
   Юриспруденция
   Языковедение
   Языкознание, филология

Главная > Тех. курсовые работы > машиностроение
Название:
Проектирование и расчет бункера вибрационного для транспортирования сыпучих материалов

Тип: Курсовые работы
Категория: Тех. курсовые работы
Подкатегория: машиностроение

Цена:
1 грн



Подробное описание:

Содержание
Введение………………………………………………………………………………….4
Типовые конструкции вибрационных бункерных загрузочных устройств………….5
Определение основных параметров вибрационных загрузочных устройств………..9
Скорость движения………………………………………………………………………9
Емкость бункера………………………………………………………………………...10
Определение основных параметров движения деталей по вибрационному лотку……………………………………………………………………………………………..13
Расчет конструкции привода вибрационных бункеров загрузочных устройств с гармоническим законом колебаний…………………………………………………………...21
Определение возмущающего усилия вибратора……………………………………...21
Расчет электромагнита вибратора……………………………………………………..22
Конструирование вибрационных бункерных загрузочных устройств……………...27
Библиографический список……………………………………………………………29

 

 

 

 


Введение
Процессы изготовления деталей машин и их сборка взаимосвязаны и трудоемки. По своему назначению эти процессы являются определяющими во всем цикле производства машин. Значение технологических закономерностей действующих в процессе изготовления машин являются основным условием рационального проектирования высокоэффективных технологических процессов. Лишь на базе этих закономерностей может решаться задача автоматизации производства.
В современном автоматизированном производстве бункеры вибрационные получили широкое применение. Они осуществляют равномерную подачу материала в транспортные системы, просты и удобны в эксплуатации, позволяют загружать в них заготовки навалом.
Основной частью вибробункера является бункерная чаша, внутренняя поверхность чаши имеет спиральные выступы, такой ширины , чтобы подаваемые детали могли подниматься по спиральному выступу со дна чаши вверх. Внизу чаши установлен конус, по поверхности которого детали скатываются к периферии чаши. Чаша установлена на пружинных подвесках на основании и совершает крутильные колебания. Вибрация чаши создается обычно механически, либо с помощью асинхронного электромагнита. Электромагнит периодически с частотой в 100 Гц притягивает якорь, прикрепленный к периферии чаши. В результате бункер совершает колебания, амплитуда которых может составлять доли миллиметра. В чашу бункера засыпают детали, которые требуется подать к лотку. На выходе бункера перед лотком установлено ориентирующее устройство. Если деталь приняла не правильное положение, то с помощью специальных устройств сбрасывается в бункер.

 

 

 

Типовые конструкции вибрационных бункерных
загрузочных устройств
При автоматизации загрузки дискретных деталей наибольшее распространение получили вибрационные бункерные загрузочные устройства с одномагнитным приводом. Это обусловлено простотой конструкции и изготовления, удобством настройки и эксплуатации. Типовая конструкция такого устройства приведена на рис. 1.

 

 

 

 


Рис. 1 Конструкция вибрационного бункерного устройства с одномагнитным приводом.
Привод устройства включает в себя основание 1, на котором через прокладку 2 крепится электромагнит 4, три равномерно расположенных пружинных стержня 5 и верхний фланец 9 с якорем 6 электромагнита. Пружинные стержни крепятся к основанию и фланцу одинаковыми клеммными зажимами 10. На основании устанавливают клеммную колодку 3 для подключения катушки электромагнита к питающей электросети. К верхнему фланцу жестко присоединяют бункер, состоящий из емкости 7 и днища 8. Для уменьшения передачи колебаний на машину основание установлено на резиновые амортизаторы 12.
В центре основания и верхнего фланца делают отверстия 11 по 2-му классу точности для ввода центровочной оправки приспособления при монтаже пружинных стержней.
Устройства такой конструкции изготавливают в большом диапазоне размеров – от 100 до 450 мм. Регулирование скорости движения деталей по лотку производят дистанционно изменением напряжения или тока цепи питания.

 

 

 

 

Рис. 2 Конструкция бункерного устройства с регулированием магнитного потока.
На рис. 2 приведена конструкция вибрационного бункерного устройства с одномагнитным приводом, в котором регулирование скорости движения деталей по лотку бункера 6 производится изменением магнитного потока при развороте магнитопровода электромагнита 4 относительно неподвижного якоря 5. Угол разворота ярма, соответствующий определенной скорости движения деталей, устанавливается по шкале 13; установленное положение фиксируется винтовым зажимом 12. Магнитопровод электромагнита жестко крепится к фланцу оси 2, которая помещается в отверстие основания 11. Осевая и радиальная подвижность оси 2 практически должна быть исключена. Конические витые пружинные амортизаторы 8 и 10 обеспечивают достаточную виброизоляцию.
Вибрационные бункерные загрузочные устройства с поворотным электромагнитом разрабатывают малых размеров в случаях, когда допускается грубое регулирование скорости движения деталей по лотку.

 

 

 

 


Рис. 3 Сдвоенное вибрационное бункерное устройство.
В сборочном оборудовании получили распространение сдвоенные вибрационные бункерные устройства рис. 3. Они имеют сразу два бункера 1 и 7, в которые загружают две разные детали. Каждый бункер, имеющий свою систему лотков и ориентирующих устройств, укреплен на жестких фланцах 3 и 8 полукольцами 2 и 12. Фланцы 3 и 8 связаны между собой тремя наклонными пружинными стержнями 13. Верхние концы пружинных стержней крепятся в наклонных отверстиях фланца 3. Нижние концы стержней зажимаются клеммными соединениями 15. В центре к верхнему фланцу прикреплен электромагнит 4 с броневым магнитопроводом, а на нижнем фланце 8 специальной резьбовой направляющей установлен цилиндрический якорь 5.
Загрузочное устройство подвешивается к жесткому основанию 9 непосредственно на пружинных стержнях, которые зажимаются винтами 11. Отверстие 14, в которое пропускается стержень 13, выполняется коническим с двух сторон, причем остается узкий цилиндрический поясок шириной 0,8 - 1,0 мм.
Сдвоенное бункерное устройство дает возможность производить дискретно или непрерывно выдачу деталей при одинаковых или разных скоростях движения их в верхнем и нижнем бункерах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение основных параметров вибрационных
загрузочных устройств
Скорость движения
Производительность загрузочного устройства должна обеспечить работу оборудования с заданной цикловой производительностью. На производительность загрузочного устройства влияет целый ряд эксплуатационных и конструктивных факторов, которые трудно учесть аналитически. К таким факторам относят периодическое изменение напряжения электросети, изменение степени заполнения бункера деталями, непостоянство коэффициента трения, загрязнение лотков, количество загружаемых деталей и т. п. Это вызывает необходимость устанавливать такую расчетную производительность загрузочного устройства Пср, которая превышала бы цикловую производительность Пц=50 кг оборудования, т. е.
(1)
где Kп — коэффициент нестабильности работы загрузочного устройства;
Кп = 0,2—0,3.
Для удовлетворения требований производительности вибрационное загрузочное устройство должно обеспечить соответствующую скорость движения деталей по лотку, определяемую из выражения:
(2)
где Lд— размер детали в направлении движения, мм;
Кз— коэффициент заполнения лотка бункера деталями, движущимися и требуемом ориентированном положении.
Коэффициент заполнения выражается формулой:
Кз=P(lo)Cп, (3)
где P(lo)—коэффициент вероятности ориентирования' положения деталей на выходном лотке;
Сп — коэффициент плотности потока деталей:
(4)
здесь s—среднее значение зазора между движущимися деталями, которое определяется экспериментально.
1. Принимая Кп=0,3, по формуле ( 1 ) находят Пср=72 кг/мин.
2. P(lo) принимаем равным 1;
3. Сп принимаем 0,95;
4. По формуле (3) определяют Кз = 1 ∙ 0,95 = 0,95;
5. Размер типичных кусков порошкообразного груза 0,5≥а>0,005 мм, для расчета умножаем в 10 раз и получаем размер равный 5 мм.
6. Средняя скорость движения деталей по лотку согласно формуле (2) равна
V_d=72/(60∙0,95)∙5=65мм/с;
Емкость бункера
Бункер — это емкость, куда засыпают детали, которые при направленных колебаниях перемещаются по спиральному лотку с заданной скоростью. В вибрационных бункерных загрузочных устройствах получили распространение два типа бункеров: цилиндрические и конические. Преимуществом цилиндрического бункера является простота изготовления. Выбираем цилиндрический бункер.
Диаметр бункера цилиндрического –
(5)
здесь Dв≥ (5- 8) Lд;
где Dв — внутренний диаметр цилиндрического бункера, мм;
δ с — толщина стенки бункера, мм;
Vд—объем загружаемой детали, мм3:
Пц - цикловая производительность машины-автомата;
Т—регламентированный (нормативный) период времени между пополнениями бункера деталями, мм;
Нр— высота заполнения бункера деталями, мм;
lд — длина детали в направлении ее движения (в преобладающем положении), мм;
t—шаг подъема спирального лотка, мм;
—полная высота бункера, мм.
Шаг лотка для цилиндрического бункера

Dср—средний диаметр движения детали по лотку, мм;
Значение угла подъема β спирального лотка выбирают в пределах 0,5—3°; значение эффективного коэффициента трения f по таблице.
Рассчитанные диаметры бункеров D округляют в большую сторону до стандартного размера, соответствующего следующему ряду: 60, 100, 120, 160, 200, 250, 320, 400, 450, 500, 640, 800, 1000 мм. Эти размеры являются определяющим параметром конструкции вибрационного загрузочного устройства.
Определяем минимальный (внутренний) диаметр цилиндрического бункера:
DВ=8lд=8∙5=40 мм.
Конструктивно задаемся высотой заполнения бункера деталями
Нр=2,5h=2,5(1,5d + δ л)=2,5(1,5∙ 5 + 2)=24 мм.
Определяют объем загружаемой детали:
Vд=125мм3
По формуле (5) находим диаметр бункера (с учетом толщины стенки δс=2 мм):
D=D_в1+2δ_с=3√((125∙50∙10)/(3,14∙24))+2∙2=90 мм.
Проверяем полученное значение DВ1 по условию проходимости, для чего сравниваем его со значением DВ. Для рассматриваемого примера Dв1 > Dв, что удовлетворяет условию (5).
Уточняем размер наружного диаметра по стандартному ряду и принимаем D=100 мм, после чего уточняют внутренний диаметр:
DВ1=100 – 2 ∙ 2 = 96 мм.
8. Определяют полную высоту бункера:
H=Hp+h=24 +9,5 =34 ≈ 35 мм.

 

 

Определение основных параметров движения деталей по вибрационному лотку
При синусоидальном токе в цепи, питания электромагнитного возбудителя колебаний индукция в зазоре между якорем и ярмом соответствует гармоническому закону и выражается следующей зависимостью:

где Вm — амплитудное значение индукции;
ωэ — частота питающего напряжения электросети.
Возмущающее усилие определяется по формуле:

где S—площадь сечения пакета (железа) магнитопровода.
Обозначим: 4,06∙ 10-2SB2т=Qэ, тогда

откуда следует, что частота изменения возмущающего усилия электромагнита в 2 раза выше частоты сети. Это может быть наглядно представлено графиком (рис.3).
Если принять, что и 2 ωэ = p, то выражение для возмущающего усилия электромагнита будет:

где Q — амплитудное значение возмущающего усилия.

Рис.3 Кривые изменения напряжения сети U, усилия возбудителя колебаний Q и амплитуды колебаний а.
При постоянной жесткости упругой системы (пружинных стержней), т. е. с = const, амплитуда колебаний А пропорциональна возмущающему усилию Q{t). Следовательно, закон колебаний лотка вибрационного бункерного загрузочного устройства можно записать в следующем виде:
a = A(1 – cos pt),(8)
где a—текущее перемещение лотка в направлении колебаний;
А — амплитуда колебаний лотка;
p — вынужденная частота колебаний.
За начало координат принято крайнее нижнее положение лотка.

Рис.4 Схема сил, действующих на деталь при гармоническом колебании лотка: а — начальный момент — движение детали вместе с лотком; б — момент отрыва детали от поверхности лотка при у = 0.
Если на лоток бункера, направленный к горизонту под углом β положить твердое тело—деталь, то при направленном колебании лотка под углом α на деталь будут действовать силы, схема которых показана на рис.4. На деталь действуют сила тяжести G, создающая нормальную реакцию N между лотком и деталью, сила трения F, возникающая при движении детали по лотку, а также сила инерции детали массой m, имеющей ускорение :

Действие силы инерции I совпадает с направлением колебаний лотка.
Рассмотрим в упрощенном виде схему движения детали по лотку, который совершает направленные гармонические колебания (8), для чего направим координатную ось х вдоль лотка, а ось у — перпендикулярно ей. Проецируя действующие на деталь силы на координатные оси, записывают систему уравнений относительного движения центра тяжести детали по наклонной поверхности лотка в следующем виде:
(9)
где х—текущая координата центра тяжести детали;
у — текущая координата нижней поверхности детали.
Сила сухого трения F пропорциональна силе давления между трущимися поверхностями N и меняет свое направление при изменении скорости. Для рассматриваемой задачи, когда деталь находится на поверхности лотка, т. е. у = 0, силу трения в функции скорости можно выразить следующим образом:

где f – коэффициент трения детали по лотку при движении.
Для анализа явлений, происходящих при перемещении деталей по лотку, используют второе уравнение (9), характеризующее действие сил в плоскости, перпендикулярной к направлению лотка. В начальный момент движения лотка (при начальных условиях t=0 и у=0) это уравнение примет вид:

откуда следует, что в этот момент деталь прижимается к поверхности лотка усилием

что обусловливает в свою очередь значительную силу трения между деталью и лотком

направленную в сторону, противоположную направлению движения лотка. Увеличению силы трения способствует суммарное действие силы тяжести G и силы инерции детали I. Поэтому в начальном этапе колебательного движения, когда скорость лотка еще мала, деталь перемещается совместно с лотком.
При дальнейшем возрастании скорости движения лотка возрастает и сила инерции детали, что способствует уменьшению значения N. Если же значение нормальной составляющей силы инерции сравняется с нормальной составляющей силы тяжести, то деталь может оказаться в состоянии невесомости, что характеризует начало отрыва детали от лотка (рис.4, б). Это соответствует начальным условиям: при t = t0 и y=0 и N=0 и F=0. Тогда из второго уравнения (9) следует:

и можно определить значение фазового угла колебательного движения лотка, при котором начинается отрыв детали:

Значение (cos pto) характеризует режим работы вибрационного загрузочного устройства. При (cos pto) < I деталь начнет отрываться от лотка и будет совершать релаксационное движение. Практически удобнее пользоваться величиной, называемой коэффициентом режима работы вибрационного бункерного загрузочного устройства:
(10)
где p=2πνв— круговая частота вынужденных колебаний;
νв - частота вынужденных колебаний лотка, Гц.
Коэффициент режима Rо характеризует “отрывность”, скорость движения детали по лотку и максимальный угол подъема лотка (угол спирали в вертикальной плоскости) . При значении Ro ≤ 1 детали движутся без отрыва от лотка с проскальзыванием. При Rо = 3,3 наступает режим непрерывного подбрасывания, и соприкосновения детали с лотком происходят в момент удара. Такой режим работы вибрационного бункерного загрузочного устройства практически непригоден для ориентированной выдачи деталей из бункера.
В практике проектирования вибрационных бункерных загрузочных устройств значения коэффициента режима выбирают из условия обеспечения требуемой плавности движения деталей по лотку: Rо<1 при безотрывном движении, 1≤ Rо ≤ 1,16—при плавном движении без заметного отрыва и Rо=1,16—1,7—при движении с подбрасыванием. При таких режимах определяют все расчетные и конструктивные параметры устройств.
Среднюю скорость движения детали по лотку в установившемся режиме работы устройства определяют по формуле:
(11)
где v - амплитудное значение скорости колебательного движения лотка;
Kv — коэффициент, учитывающий снижение средней скорости движения детали относительно амплитудного значения скорости лотка.
Значение коэффициента kv , зависит от конструктивных параметров вибрационного загрузочного устройства и режима его работы, т. е. от значения Rо. Для практических расчетов можно воспользоваться формулами определения приближенного значения kv :

где kв — коэффициент восстановления, представляющий собой отношение проекций скорости детали на ось у до и после удара и зависящий от материала соударяющихся тел. График значения коэффициента k (с) в функции kВ приведен на рис.5.

Рис.5 График значений коэффициента kс в зависимости от коэффициента восстановления kВ.
Значения коэффициентов трения определяют экспериментально. При вычислении Kv для Ro<l значение f принимают равным значениям коэффициентов трения скольжения, а при вычислении kv для Rо>1 можно воспользоваться данными, приведенными в табл.1. Коэффициенты трения скольжения f на 20—30% выше значений эффективных коэффициентов f1, указанных в таблице.
Решив уравнение (11) относительно А и подставив полученное выражение в формулу коэффициента режима Ro (10), получают расчетную формулу определения угла бросания (α - β) в следующем виде:

откуда и находят искомое значение угла направления колебаний α.
Для режимов работы вибрационных загрузочных устройств с подбрасыванием величину угла (α - β) можно определить по номограмме (рис.6) в зависимости от требуемой средней скорости движения деталей по лотку и заданной вынужденной частоты колебаний νв = l00 Гц. (нижнее семейство кривых, обозначенное Ro).
Рис. 6.17. Номограмма определения значений угла (α - β).
Определим углы направления колебаний α в вибрационном бункерном загрузочном устройстве, работающем в режиме R0=1,2 с частотой колебаний νв=100Гц. Средняя скорость движения детали по лотку Vд=65мм/с при kv=0,3, угол подъема лотка β=1°.
От точки Vд=65мм/с (нижняя шкала) проводят вертикальную линию до пересечения с кривой R0=1,2 для νв=100Гц. От точки пересечения проводят горизонтальную линию до пересечения с кривой kv=0,3, откуда проводим вертикальную линию к врхней шкале. По верхней шкале считываем полученные значения угла (α-β) и вычитаем величину угла β.
Таким образом , получим α-β=4°, α=5° при νв=100Гц.
Определим вертикальную и горизонтальную составляющие амплитуды вибрационного загрузочного устройства с раздельными колебаниями, обеспечивающего среднюю скорость движения деталей по лотку Vд=65мм/с при частоте колебаний νв=100Гц, при коэффициенте скорости kv=0,3 и коэффициенте режима R0=1,2.
Для решения этой задачи воспользуемся формулами
А_х=V_(д.х)/(2πν_в k_v )≈А_г
А_у=(R_0^((э)q))/(4π^2 ν_в^2 ) cosβ≈А_в,
где – Аг и Ав – горизонтальная и вертикальная составляющие амплитуды колебаний, значения которых обеспечиваются соответствующими возбудителями колебаний.
А_в=(1,2∙9800)/(4π^2∙〖100〗^2 )=0,03мм;
А_г=65/(2π100∙0,3∙1)=0,35мм.

 

 

 

 

Расчет конструкции привода вибрационных бункеров загрузочных устройств с гармоническим законом колебаний
Расчет конструкции привода вибрационнго бункерного загрузочного устройства включает в себя определение размеров пружинных стержней и конструктивных параметров электромагнитного возбудителя колебаний.
Рациональный режим работы бункера – околорезонансный. В этом режиме работы можно получить требуемую амплитуду колебаний при минимальной возмущающей силе. Кроме того, амплитуда колебаний в околорезонансном режиме сравнительно малочувствительна к изменению загрузки бункера деталями и колебаниями напряжения в сети.
При расчете следует принимать частоту собственных колебаний ν системы несколько большую, чем частота вынужденных колебаний :
ν=k_в ν_в,
где kv- коэффициент, учитывающий отклонение режима работы от резонансного.
Принимаем kv=1,08
ν=1,08∙100=108Гц.
Частоту собственных колебаний вибросистемы определяют по формуле:
ν=1/2π √(с/m_пр )
Определение возмущающего усилия вибратора
Возмущающее усилие вибратора должно обеспечить заданную амплитуду колебания лотка бункера при известной жесткости пружинных стержней.
Для вибрационных загрузочных устройств диаметром бункера до 450 мм при известных значениях длины и диаметра пружинных стержней с достаточной для практических расчетов точностью можно найти значение возмущающего усилия Q по номограмме в зависимости от заданной величины А0 относительно амплитуды колебаний. В номограмме учтены возможные конструктивные исполнения периодов вибрационных бункерных загрузочных устройств.
Искомые значения усилия определяют: а) по горизонтальной шкале Qв, расположенной внизу номограммы, - для одновибраторного привода.
Найденные по номограмме значения возмущающего усилия соответствуют колебательной системе с динамическим коэффициентом λ=4.
Определим по номограмме возмущающее усилие при конструктивных параметрах вибрационного бункерного загрузочного устройства: l=215 мм; d=12 мм; А0=0,55 мм; φ=30°; λ=5,7.
Для одновибраторного привода возмущающее усилие определяют следующим образом. На шкале значений l находят величину l=215 мм и проводят горизонтальную линию до пересечения с кривой диаметра d=12 мм. Из полученной точки пересечения проводят вертикальную линию до пересечения с наклонной прямой значений амплитуды колебаний А0=0,32 мм.
Из этой точки проводят горизонтальную линию до пересечения с наклонной прямой значений угла φ=30°. Из полученной точки пересечения опускают вертикальную линию на нижнюю шкалу значений Qв возмущающего усилия. В данном случае усилие составляет 21,2 кгс.
Расчет электромагнита вибратора
Расчетное усилие электромагнита
Qр=(1,1 – 1,5) Qв
Qр=1,1∙21,2=23,32 кгс.
Амплитуда колебаний в направлении установки электромагнита Ав=0,32 мм.
Напряжение сети питания катушки электромагнита: U=220В.
Расчетное эффективное напряжение сети, при котором должно быть обеспечено расчетное усилие электромагнита: Uр=kU∙U В,
где kU=0,75-0,1 – коэффициент, учитывающий возможное изменение напряжения сети.
Uр=0,75∙220=165 В.
Определение конструктивных параметров электромагнита
Конструктивный фактор электромагнита:
К_ф=√(2Q_р )/(0,1s_μ ),
где s_μ- магнитный зазор: s_μ= Ав+(0,1-0,5) мм.
s_μ=0,32+0,1=0,42 мм.
К_ф=√(2∙23,32)/(0,1∙0,42)=162,6
Максимальное значение индукции Вm (Вб/см2) определяем в зависимости от значения конструктивного фактора Кф по графику. Вm=1,43∙10-4Вб/см2.
Сечение и предварительные размеры магнитопровода
S=Q_р/(2,01∙〖10〗^6 В_m^2 ) 〖мм〗^2.
S=23,32/(2,01∙〖10〗^6∙〖(1,43∙10^(-4))〗^2 )=567 мм^2.
Магнитопровод изготовляют из стандартных пластин типа Ш и УШ, для которых отношение высоты окна к его ширине nк=h/l1 = 40/16=2,5 и размеры пластин и магнитопровода выбирают по данным таблицы. Выбираем Ш-16.
Приведенное значение индукции
Без выпрямителя –
В=Вm Вб/см2
В=1,43∙10-4Вб/см2.
Число витков привода в катушке:
ω=(200√2∙U_р)/(2πf_э ВS),
где f_э- частота сети.
ω=(200√2∙165)/(2∙π∙50∙1,43∙10^(-4)∙567)=1830
Индуктивное сопротивление электромагнита:
ωL_0=9,8∙〖10〗^(-8) (Sω^2)/s_μ Ом.
ωL_0=9,8∙〖10〗^(-8) (567∙〖1830〗^2)/0,42=443 Ом.
Эффективное значение тока:
без выпрямителя-
i_э=√(1+0,5(А_в/s_μ )^2 )∙U/(ωL_0 ) A;
i_э=√(1+0,5(0,32/0,42 )^2 )∙220/443=0,97 A.
Диаметр провода (без изоляции) обмотки катушки:
d=√((1,27i_э)/∆I) мм,
где ∆I- допустимое значение плотности тока; ∆I=2 – 6 А/мм2.
При регулировании амплитуды колебания загрузочного устройства изменением напряжения или тока принимают большее значение, при регулировании изменением зазора или магнитного потока – меньшее значение.
d=√((1,27∙0,97)/2)=0,78 мм.
Расчетное сечение катушки:
S_к=(πd^2 ω)/(4k_зс ) мм^2,
где k_зс - коэффициент заполнения сечения катушки выбираем по таблице. k_зс=0,42.
S_к=(π〖∙0,12〗^2∙1830)/(4∙0,42)=49 мм^2.
Размеры катушки:
Длина катушки
l_к=h=√(S_к n_к ) мм,
l_к=√(49∙2,5)=12 мм.
Толщина намотки
h_к=l_1=l_к/n_к мм,
h_к=l_1= 12/2,5=5 мм.
Уточняем размеры выбранного железа согласно данным таблицы l_к=18, h_к=6,5.
Средняя длина витка обмотки катушки равна:
l_ср=2(а_1+а_2 )+2π(r+δ_к+b_н/2)мм,
где а_1,а_2 - наружные размеры каркаса катушки с учетом толщины стенок;
δк и bн – толщина каркаса и намотки катушки.
Активное сопротивление намотки катушки:
R_0=0,023〖4l〗_ср/〖πd〗^2 ω10^(-3) Ом,
R_0=0,023(4∙104)/(π∙1) 1830∙10^(-3)=6 Ом.
Мощность, затрачиваемая на нагрев катушки:
P=i_э^2 R_0 Вт,
P=〖0,97〗^2∙6=5,5 Вт.
Проверка правильности расчета
Коэффициент охлаждения должен быть kохл≥1000мм2/Вт
k_охл=(2(l_0+B+〖4l〗_1 )∙l_1)/P∙h(мм^2)/Вт,
k_охл=(2(10+1,43∙〖10〗^(-4)+4∙6,5)∙6,5)/5,5∙18=1532 (мм^2)/Вт
1532 мм2/Вт ≥1000мм2/Вт.
Полное сопротивление цепи электромагнита:
Без выпрямителя –
R=R0= 6 Ом.
Отношение активного сопротивления к индуктивному:
q=R/(ωL_0 )
q=6/443=0,01
Согласно полученному значению q по графику определяем коэффициент усилия сс=0,5.
Уточняем усилие электромагнита без выпрямителя
Q_0=Q_р с_с/0,5 кгс,
Q_0=23,320,5/0,5=23,32 кгс.
Конструирование вибрационных бункерных устройств
В практике автоматизации процессов получили распространение однобункерные и сдвоенные вибрационные загрузочные устройства. Однобункерные устройства изготовляют с одно-, двух- и трехмагнитным приводом, а сдвоенные, как правило, с одним центрально расположенным магнитом. В загрузочных устройствах с диаметром бункера до 450 мм, конструктивно более удобно применять приводы с одним вертикально расположенным электромагнитом.
В приводы можно устанавливать как плоские, так и круглые пружинные стержни.
С точки зрения технологии изготовления пружинных стержней и их монтажа, следует отдать предпочтение круглым стержням. Для крепления таких стержней наибольшее распространение получили клеммные зажимы. Конструкция и сборка зажимов концов пружинных стержней должны обеспечить предельную жесткость заделки. Незначительная слабина в зажимах может привести и искажению режима работы или даже неработоспособности загрузочного устройства.
Регулирование скорости движения деталей по лотку, а следовательно, и производительности производится, как правило, изменением амплитуды колебаний, что достигается изменением усилия электромагнита. Усилие электромагнита регулируют изменением напряжения или тока в цепи питания, изменением магнитного зазора между ярмом электромагнита и якорем или изменением магнитного потока.
Первые два способа – способы дистанционного управления, так как регуляторы напряжения, потенциометры, резисторы, управляемые диоды могут быть установлены в любом месте общей системы управления машиной-автоматом или линией. К способам непосредственного регулирования амплитуды относятся два последних способа, которые применимы к устройствам с диаметром бункера не более 400 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Библиографический список:
1. М.С, Лебедовский, А.Ф, Федотов: Автоматизация в промышленности. Л., “Лениздат" 1976, 121-142 с.
2. М.С, Лебедовский, А.Ф.Федотов: Автоматизация сборочных работ. Л.,: “Лениздат”, 1970, с.281-317.
3. М.С, Лебедовский: Автоматические загрузочные устройства. Учебное пособие. Ленинград, изд.СЗПИ, 1980, 75с.

 




Комментарий:

Курсовая работа - отлично!


Рекомендовать другу
50/50         Партнёрка
Отзывы