МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА"

Експериментальне визначення залежності граничного кута транспортування від параметрів режиму вібротранспортування

Методичні вказівки та інструкція

До лабораторної роботи № 5

З дисциплін „Основи автоматики та автоматизації в галузі”,

“Автоматизація виробничих процесів”, “Автоматизація процесу пакування”, “Автоматизація процесів легкої промисловості”

для студентів базового напряму

6.0902 „Інженерна механіка”

Затверджено

на засіданні кафедри

автоматизації та комплексної

механізації машинобудівної промисловості".

Протокол № 7 від 14.02.2007 р.

Львів - 2007

Експериментальне визначення залежності граничного кута транспортування від параметрів режиму вібротранспортування: Методичні вказівки та інструкція до лабораторної роботи № 5 з дисциплін “Основи автоматики та автоматизації в галузі”, “Автоматизація виробничих процесів”, “Автоматизація процесу пакування”, “Автоматизація процесів легкої промисловості” 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., д-р. техн. наук, проф.

Експериментальне визначення залежності граничного кута транспортування від параметрів режиму вібротранспортування

Мета роботи – ознайомити студентів із призначенням, конструкцією та принципом роботи вібраційного лотка-транспортера. Експериментально визначити граничні кути транспортування для різних матеріалів та амплітуд коливань транспортера.

Обладнання, пристосування, інструмент: вібраційний лоток-транспортер з електромагнітним приводом, поворотний стіл (із шкалою для відліку кута нахилу транспортера до горизонту), мікрометричний пристрій, дослідні зразки циліндричної форми з різних матеріалів.

1. Короткі теоретичні відомості

Якщо вібраційний лоток-транспортер (рис. 1) здійснює гармонічні коливання за синусоїдальним законом під деяким кутом  (кут вібрації) до площини транспортування, що нахилена під кутом до горизонту, то за певних умов виникає направлене вібраційне переміщення частинки (виробу) 1 по поверхні лотка 2 у напрямку осі ОХ [1, 2, 3].

Рис. 1. Модель вібротранспортування

Процес вібраційного переміщення частинки (виробу) може складатися з таких етапів: розгін, сумісний рух виробу і лотка, вільний політ частинки, гальмування. Наявність тих чи інших етапів, а також їх черговість якісно характеризує режим вібраційного переміщення.

Середня швидкість транспортування виробу залежить від таких вихідних параметрів:

• А – амплітуди коливань лотка;

• – кругової частоти коливань ( , де  – частота коливань в Гц);

• – кута нахилу вектора амплітуди коливань до площини транспортування (кута вібрації);

• – кута нахилу площини транспортування лотка до горизонту;

• – коефіцієнта тертя.

Амплітуду коливань площини транспортування лотка А можна розкласти на повздовжню , що направлена вздовж осі О¹Х¹ у площині лотка, та нормальну , що направлена вздовж осі О¹У¹, складові. Нормальна і повздовжня складові амплітуди (рис. 1) пов'язані між собою співвідношенням

. (1)

Збільшення кута нахилу лотка і зменшення коефіцієнта тертя веде до зменшення середньої швидкості транспортування виробу [1, 2]. Це пояснюється тим, що збільшення кута забезпечує зростання повздовжньої складової сили земного тяжіння (ваги) , а відповідно і сили опору руху, яка перешкоджає переміщенню виробу вверх по лотку. Внаслідок дії повздовжньої складової ваги , вироби із матеріалів, що мають невеликі значення коефіцієнтів тертя ковзання , за певних значень кутів можуть зісковзувати вниз по лотку.

Кут нахилу лотка за якого швидкість транспортування виробу вверх по лотку рівна нулю, тобто , називається граничним кутом транспортування . Значення кута залежить від коефіцієнта тертя і нормальної складової амплітуди коливань лотка . Чим більше значення коефіцієнта тертя ковзання, тим більший граничний кут . Збільшення нормальної складової амплітуди коливань також веде до зростання граничного кута, але до певної межі, після якої значення не змінюється.

За певних умов можна отримати встановлений рух частинки (виробу) вверх по нахиленій площині з періодично змінною, але постійною середньою швидкістю транспортування відносно осі О¹Х¹ . Залежно від інтенсивності коливань лотка частинка (виріб) у напрямку осі О¹У¹ або рухається разом з площиною транспортування (безвідривний режим), або періодично відривається від неї і здійснює вільний політ (відривний режим). Параметр, що характеризує режим роботи (режим транспортування) вібраційного лотка-транспортера, називають параметром перевантаження (параметром режиму) і визначається виразом

. (2)

Параметр перевантаження показує у скільки разів нормальна складова пришвидшення площини транспортування більша за нормальну складову пришвидшення вільного падіння. З урахуванням (2) умова існування відривного режиму транспортування матиме вигляд W>1, а безвідривного W≤1. Даний параметр характеризує інтенсивність режиму вібротранспортування.

Повздовжню складову амплітуди коливань площини транспортування лотка , з урахуванням коефіцієнта перевантаження та формули (1), можна визначити за таким виразом

. (3)