Ориентирование рыбы на планках, движущихся в противофазе

Рис. 103. Ориентирование рыбы на планках, движущихся в противофазе

3.1. Планка 1 (рис. 103) движется в направлении V₁, планка 2 – в направлении V₂. Возникают две силы трения F_х и F_r, противоположно направленные. Разность этих сил приводит в движение рыбу. Рыба движется по направлению V₁. Следовательно, планка 1 совершает рабочий ход, а 2 – холостой, проскальзывая относительно рыбы.

Далее направление планок меняется, рабочий ход совершает планка 2, холостой – планка 1. Рыба же движется в прежнем направлении. Работа надежна, когда планка, совершающая рабочий ход, не проскальзывает относительно рыбы.

3.2. Нахождение величины частоты колебания лотка.

Условие надежного движения рыбы направлено головой в одну сторону:

.

Тогда

где f_x’ – коэффициент трения покоя рыбы хвостом вперед; f_r – коэффициент трения движения рыбы головой вперед;  – угол наклона планок; A – амплитуда колебания; g – ускорение силы тяжести.

Частоту колебаний планок принимают меньше критической .

3.3. Планки завершают один цикл колебаний за время

За один цикл рыба переместиться на S = 2A.

3.4. Средняя скорость движения рыбы за цикл колебаний:

, м/с.

Далее по пунктам 1.4–1.7.

Круговой ориентатор

Рис. 104. Круговой ориентатор

4.1. Ориентатор совершает поворот на угол  = 90. За один цикл ориентатор совершает 4 поворота:

4.2. Уравнение безотрывного движения:

Находится величина максимального ускорения кругового лотка.

4.3. Определяется частота колебаний:

, с^-1

где R – радиус лотка, м.

Так как число поворотов лотка за 1 цикл равно 4, то число оборотов ведущего вала:

.

4.4. Далее согласно пунктам 1.3–1.6.

4.5. Расчет мощности, необходимой для работы кругового виброориентатора:

, кВт

Где m – масса колеблющихся конструкций вместе с рыбой, кг; R – радиус кругового лотка, м.

Ориентирование рыбы на планках, движущихся в одном направлении с разной интенсивностью

1. Изучение природы виброперемещения позволило расширить возможность возникновения ориентирующего эффекта и описать его. Он возможен в следующих случаях:

   1. Объекты имеют относительно сложную форму и явную асимметрию, тогда объект перемещается в определенном положении по рабочему органу.

   2. При обладании объектов анизотропными свойствами возможно поступательное движение сориентированного объекта даже по горизонтальной плоскости, колеблющейся по гармоническому закону в горизонтальном направлении. Однако анизотропность является лишь необходимым условием поворота объекта для ориентации. Объект должен при этом также обладать асимметричной формой и при этом равнодействующая сил трения не должна совпадать с проекцией на плоскость центра масс приложения равнодействующей сил инерции.

   3. Анизотропными свойствами обладает рабочая плоскость (например, с односторонне сориентированной насечкой), а объект имеет асимметричную форму.

   4. Вибрирующий рабочий орган выполнен из отдельных не связанных между собой продольных участков, колеблющихся с разной интенсивностью. Объект обработки, попадая на плоскость, первоначально находится одновременно на двух участках, колеблющихся с разной интенсивностью. Естественно, он разворачивается, так как один участок имеет большую скорость, чем другой. Разворот дальнейший можно прекратить, подобрав зону ориентирования и переведя объект обработки на следующую зону рабочего органа, состоящего из одной плоскости или, при удлиненной форме объекта, выводить в зону с ручьями.

   5. Рабочий орган состоит из двух жестко связанных между собой полостей с различными коэффициентами трения. Но когда объект обработки обладает адгезионными свойствами (покрытие слоем смазки, слизи и т. д.) стабильность ориентирования нарушается.

2. Нам представляется наиболее перспективным вариант «4». Он может быть реализован следующим образом:

а) с помощью двух индивидуальных приводов, обеспечивающих колебания полостей с разной частотой (₁  ₂);

б) с одним кинематическим приводом, приводящим плоскости в колебательные движения с разной амплитудой (А₁  А₂) – с помощью коленчатого вала;

в) участок одной из полостей подвешивается на упругих элементах к рабочему органу. В этом случае при одном приводе (рычажном, инерционном или электромагнитном) этот участок из-за демпфирования колебаний имеет меньшую амплитуду А₂;

г) с одним приводом, но 2 плоскости рабочего органа (или ряд полостей) подвешены на упругих наклонных стойках под разными углами  (углы вибрации ₁  ₂).

Уравнения виброперемещения объекта обработки для всех случаев:

;

при ;

3. Далее по пунктам 1.1–1.2.

При перемещении объекта обработки с адгезионными свойствами  – динамический коэффициент сопротивления сдвигу; А_1,2, _1,2, _1,2 – амплитуда, частота, углы вибрации.

Средняя скорость транспортирования после нахождения режима движения по аналогам:

.

4. См. пп. 1.3.

Следовательно, центр тяжести каждой половинки объекта (объект обработки расположен одновременно на двух плоскостях работающего органа) скользит по этим плоскостям с разными скоростями V₁V₂ и поворачивается в сторону большей скорости V₁. Если считать, что объект обработки не имеет существенной асимметрии в распределении весов по длине, то за период одного колебания одна из его половинок переместиться дальше другой на путь S_т:

где _т – угол поворота за цикл колебаний; h – расстояние между серединами плоскостей, точнее между точками приложения равнодействующих сил стрения двух половин объекта обработки;  – угол между продольными осями рабочего органа и объекта обработки.

.

Полный поворот объекта обработки вдоль рабочего органа происходит после n_ср периодов. При самом худшем случае, когда :

где n_ср – количество циклов, необходимых для полного ориентирования.

Время ориентирования:

.

Зона ориентирования:

.

Из уравнения видно, что скорость поворота уменьшается с уменьшением угла . Поэтому объект обработки можно считать сориентированным при достижении  = 810.

Входящие в уравнение скорости V_x и V_r определяются для каждой плоскости в зависимости от параметров колебаний и значений «f+» и «f-».

Если конструкция машины выполняется по варианту со встроенными плоскостями и на упругих элементах, жесткость их подбирается из условия, чтобы амплитуда колебаний плоскости этой занижалась на 10–30%.

Пружины следует подбирать так, чтобы их деформация при максимальном ускорении составляла (0,10,3). Если устанавливать упругие элементы с нелинейной характеристикой можно добиться законов колебаний близких к эллиптическим.

При использовании схемы с виброжелобами, состоящими из двух плоскостей, колеблющихся с различной интенсивностью за счет установки одной из них на упругих элементах, амплитуда последних может быть определена из следующего уравнения:

где k – суммарная жесткость упругих элементов; P_A – амплитудное значение вынуждающей силы.

Обозначим ; .

Тогда .

Учитывая частное решение этого дифференциального уравнения:

Отсюда амплитуда колебаний плоскости:

Таким образом можно найти амплитуду колебаний встроенной плоскости или, задавшись ею, определить характеристику упругого элемента.

Далее см. пп. 1.4–1.7.