Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Ярмолинский, Д. А. Элементы конструкций автоматов линий розлива вин монография

.pdf
Скачиваний:
37
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
10.5 Mб
Скачать

Рис. 54. Графики для определения

параметра £ (а) и

коэффициента k ^

(б)

По графику (рис.

54, а) находят предельный параметр

ре­

жима £, характеризующий изменение

коэффициента

трения.

Коэффициент трения /

выбирают по данным табл. 3.

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

3

 

 

 

Значения

f при трении

П О

 

Материал

 

твердой

М Я Г К О Й

алюминию

латуни

 

 

стали

стали

Твердая сталь . .......................................

0,393

0,410

0,649

0,535

Мягкая сталь ...........................................

 

0,410

0,411

0,605

0,506

А лю миний...................................................

 

0,649

0,605

0,937

0,706

Латунь ........................................................

 

0,535

0,508

0,706

0,634

Затем находят коэффициент режима П с поправкой на удар iCy=1,1 по формуле

vn ■2nvK y

Л =

fig cos a

По значению П и коэффициенту угла подъема k a

tga f

по графику (рис. 54,6) находим k$ — коэффициент угла бро­ сания р, оптимальное значение которого определяет макси­ мальную величину коэффициента скорости.

5* 131

Рис. 55. Схемы:

а — к определению углов а и 0; б — к рас­ чету приведенной массы питателя

 

Из формулы

 

 

 

 

tg(P—а) = —^ г

 

 

 

находят значение |3.

 

 

 

 

Наглядное

представление

 

об углах а и р

дает рис.

55, а.

 

Конструктивные

размеры

 

элементов вибропитателя опре­

 

деляют из следующих сообра­

 

жений.

спирального

лотка

 

Шаг

ю

должен быть таким, чтобы на

временно две пробки одна над

лоток не могли попасть одно-

ругой.

Шаг

определяют

по

формуле

 

 

 

 

 

 

t — l,5/i + б,

 

 

 

 

 

где h — высота пробки; б — толщина лотка.

 

(диаметр)

Ширина лотка В = Ь + (2^-3)

мм, где b — ширина

пробки.

 

 

 

 

опреде­

Минимальный средний диаметр спирального лотка

ляют, исходя из шага и угла подъема спирали

 

 

 

 

Принимая среднее значение а = 2°, получим Z)cp= 9/. Минимальный внутренний диаметр чаши

D = 12t + B.

С другой стороны, для обеспечения высокого коэффициента: заполнения диаметр чаши должен быть

П > (8 -ь 12)/п,

где /п— наибольший размер пробки.

Высоту чаши при наличии предбункера выбирают в преде­ лах # = (0,2-у-0,4)Д Для того чтобы в предбункере не образо­ вывались своды, предбункер должен иметь диаметр воронки на выходе DB= (34-4)d, где d — диаметр пробки.

Угол наклона подвесок к вертикали ф должен обеспечить по­

132

лучение требуемого угла бросания р на спиральном лотке пи­ тателя. Он определяется из зависимости

tg ф = tgP-y-

где г — радиус окружности, проходящей через точки крепления подвесок к чаше; R —радиус спирального лотка; — коэф­ фициент.

Для питателей с вертикальным вибратором и подвеской чаши на цилиндрических стержнях, работающих на частоте 50 Гц и углах ф= 15ч-20°, по экспериментальным данным равно 0,7.

Важным элементом расчета питателей является расчет упру­ гой системы, который сводится к расчету параметров пружин­ ных подвесок.

Собственная частота колебаний системы определяется так: (36)

где С —■жесткость упругих подвесок чаши питателя; М — при­ веденная масса системы.

Поэтому первым этапом расчета является определение при­ веденной массы питателя. Силы инерции, уравновешиваемые пружинными подвесками при колебании чаши питателя, будут действовать в направлении, перпендикулярном к оси подвесок (см. рис. 55,6). Суммарная для всех подвесок величина силы инерции F может быть получена как сумма проекций горизон­ тальных FT и вертикальных FB составляющих сил инерции на направление движения точек крепления оси подвески:

F = FBsin фк + Ffcosфк,

где фк— кинематический угол наклона подвесок к вертикали (фк отличается от ф тем, что ф берется в статике; tgф =

=^Ф к£ );

т — масса подвешенной на подвесках части питателя; / — мо­ мент инерции массы подвижной части питателя относительно оси вращения; ив и шг — соответственно вертикальная и гори­ зонтальная составляющие ускорения;

сов = со sin фк,

оэ1, = со cos фк;

со — ускорение в направлении силы F.

После подстановок

 

 

 

F = со sin2 г|)к + ■— cos2

.

(37)

С другой стороны, сила инерции должна быть равна

F =

тирсо,

 

(38)

где гпщ, — масса питателя, приведенная к

точкам

крепления

подвесок.

 

 

 

Сравнивая выражения (37) и (38), получим

 

тар = т sin2

+ -у cos2грк.

 

 

Так как основание питателя обычно устанавливают на пру­ жинных амортизаторах, то вся система становится двухмассо­ вой. Тогда

Мпр = — > л....

1 + ^=рл

^ т пр,2

где тпрл и т пр.2— верхняя и нижняя массы, приведенные к точкам крепления подвесок.

Так как верхняя масса, включающая чашу питателя, явля­ ется рабочей, то желательно иметь большую амплитуду ее ко­ лебаний. Поэтому обычно принимают соотношение

JOu lL = 2 - т - 3 .

т пр.2

Пример. Определить массу и моменты инерции верхней части питателя

(рис. 53).

Деталь 12

7i2 = -^ -m 12 (R2 — г2),

где R и г — наружный и внутренний диаметры чаши. Деталь 10

Деталь 11

т 11^П

Деталь 13

т 13^13

J 13 —

2

134

Суммарная масса деталей чаши питателя

 

 

 

 

тп = т ц +

т70 -j- т и +

т13.

 

 

Суммарный момент инерции

 

 

 

 

 

 

 

= >^12 +

+ ^ 1 1 +

^1 3 -

 

 

Для нижней части питателя:

 

 

 

 

 

 

Деталь 7

 

 

 

 

 

 

 

 

тД*

 

 

 

 

 

Ji =

 

 

 

 

Деталь 3

 

тД2о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Деталь 5

 

 

 

 

 

 

 

 

тД\

 

 

 

 

Суммарная масса

 

 

 

 

 

 

 

т н = т7 + т3 + т5.

 

 

 

Суммарный момент инерции

 

 

 

 

 

 

 

Jr = ^7 + ^3 + ^5-

 

 

 

 

Жесткость пружинных подвесок определяют из формулы

(36)

 

м,

 

 

 

(39)

 

 

т2- (2яг0)2,

 

 

где i — число подвесок (обычно три).

 

 

 

 

С другой стороны:

 

 

 

 

 

 

 

С = 12EJ

 

 

 

(40)

где Е — модуль упругости материала

подвески;

J — момент

инерции сечения подвески; / — длина подвески.

 

 

Сравнивая выражения (39) и (40), получим

 

 

 

ix2vor',Mnp

 

 

 

(41)

 

J

9Е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если в качестве подвесок

используют

круглые

цилиндриче-

/

, где

d — диаметр

 

\

ре­

ские стержни f / =

стержня), то в

зультате имеем из формулы (41)

 

 

 

 

i

=

 

 

 

(42)

 

 

 

 

 

 

где vq= (1,05—1,1)v; v — частота вибратора.

135

Стержни проверяют и на прочность. Максимальный изгиба­ ющий момент при жестком креплении стержня

 

Мн =

12

 

 

 

 

 

 

 

 

где у — прогиб стержня.

 

 

 

 

 

Максимальное напряжение в стержне

 

 

 

 

а

де, »

 

 

 

 

umax —

 

 

 

где W — момент сопротивления сечения стержня W = яd3

 

 

 

 

 

32

 

Из условия прочности на ВЫНОСЛИВОСТЬ

Ощах^ [сТ-l],

полу­

чим

 

 

 

 

 

 

6EJy < [СГ_|]

 

 

 

 

т

 

 

 

 

или для стержня круглого сечения

 

 

 

 

 

[ f f - i ] >

3Eyd

 

 

(43)

 

 

 

 

Решая совместно уравнения (42) и (43), получим мини­

мальную длину стержня

 

 

 

 

 

 

Y Е3х2Мпру*

 

 

 

/«.ы =

4,48 V

И-i]4

 

 

 

Если принять а_1= 3000

кгс/см2

и Е = 2 • 10б

кгс/см2,

то

для

v=50 Гц

 

 

 

 

 

/min = 250 Y

м прyi ■

 

 

 

Прогиб у принимаем

у — 0,8Ло,

 

 

 

 

 

 

 

где Ao=Ai+A2 — относительный

размах колебаний

приведен­

ной массы; А\ и А2— размах колебаний верхней и нижней ча­ сти питателя [25, 26].

Aa= A t ( - ^

 

 

V

т 2

А -

Sg

 

2it2v sin i|)

 

2n2v sin ар

+ ^Y

Щ J

136

При проектировании вибрационных питателей рассчитывают и амортизаторы.

Из условия обеспечения эффективной виброизоляции жест­ кость опорных пружинных амортизаторов определяют так

[25, 26]:

С < -^г Ji2v2mon,

где т0и — масса опорной плиты.

С другой стороны, жесткость амортизаторов ограничена ве­ личиной их «статического прогиба» при максимальной загрузке питателя пробками. При этом

где Ga— максимальная сила тяжести пробок; 6 —допустимое вертикальное смещение чаши (~ 2 мм), т. е.

 

<

С < 0,16n,2v2mon.

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

Размеры пружин определяются

по

полученному значению

жесткости по общей методике.

усилие одного

вибратора

 

Максимальное возмущающее

 

 

р _

Мпр (2яу2) Ар

 

 

 

где р, — динамический

коэффициент

(р=3-М );

i — число

ви­

браторов.

 

вибратора

в кВт

определяют

по

Необходимую мощность

формуле

 

 

 

 

 

 

 

N — 9,8^oJi2v2Mnp« •

10-4,

 

 

где п — коэффициент

затухания

колебаний (n»0,05-^0,10coo,

coo — собственная частота колебаний системы, coo= 2jtv0).

 

В работах [25, 26] даны более подробные расчеты вибро­ питателей, в том числе и расчеты электромагнитов.

Механизм поштучной выдачи является последним узлом бун­ керного устройства для автоматической загрузки. Он предназна­ чен для отделения одной пробки из всего запаса, находящегося в пробкопроводе. В функции механизма входит также подача пробки в укупорочный патрон или удержание ее в питателе, устанавливаемом на пути движения бутылок к автомату.

Для укупорочных машин наиболее характерны две схемы: отделение пробки из питателя с подачей ее в укупорочный патрон и автоматическое надевание пробок на горлышки прохо­ дящих мимо питателя бутылок.

137

Рис. 56. Механизм отделения пробок.

Первая схема применяется для несцепляющихся укупорочных изделий в автоматах тех конструкций, где возмож­ но одновременное попадание в укупороч­ ный патрон сразу нескольких пробок. В большинстве случаев нет необходимо­ сти в проектировании подобного узла, поскольку находящаяся в укупорочном патроне пробка препятствует проникно­ вению в него остальных.

В механизме, показанном на рис. 56, отсекатели 1 и 3 закреплены хомутами в качающемся на оси рычаге 4, который отжимается в одну сторону пружиной 2. При нажатии на рычаг пружина сжи­

мается, весь столбик пробок 5 в накопителе опирается на штифт 3 и удерживается им. Одновременно штифт 1 уходит влево, и нижняя пробка проваливается в горизонтальный направляющий лоток пробкопровода, откуда воздухом задувается в укупороч­ ный патрон.

Описанный принцип использован в механизмах поштучной выдачи полиэтиленовых пробок типа «ниппельная» в автомате ВУА-3 и корковых пробок в автомате ВУА-6.

Для алюминиевых колпачков и полиэтиленовых пробок с чехлом применяют вторую схему, при которой пробка не по­ дается в укупорочный патрон, а накладывается на горлышки бутылок.

На кинематической схеме штамповочно-укупорочного агре­ гата ШУ-Р-1 (рис. 57,6) показан механизм надевания колпачка на горлышко бутылки. Приводим одновременно полное описание этой схемы (рис. 57, а).

Штамповочно-укупорочный агрегат ШУ-Р-1 относится к клас­ су III многопозиционных машин с неподвижными укупорочными патронами. Он производит штамповку и формовку колпачков из алюминиевой ленты, а также комплектование колпачка картон­ ной прокладкой.

Агрегат состоит из двух взаимодействующих автоматов — штамповочного ША и укупорочного УА, установленных рядом и соединенных наклонным желобом.

Штамповочный автомат изготовляет колпачки из алюминие­ вой ленты, вводит в них картонные прокладки, поступающие по двум течкам, фиксирует их в колпачках и передает колпачки в желоб, расположенный над штамповочным автоматом. Укупо-

138

Рис. 57. Кинематическая схема агрегата ШУ-Р-1 (а) и механизм наде- . вания пробки (б)

рочный автомат надевает колпачок на горлышко бутылки и обкатывает его вокруг венчика.

Основные узлы агрегата: бункер с наклонным вибрирующим дном для картонных прокладок; штамп для изготовления кол­ пачка; комплектующий штамп; цепной элеватор, транспорти­ рующий колпачки в наклонный желоб; механизм для надевания

139

и фиксации колпачков на горлышках бутылок; головка с де­

сятью обкаточными патронами.

Штамповочный автомат ША выполняет операции в следую­ щей последовательности.

Алюминиевая лента 1 поступает под штамп 2, который вы­ секает заготовки для колпачков с язычками. Изготовленный колпачок сжатым воздухом подается по наклонному лотку 3 в вырезы распределительного диска 4, где и комплектуется с прокладкой. Картонные прокладки засыпаются в бункер 5 с на­ клонным вибрирующим донышком, по которому они соскальзы­ вают вниз. В донышке сделаны два окна с втулками, куда вставлены вертикальные трубчатые кассеты 6, совершающие вместе с донышком колебательные движения. Кассеты в нижней части не доходят до распределительного диска на толщину одной прокладки. Толкатели 7 досылают прокладки в гнезда рас­

пределительного диска.

Прокладки, продвигаемые подвижными толкателями, пооче­ редно (то одной, то другой кассетой) подаются в вырезы распределительного диска с таким расчетом, чтобы в момент поступления алюминиевого колпачка из-под штампа в вырез распределительного диска в нем уже находилась картонная прокладка. Колпачок и находящаяся под ним прокладка пере­ мещаются вместе с диском по кругу и оказываются под што­ ком. Последний заталкивает прокладку и одновременно фикси­ рует ее в колпачке, сдавливая колпачок кернами 8 с двух сторон.

Укомплектованный колпачок под действием сжатого воздуха подается из выреза распределительного диска в закрытый цеп­ ной элеватор 9, который специальными пальцами захватывает колпачки, передвигает их вверх и транспортирует в желоб с уклоном в сторону укупорочного автомата УА. Длина желоба (около 1,5 м) обеспечивает накопление в нем запаса колпач­ ков. В конце желоба, на высоте проходящей мимо него бутылки, расположен механизм надевания колпачка на горлышко бу­ тылки, состоящий из шарнирного наконечника 10 с двумя под­ пружиненными роликами 11 и крепящийся к загрузочной звез­ дочке 12 автомата УА.

Принцип работы автомата УА заключается в следующем. Бутылка, продвигаемая лентой конвейера (см. рис. 57,6), вен­ чиком горлышка задевает за колпачок, надевает его на себя и сразу попадает в пространство между двумя роликами 11, которые сдавливают колпачок с двух сторон, предотвращая падение его с горлышка бутылки в момент входа под укупороч­ ный патрон автомата. После этого загрузочной звездочкой бутылка передается с ленты конвейера на подъемный столик. Передвигаясь по окружности и одновременно поднимаясь вместе со столиком, бутылка попадает горлышком в укупорочный патрон головки автомата, где колпачок обкатыается вокруг

140