книги из ГПНТБ / Вибрационная техника в машиностроении и приборостроении тез. докл. Всесоюз. науч. конф., 10 - 12 окт. 1973 г., Львов

О ПОГРУЖЕНИИ ОБОЛОЧКИ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ПРОДОЛЬНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО ВОЗМУЩЕНИЯ С УДАРАМИ

Нагаев Р. Ф., Рубин Б. Б., Цейтлин М. Г.

(Всесозный научно-исследовательский институт гидромеханизации, санитарно-технических и специальных строительных работ, ВНИИГС; Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт механической обработки полезных ископаемых, «Механобр»).

Задача о погружении в грунт оболочки под действием гар­ монического продольно-вращательного возмущения и ударов сводится к интегрированию системы дифференциальных урав­ нений шестого порядка, существенно нелинейной в интервалах между ударами. Безостановочные режимы вибропогружения поэтому могут быть исследованы на ЭЦВМ или с помощью математического моделирования. Что же касается вибропо­ гружения с зонами покоя оболочки, то оно допускает при­ ближенное аналитическое исследование, благодаря интегри­ руемости в замкнутом виде уравнений криволинейного тор­ можения оболочки под действием начального ударного им­ пульса. Эта последняя задача сводима к несложным форму­ лам для определения продольной и тангенциальной составля­ ющих общего пути торможения. Анализ соответствующих формул показывает, что при вполне определенных условиях величина единичного поворота оболочки будет максимальной. Полученная в замкнутом виде формула для определения средней скорости вибропогружения для случая, когда оболоч­ ка движется непосредственно после удара, наглядно свиде­ тельствует о преимуществе использования тродольно-враща- тельного приводного вибратора (динамы) с ударами. Про­ веденные в лаборатории вибраций и специальных строитель­ ных работ ВНИИГС эксперименты на натурном образце под­ твердили правильность принятой расчетной схемы и получен­ ных теоретических результатов.

ВИБРАЦИОННО-ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ ЗАГРУЗКА

ИТРАНСПОРТИРОВАНИЕ ШТУЧНЫХ ЗАГОТОВОК

ИДЕТАЛЕЙ

Омельченко В. А.

(Львовский политехический институт)

В состав многих современных изделий приборостроения входит большое количество миниатюрных пластинчатых дета­ лей. В ряде случаев конструктивные особенности, недостаточ­ ная жесткость, низкая прочность, а также повышенная сцепляемость таких деталей не позволяют производить их загруз­ ку в рабочие машины автоматически, затрудняют передачу заготовок и деталей с одной позиции обработки на другую. Ощутимые трудности возникают и при автоматизации транс­ портирования мелких пластинчатых деталей в жидких техно­ логических средах.

Одним из путей решения отмеченных задач является ис­ пользование для загрузки и транспортирования пластинчатых деталей вибрационно-гидродинамического воздействия. К со­ ответствующему типу механизмов относятся автоматические вибрационные бункерные загрузочно-ориентирующие устрой­ ства (АБЗОУ), ориентирующие (АОУ) и транспортирующие (АТУ) устройства, рабочие емкости которых наполняются жидкостью. Преимущественно это делается с целью совмеще­ ния загрузки деталей с обработкой их в жидкой среде. Часто вибрационные АБЗОУ и АТУ применяют в таком виде в ка­ честве собственно технологических машин. Кроме того, виб­ рационные средства загрузки иногда наполняют жидкостью с целью разъединения сцепляющихся деталей или ускорения процесса ориентирования их. При этом определенные гидро­ динамические воздействия, способствующие разделению или ориентированию деталей, возникают за счет колебания жид­ кости и в результате перемещения деталей относительно нее

под действием инерционных сил.

Другую разновидность вибрационно-гидродинамических средств загрузки и транспортирования представляют устрой­ ства, в которых жидкости помимо колебательного задается вращательное или поступательное движение. Причем, колеба­ тельный режим работы устройств принимается таким, чтобы имела место интенсивная турбулизация жидкости в слоях, примыкающих к поверхностям лотка и дна емкости. За счет1

11. Тезисы докладов lei

этого резко уменьшаются силы трения между деталями и по­ верхностями, на которых они находятся, что дает возможность производить их перемещение под действием потоков направ­ ленно движущейся жидкости даже в тех случаях, когда со­ противление деталей потоку незначительно.

Для создания в устройствах направленного движения жид­ кости используются специальные рабочие элементы — актива­ торы. Наиболее простыми, компактными и легко управляе­ мыми из числа данных устройств являются вибрационно-гид­ родинамические устройства с вращательным движением жид­ кости, задаваемым посредством активатора, расположенного непосредственно в рабочем пространстве емкости для загру­ жаемых или обрабатываемых деталей. Устройства этого вида обеспечивают стабильное транспортирование деталей в жид­ ких средах, что особенно важно в тех случаях, когда время их обработки строго лимитируется. При помощи таких уст­ ройств может производиться загрузка тонких пластинчатых деталей, а также некоторых деталей, имеющих тенденцию сцепляться в навале.

В докладе дается классификация вибрационно-гидродина­ мических средств загрузки и транспортирования штучных за­ готовок и деталей, описываются конструкции и принцип дей­ ствия некоторых из них, приводятся результаты эксперимен­ тальных исследований.

УДК 621.867.522.2

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ВИБРОПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПЛОСКИХ НЕЖЕСТКИХ КОРОБЛЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ

Пискорский Г. А., Полищук В. Н.

(Киевский технологический институт легкой промышленности)

Известные методики определения скорости виброперемешения тяжелой материальной частицы не могут быть приме­ нены для деталей обувной промышленности, которые отли­ чаются от обычных деталей машиностроения, приборострое­ ния тем, что обладают специфическими особенностями, за­ трудняющими их виброперемещение.

К этим особенностям относятся: низкая жесткость, значи­ тельная коробленность, высокая сцепляемость, сравнительно большие размеры (до 120 мм по ширине и до 320 мм по дли-

не). Для интенсификации виброперемещения указанных дета­ лей предлагается использовать анизотропность силы трения между лотком и деталью. Сущность предлагаемой методики заключается в том, что в дифференциальные уравнения виб­ роперемещения тяжелой материальной частицы с массой де­ тали вводятся дополнительные диссипативные силы сопротив­ ления, возникающие при перемещении реальной детали, кото­ рая отличается от материальной частицы воздействием таких факторов, как форма — Ф, размеры — Р, жесткость на сжа­ тие— Н, коробленность — К, сцепляемость — С:,воздухопро­ ницаемость — В. Эти силы определяются уравнениями:

где R f RP — силы сопротивления при вибрперемещении реальной детали, соответственно вперед и назад, (Д — интег­ ральная характеристика детали, характеризующая ее отличие от материальной частицы при комплексном воздействии вы­ шеперечисленных факторов, т. е.:

При необходимости могут учитываться и другие огличия ре­ альной детали от материальной частицы.

хн — относительные скорости перемещения детали по вибролотку, соответственно вперед и назад. В уравнения вво­ дится удельная интегральная характеристика детали:

где m — масса перемещаемой детали.

Ввиду чрезвычайной сложности аналитического определе­ ния комплексного воздействия на процесс виброперемещения детали вышеперечисленных ее физико-механических характе­ ристик, значение удельной интегральной характеристики С! определяется экспериментально для конкретных условий.

Для моделирования комплексного влияния указанных ха­ рактеристик деталей обуви в широких пределах, были изго­ товлены специальные образцы— композиции, для которых экспериментально были определены значения скорости вибро­ перемещения. С помощью ЭЦВМ «Мир-1» из уравнения ско­ рости виброперемещения для указанных образцов — компо­ зиций были определены зависимости Сі от жесткости на сжа­ тие Н, от удельной массы Ат и от толщины ô. Приводятся эмпирические формулы этих зависимостей, использование ко-

торых позволяет быстро и с допустимой точностью (до ± І 0 %) определить скорость перемещения деталей обуви по вибролоткам и вибротранспортерам, работающим с использованием принципа анизотропности силы трения.

УДК 621.867.522.2

ИССЛЕДОВАНИЕ ЕСТЕСТВЕННОЙ ВОЗДУШНОЙ ПОДУШКИ ПРИ ВИБРОПЕРЕМЕЩЕНИИ ПЛОСКОЙ ДЕТАЛИ

Пискорский Г. А., Шершев В. Н.

(Киевский технологический институт легкой промышленности)

При виброперемещении плоской детали в отрывных режи­ мах в этапе возвращения ее из микрополета на поверхность лотка происходит медленное вытеснение (дросселирование) воздуха из под нее. Это особенно заметно для деталей легкой промышленности, которые имеют малый вес, малую толщину, но сравнительно большую площадь. Наличие этих факторов дает возможность утверждать, что вес детали и сила сопро­ тивления вытесняемого из под нее воздуха соизмеримы по своей величине, что вызывает нарушение закона свободного падения тела.

Созданная математическая модель движения на естествен­ ной воздушной подушке плоских деталей представляет собой систему уравнений, которая включает в себя:

1. Дифференциальное уравнение падения детали на по­ верхность лотка с учетом, аэродинамического сопротивления.

2. Дифференциальные уравнения движения вытесняемого из-под детали воздуха.

В результате решения системы дифференциальных урав­ нений получены математические выражения для:

1.Составляющих скорости движения вытесняемого из под детали воздуха.

2.Давление воздуха под деталью.

Это дает возможность предопределять режимы работы вибротранспортных устройств при транспортировании плоских деталей с небольшой удельной нагрузкой.

Полученные уравнения подтверждены экспериментом.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИСАСЫВАНИЯ ПЛОСКИХ ДЕТАЛЕЙ ПРИ ИХ ВИБРОПЕРЕМЕЩЕНИИ

Пискорский Г. А., Шершнев В. Н.

(Киевский технологический институт легкой промышленности)

Одним из способов перемещения деталей от одной техноло­ гической машины к другой является вибротранспортирование.

Вибрационные системы автоматического питания в послед­ нее время находят применение в легкой промышленности. Наиболее производительным режимом движения плоских де­ талей легкой промышленности при их вибротрансиортировании является отрывной режим. При вибротранспортировашш этих деталей имеет место запаздывание отрыва от поверх­ ности лотка по сравнению с расчетным (явление присасы­ вания), что приводит к нарушению закона вибротранспортирования плоских деталей, особенно с малой удельной на­ грузкой.

Созданная математическая модель явления присасывания плоских деталей представляет собой систему уравнении, кото­ рая включила в себя:

1. Дифференциальные уравнения движения под деталь воздуха. Для этого использовались общие уравнения гидро­ динамики (Навье-Стокса) и уравнение неразрывности потока движущегося воздуха.

2 . Дифференциальное уравнение движения отрываемой от поверхности лотка детали с учетом силы присасывания.

В результате решения системы дифференциальных урав­ нений получены математические выражения для:

1.Составляющих скорости движения подсасываемого под деталь воздуха.

2.Давление воздуха под деталью с момента отрыва и до максимальной высоты полета.

Таким образом определена закономерность движения плос­ ких деталей с учетом явления присасывания.

Полученные уравнения подтверждены экспериментом.

РАСЧЕТ ДВИЖЕНИЯ ТЕЛА ПО ВИБРОЛОТКУ В РЕЖИМЕ ПОДСАСЫВАНИЯ

Плявниекс В. Ю.

(Рижский политехнический институт)

В отличие от обычной постановки вопроса задача решает­ ся без редукции движения цилиндрического тела на движение материальной точки. При численном решении на ЭВМ исполь­ зуется разработанная автором теория удара.

После падения цилиндрической детали на лоток гранью, опа некоторое время движется вперед, совершая беспорядоч­ ные удары. Потом ударное взаимодействие затухает и тело плоскостью опирается на лоток. Учитывая реальные условия после отрыва тела от лотка его положению дается небольшое случайное возмущение.

Регулярное движение тела им-еет тот же период повторе­ ния, что и гармонические колебания лотка, и состоит из сле­ дующих этапов: 1 ) перелет, 2 ) затухание ударного взаимодей­ ствия (длится пренебрежимо малую долю периода), 3) сопри­ косновение плоскостью с лотком. По существу движение тела можно рассматривать как состоящее только из первого и по­ следнего этапов. Таким образом, нет необходимости рассмат­ ривать ударное взаимодействие при движении тела по вибролотку в режиме подбрасывания, как это до сих пор делалось в теории вибротранспорта.

УДК 621.868

О ВЛИЯНИИ ЯВЛЕНИЙ УДАРА И «ПРИЛИПАНИЯ» НА ПРОЦЕСС ВИБРОПЕРЕМЕЩЕНИЯ

ТВЕРДОГО ТЕЛА

Повидайло В. А.

(Львовский политехнический институт).

На движение твердого тела в режимах вибротранспор­ тирования с подбрасыванием оказывают влияние явления уп­ ругого удара и «прилипания», при непосредственном учете которых в теоретических моделях в каждом частном случае требуется проведение сложных экспериментов по определе­ нию связанных с этими явлениями физических параметров.

При определении оптимальных режимов вибротранспор­ тирования ориентированных заготовок возникает необходи­ мость учета явлений удара и «прилипания» удобными для практических расчетов методами. В поисках таких методов была произведена экпериментальная оценка погрешности, вносимой указанными явлениями в теоретическую модель процесса, полученную в предположении абсолютно неупругого удара и сил «прилипания», равных нулю.

Для.этого графики движения заготовки, получаемые путем одновременной записи осциллограмм ее нормальных и про­ дольных относительно лотка перемещений сравнивались с гра­ фиками, построенными расчетным путем для условий эсперимента.

Теоретическая и экспериментальная картины продольного движения заго­ товки.

На рис. .приведен один из таких графиков, на котором пунктирной линией показана осциллограмма продольных пе­ ремещений S стальной заготовки по стальному лотку в режи­ ме с параметрами £ = 1 , 8 (£'— отношение амплитуды нормаль­ ного ускорения лотка к земному ускорению).

Анализ кривой нормальных перемещений, записанной на осциллограмме показал, что фазовые углы отрыва ср0 и встре­ чи фв а также максимальная высота микрополета заготовки из-за явлений «прилипания» соответствовали расчетному ре­ жиму с параметром £ = 1 ,6 .

Для сравнения была построена расчетная кривая 1 для режима с £ = 1 , 8 и кривая 1 1 для £ = 1 ,6 .

Как видно из графика экспериментальная картина пере­ мещения заготовки весьма близко соответствует расчетной, полученной в предположении неупругого удара, но с коррек­ тировкой параметра £. Явления удара и «прилипания» ока­ зывают на процесс микрополета заготовки взаимно противо­ положное влияние. В режиме с одним и тем же параметром £ явление удара может привести к резкому возрастанию высоты микрополета, а явление «прилипания» к безотрывному дви­ жению.

Поэтому теоретическая модель процесса, построенная без учета этих явлений в определенном диапазоне режимов дает более точные результаты, чем модель, учитывающая только одно из этих явлений, например, упругий удар.

Отчетливо это можно видеть на примере определения

висимости, полученные с односторонним учетом упругого уда­

В табл, приведены результаты экспериментов по определе­ нию и ІІр. для заготовок с заведомо различными упругими свойствами и 'коэффициентами f, определенными и условиях

НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ВИБРОУПЛОТНЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ

Потураев В. Н., Миронюк А. Ф., Пендраковский Н. Л., Афонин М. 3.

(Днепропетровский горный институт)

Одной из основных задач, стоящих перед порошковой ме­ таллургией, является получение высокопрочных изделий, близ­ ких по своим физико-механическим свойствам к компактным изделиям. Однако в настоящее время плотность получаемых изделий не удовлетворяет требованиям, предъявляемым про1 мышленностью. Применение технологии изготовления изделии с многооперационной обработкой также не приводит к суще­ ственным результатам.

Поэтому в Днепропетровском горном институте были про­ ведены экспериментальные исследования процесса вибрацион­ ного уплотнения различных металлических порошков на экс­ периментальной вибропрессовой установке, позволяющей из­ менять в широких пределах параметры нагружения. Эти ис­ следования показали, что применение одновременно со ста­ тическим нагружением вибрации приводит к существенному увеличению плотности изделий при одном и том же макси­ мальном усилии прессованя. Так при удельном давлении 4000 кг/см2 плотность изделия из шихты металлического по­

Исследование влияния на процесс виброуплотнения ампли­ туды и частоты колебаний показали, что плотность прессуе­ мых порошков в большей степени зависит от амплитуды ко­ лебаний, чем от частоты.

Повышение плотности при наложении вибраций может быть объяснено снижением силы внутреннего трения между частицами шихты, а также сил внешнего трения между ших­ той и стенкой прессформы, более равномерным распределе­ нием плотности по всему объему изделия.

Проведенные теоретические и экспериментальные исследо­ вания позволили установить зависимость эффективного коэф­ фициента трения от параметров вибрации, а также затраты энергии при статико-вибрациоИном прессовании.

Исследования показали, что для достижения одной н топ же плотности изделий при статико-вибрационном процессе уплотнения величина усилия уменьшается в 1,5—2 раза, а за-