Обоснование функциональных параметров вибророторного автоматического загрузочного устройства тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.02, кандидат наук Чу Куок Тхуан

• Чу Куок Тхуан
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Чу Куок Тхуан

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Основные загрузочные устройства, на основе которых создано вибророторное автоматическое загрузочное устройство

1.2. Роторные загрузочные устройства

1.3. Вибрационные загрузочные устройства

1.3.1. ВЗУ с синхронным ЭМП

1.3.2 ВЗУ с раздельным ЭМП

1.4. Вибророторные автоматические загрузочные устройства

1.5. Производительность автоматических загрузочных устройств

1.6. Постановка, цели и задачи исследования

2. ПОДГОТОВКА ПРЕДМЕТОВ ОБРАБОТКИ К ЗАХВАТУ

2.1. Макет вибророторного автоматического загрузочного устройства

2.2. Исследование перемещения предмета обработки у борта

вибророторного автоматического загрузочного устройства

2.2.1 Математическая модель перемещения предмета обработки у борта бункера

2.2.2. Параметрический синтез процесса перемещения предмета обработки у борта

2.3. Выводы по главе 2

3. ЗАХВАТ ПРЕДМЕТОВ ОБРАБОТКИ В ВРАЗУ

3.1. Исследование безударного захвата предметов обработки

3.2. Процесс захвата с ударом

3.2.1. Предмет обработки движется на интервале между соударениями

3.2.2. Предмет обработки прижат к одной из стенок канала и движется в радиальном направлении

3.3. Вывод по главе 3

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

ВИБРОРОТОРНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО ЗАГРУЗОЧНОГО УСТРОЙСТВА

4.1. Описание экспериментальной установки

4.1.1. Описание экспериментальной установки для измерения параметров вибрации

4.1.2. Определение частот, амплитуд вертикальных и крутильных колебаний, фазового угла между ними, вынужденных колебаний

4.1.3. Измерение угловой скорости вибророторного автоматического загрузочного устройства

4.2. Определения коэффициента трения

4.2.1. Определение статического коэффициента трения.:

4.2.2. Определение динамического коэффициент трения

4.3. Определение относительных скоростей предмета обработки у борта и

время его захвата

4.4. Выводы по главе 4

5. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВРАЗУ

5.1. Последовательность расчета основных параметров ВРАЗУ

5.2. Пример расчета параметров ВРАЗУ

5.3. Выводы по главе 5

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. КОДЫ ПРОГРАММ

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. АКТЫ ВНЕДРЕНИЯ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование функциональных параметров вибророторного автоматического загрузочного устройства»

ВВЕДЕНИЕ

Комплексная механизация и автоматизация производственных процессов являются главными решающими средствами, обеспечивающими дальнейший технический прогресс в народном хозяйстве и на этой основе - новый подъем производительности труда, снижение себестоимости и улучшение качества продукции.

Автоматизация технологических процессов по обработке штучных предметов обработки (ПО) на металлорежущих станках, прессовом оборудовании, сборочных автоматах тесно связана с автоматической подачей их на позицию обработки - сборки, контроля и т.д. Автоматизация загрузки технологических систем штучными предметами обработки занимает особое место и является наиболее сложной и актуальной проблемой высокопроизводительного комплексно-автоматизированного производства, т.к. слишком велико разнообразие технологических процессов механической обработки.

Автоматизация загрузки приобретает важное значение при создании автоматических, линий, т.к. надежная и экономичная конструкция загрузочного устройства, гарантирующая бесперебойную подачу правильно ориентированных в пространстве ПО, во многом определяет качественные и количественные показатели всей линии.

Устройства, обеспечивающие автоматическую загрузку машин-автоматов и автоматических линий штучными ПО, являются одними из наиболее совершенных современных устройств, объединяющих потоки материала, энергии и информации и обеспечивающих получение качественной продукции в течение определенного промежутка времени без участия человека. Такие устройства называются автоматические загрузочные устройства (АЗУ).

Одним из основных видов автоматического загрузочного устройства является вибророторные автоматические загрузочные устройства (ВРАЗУ), которое позволяет иметь производительность до 1200 шт./мин и более, может осу-

ществить автозагрузку широкого класса по степени сложности предметов обработки.

Диссертация на тему «Обоснование функциональных параметров вибророторного автоматического загрузочного устройства» имеет следующие особенности:

Актуальность работы. В настоящее время одним из актуальных вопросов является широкое внедрение в различные отрасли промышленности средств механизации и автоматизации технологических процессов. Благодаря этому повышается производительность, качество продукции, безопасность работы, об-

1

легчается труд, улучшаются условия труда рабочих.

Одними из наиболее распространенных узлов технологических машин являются автоматические загрузочные устройства. Эти устройства обеспечивают автоматическую загрузку машин-автоматов и автоматических линий штучными предметами обработки и являются одними из наиболее совершенных со)

временных устройств, объединяющих потоки материала, энергии и информации и обеспечивающих получение качественной продукции в течение определенного промежутка времени без участия человека.

На сегодняшний день представляет интерес АЗУ следующего поколения-вибророторное автоматическое загрузочное устройство (ВРАЗУ), созданное на базе вибрационных загрузочных и роторных устройств. ВРАЗУ позволяет перейти к новому уровню производительности, возможности автозагрузки сложных предметов обработки. Этот тип АЗУ, воплотивший в себе достоинства АЗУ

I

вибрационного и роторного типа, несомненно, представляет собой автоматическое загрузочное устройство нового поколения, технологические и технические возможности которого далеко еще не раскрыты полностью.

Конструктивные исполнения ВРАЗУ могут быть многовариантными [75] в зависимости от производительности устройства, типа предмета обработки и способа ориентирования, захвата и выдачи: борт бункера может принадлежать бункеру; борт представляет собой принадлежность реактивной части вибро-

привода; борт - кольцо, свободно посаженное в паз бункера; борт не связан с вибророторным автоматическим загрузочным устройством.

В первом случае вибророторное автоматическое загрузочное устройство можно применять для автозагрузки машин-автоматов, автоматических линий в массовом производстве на операциях счета, контроля, сборки и др.. Исследование процессов функционирования ВРАЗУ, когда борт является принадлежностью бункера, в части подготовки к захвату и процессе захвата предмета обработки является важной актуальной задачей.

Цель работы. Обеспечение заданной производительности вибророторного автоматического загрузочного устройства на основе научно обоснованного выбора направления и величины скорости виброперемещения предмета обработки, а также времени его захвата захватными органами.

Основные научные результаты диссертации, выносимые на защиту, включают:

1. Математические модели перемещения предмета, обработки у борта бункера при наличии реверса его относительной скорости перемещения, процесса безударного захвата и захвата с ударом;

2. Параметрический синтез процесса перемещения предмета обработки у борта бункера и параметрический анализ процесса безударного захвата и захвата с ударом;

3. Оригинальный экспериментальный комплекс, созданный для определения параметров вращения и вибрации бункера, измерения относительной скорости предмета обработки и его времени захвата;

4. Рекомендации и инженерную методику проектирования ВРАЗУ с требуемой производительностью на базе исследований процессов подготовки предметов обработки к захвату и захвата.

Методы исследования. Теоретическое исследование базируется на использовании законов теоретической механики и основных положениях теории

удара для разработки математических моделей. Решение дифференциальных уравнений на ЭВМ осуществляется численным методом Рунге - Кутта на основе разработанных алгоритмов.

Экспериментальные исследования проводились в лаборатории кафедры МПФ ТулГУ с использованием: BP АЗУ, в основе которого электромагнитный привод с раздельным возбуждением вибраций; фотодатчика; индуктивного датчика; платы усиления, детектирования и фильтрации; платы JIA-2USB; фотокамеры Sony HDR-CX200E и ЭВМ.

Научная новизна работы. Установлена взаимосвязь между геометрическими, кинематическими параметрами, параметрами вибрации бункера вибророторного автоматического загрузочного устройства и относительной скоростью перемещения предмета обработки у борта, когда борт является принадлежностью бункера, в процессах подготовки предмета обработки к захвату и его захвата при наличии реверса относительной скорости.

Практическая значимость. Разработанные математические модели позволяют определить относительную скорость перемещения предмета обработки у борта с реализацией реверса, время его захвата с учетом изменения параметров колебаний, угловой скорости ротора и обеспечить заданную производительность устройства. Разработана методика определения параметров функци-

t

онирования ВРАЗУ.

Реализация результатов работы. Математические модели и результаты экспериментальных исследований процесса перемещения предмета обработки и процесса его захвата приняты к внедрению в практике автоматизации технологических процессов на ООО «ТПЗ-Рондоль», а также используются в учебном процессе на кафедре МПФ ТулГУ при выполнении лабораторных работ.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и общих выводов, списка использованных источников из 85 наименований и приложений.

В первой главе рассмотрено состояние вопроса при обзоре исследований вибрационных и роторных устройств, на основе которых создано вибророторное автоматическое загрузочное устройство.

Решение задач, связанных с исследованием ВРАЗУ, базируется в основном на работах H.A. Усенко, JI.A. Свинаренко, О.О. Чуковой, Л.Ф. Анчишки-ной, A.B. Фалдина, А.Б. Зайцева, Ле Динь Шона.

В известных научных работах и патентных документах вопросы проектирования и разработки ВРАЗУ еще недостаточно изучены. Дальнейшей задачей является исследование ВРАЗУ в других конструктивных вариантах с вариацией параметров функционирования с целью разработки рекомендаций для его проектирования.

Во второй главе дано описание конструкции вибророторного автоматического загрузочного устройства, его основных технических характеристик и принципа работы. Разработана математическая модель процесса перемещения предмета обработки у борта, когда борт является принадлежностью бункера.

В третьей главе проведены исследования процесса захвата предмета обработки в захватные органы ВРАЗУ. Рассмотрено решение задачи плоского круглого предмета обработки в захватные органы (окно). В зависимости от зазора между предметом и стенками захватного органа может возникать в процессе захвата удар предмета обработки о стенку. Рассмотрены два варианта: безударный процесс захвата и процесс захвата с ударом.

В четвертой главе дано описание экспериментальной установки и процесса проведения эксперимента.

В пятой главе предложена инженерная методика проектирования ВРАЗУ с заданной производительностью и приведен пример расчета для плоского круглого предмета обработки. Разработанная методика базируется на результатах теоретических и экспериментальных исследований, выполненных в рамках данной диссертации, а также на ранее известных работах.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Основные загрузочные устройства, на основе которых создано вибророторное автоматическое загрузочное устройство

Автоматизация производственных и технологических процессов, несмотря на трудности текущего периода, является одним из важнейших направлений, в получении высококачественной и конкурентоспособной продукции. Большой интерес к этой проблеме во всех странах мира говорит о том, что независимо от уровня развития тех или иных государств, от большего или меньшего количества свободных рабочих рук вопросы автоматизации не теряют своей актуальности [84].

Одними из наиболее распространенных узлов технологических машин являются автоматические загрузочные устройства (АЗУ). В АЗУ отдельные предметы обработки извлекаются из общей массы, получают требуемую ориентацию в пространстве и через лоток-магазин, питатель выдаются на рабочую

I

позицию технологического оборудования.

Значительное расширение областей применения автоматических роторных и роторно-конвейерных линий в различных отраслях промышленности поставило сложную задачу - разработать такой тип автоматического загрузочного устройства, которое имело бы производительность 1200 шт./мин и более, и могло осуществить автозагрузку широкого класса по степени сложности предметов обработки (ПО).

Было предложено виброротоное автоматическое загрузочное устройство (ВРАЗУ), созданное на базе вибрационных загрузочных и роторных устройств. ВРАЗУ позволяет иметь максимальное число захватных органов (каналов) и, независимо от частоты его вращения, управление относительной скоростью предметов обработки у борта бункера путем изменения параметров колебаний его вибрационного привода (амплитуд, фазового угла, частоты). Потенциальная

производительность ВРАЗУ для малогабаритных ПО может достигать нескольких тысяч штук в минуту. Этот класс АЗУ, воплотивший в себе достоинства роторных устройств механического типа и стационарных вибрационных загрузочных устройств, несомненно, представляет собой автоматическое загрузочное устройство нового поколения, технологические и технические возможности которых далеко еще не раскрыты полностью.

1.2. Роторные загрузочные устройства

Огромное значение в комплексной автоматизации производства имеют автоматические роторные линии (АРЛ) [26, 27, 33, 34]. Проблема автоматической загрузки АРЛ осложняется высоким уровнем производительности и ее необходимой стабильностью, широкой номенклатурой ПО, автоматически загружаемых в одну и ту же АРЛ, обеспечивающую сборку изделия.

В 60-е годы была решена задача резкого повышения производительности АРЛ [31, 32] . Это вскрыло противоречия между принципом осуществления технологических операций, производимых в процессе транспортирования деталей в АРЛ совместно с рабочим инструментом, и принципом автоматической загрузки ПО на позиции технологической обработки из стационарного автоматического загрузочного устройства (АЗУ).

Решение задач, связанных с исследованием роторных загрузочных устройств, базируется в основном на работах ученых: Л.Н. Кошкина [31, 32, 33], И.А. Клусова [27, 28], В.В. Прейса [34, 54, 55, 56], Сахарова Ф.М. [61], А.Р. Сафарянца [26]. Создание роторных загрузочных устройств (РЗУ) устранило несоответствие условия передачи ПО из неподвижного питателя в движущийся транспортный орган. РЗУ присущи достоинства принципа независимости основных (рабочих) и транспортных функций, являющихся основой АРЛ. Одна из конструкций РЗУ показана на рисунке 1.1. [84]

Рисунок 1.1. РЗУ для подачи ПО в первый транспортный ротор

РЗУ, или загрузочный ротор, представляет собой тот же ротор, по окружности которого размещены устройства для поштучного захвата, ориентирования и выдачи ПО в технологический ротор. ПО засыпаны в неориентированном виде в бункер 7 ротора. В донной части бункера установлены захватные органы, например, вращающиеся воронки 6, получающие вращение при обкатывании по неподвижному зубчатому колесу 8. ПО 4, захваченные воронками, поступают в вертикальные накопители 5 и подаются в ориентаторы 3, где получают требуемое однозначное ориентированное положение. Под накопителями располагаются ползуны 1 с захватами 2. Ползуны получают радиальные перемещения от неподвижного кулачка. Ориентированные ПО поступают из ориентаторов в захваты 2 ползунов и при совмещении позиции загрузочного ротора 9 ползуны при радиальном перемещении осуществляют передачу ПО. Появление РЗУ обеспечило возможность создания АРЛ в широком диапазоне требуемых величин производительности.

Анализ конструкций РЗУ и областей их применения позволяет сформулировать принципиальные и существенные классификационные признаки, определяющие конструктивные особенности устройств, а главное максимально

возможные уровни производительности РЗУ. Одним из таких признаков является связь между захватывающими органами и рабочими позициями системы автоматической загрузки (САЗ) [2];

По связи между захватывающими органами и позициями САЗ все САЗ делят на две группы (рис. 1.2).

К первой группе относят РЗУ с индивидуальными захватывающими органами, в которых каждый захватывающий орган бункерного загрузочного устройства (БЗУ) непосредственно связан с рабочей позицией роторной САЗ. В этих САЗ число захватывающих органов БЗУ равно числу рабочих позиций САЗ, причем каждый захватывающий орган БЗУ связан со своим лотком-накопителем накопительно-передающего устройства (НПУ) [53].

Ко второй группе относят РЗУ, в которых захватывающие органы БЗУ не связаны непосредственно с рабочими позициями роторной САЗ, поскольку ее НПУ выполнено в виде общей кольцевой накопительной зоны. В таких РЗУ число захватывающих органов БЗУ не равно числу рабочих позиций РЗУ и, как правило, превышает это число. Естественно, что отпадает необходимость и во вращении захватывающих органов вокруг оси РЗУ с частотой вращения ее рабочих позиций.

В качестве захватывающих органов в РЗУ второй группы используют, как правило, профильные окна, а в простейшем случае кольцевую щель, расположенные в донной части бункера БЗУ. Для захвата ПО захватывающими органами эта часть бункера БЗУ вращается вокруг оси РЗУ. Частота вращения захватывающих органов в отличие от РЗУ первой группы не зависит от частоты вращения рабочих позиций РЗУ, и ее выбирают так, чтобы обеспечить оптимальные условия для захвата ПО захватывающими органами. Захваченные ПО накапливаются в кольцевой накопительной зоне и перемещаются по дну бункера в радиальном направлении к рабочим позициям РЗУ. При этом центробежные силы инерции, действующие на ПО, способствуют их движению по дну бункера.

Рис. 1.2. Классификация РЗУ по связи между захватными органами и позициями ротора

Из классификации РЗУ можно сделать вывод, что их конструктивное многообразие копирует конструкции стационарных загрузочных устройств механического типа применительно к тому же типажу деталей (стаканчики, диски, стержни, колпачки и т.д.). Эта классификация можно применить для классификации ВРАЗУ по связи между захватными органами и позициями ротора.

РЗУ представляет собой многопозиционное бункерное устройство, в котором захватно - ориентирующие органы, лотки - накопители и органы выдачи ПО в транспортные позиции АРЛ расположены по окружности ротора и осуществляют свои функции в процессе непрерывного транспортного вращения ротора. Такие РЗУ прежде всего сами по себе имеют значительно большую производительность по сравнению со стационарными загрузочными устройствами и, кроме того, обеспечивают передачу ПО в позиции роторов АРЛ при высоких скоростях их вращения вследствие синхронного вращения РЗУ и транспортного ротора и сопряжения соответствующих их позиций на участке, достаточном для передачи ПО из РЗУ в транспортный орган.

Л.Н.Кошкин [32] впервые описал тенденции и перспективу развития высокопроизводительной автоматической загрузки АРЛ. Им было отмечено, что принцип независимости рабочих и транспортных движений, заложенный в АРЛ, позволяет значительно повысить их производительность до 800-1200 шт/мин.

I

1.3. Вибрационные загрузочные устройства

В середине XX столетия наряду с распространенными классическими автоматическими загрузочными устройствами механического типа стали использовать вибрационные загрузочные устройства (ВЗУ).

ВЗУ находят широкое применение в машиностроительной, приборостроительной, радиотехнической, горнорудной, химической, пищевой, сельскохозяйственной и других отраслях промышленности.

Решение задач, связанных с исследованием ВЗУ и процессов вибротранспортирования базируется в основном на работах ученых И.И. Артоболевского [4, 5], И.И. Блехмана [3, 8], Н.И. Камышного [23, 24], А.Е. Кобринского [29], Э.Э. Лавендела [36, 37, 38], Д.Д. Малкина [43, 44, 45], М.В. Медвидя [47], В.А. Повидайло [51, 52], А.Н. Рабиновича [57, 58, 59], В.И. Якубовича [85], Н.А. Усенко [69, 70, 71, 72, 73], И.С Бляхерова [10], Ю.Л. Маткина [46] и др.

Результаты вышеуказанных научных работ позволяют анализировать процесс вибротранспортирования материальной частицы по колеблющейся шероховатой плоскости. Другая серия работ [4, 16, 17, 18, 19, 22, 35, 63, 66] рекомендует повысить скорость виброперемещения действием дополнительных сил (пневмоструи, гидравлического потока, магнитного поля и т.д.). Этот способ скоростного виброперемещения может быть совмещен с ориентацией ПО под действием этих же дополнительных сил или с рядом технологических операций: сушка, мойка, охлаждение и т.д.

Принцип работы ВЗУ заключается в том, что сложное колебательное движение дорожки бункера передается расположенным на ней ПО в двух взаимно перпендикулярных направлениях, в результате чего ПО перемещаются по дорожке с некоторой скоростью, в процессе движения по дорожке ПО ориентируются путевыми операторами в заданное положение.

Рисунок 1.3. Вибрационное загрузочное устройство

Основными узлами ВЗУ (рис. 1.3) [67] являются основание 2, установленное на станине на амортизационных пружинах 1, электромагнитный привод 3 и чаша 5, закрепленная на основании на трех наклонных пружинах 4. Бункер ВЗУ состоит из обечайки с винтовыми дорожками 7 и 9, которые могут быть смонтированы как внутри обечайки, так и снаружи. Обечайка соединена с дном, имеющим конусный профиль. ПО (в рассматриваемом примере это гайки и болты), засыпанные массой в нижнюю часть 6 бункера, перемещаются по конусу дна. В процессе этого движения ПО подготавливаются к захвату, который осуществляется дорожкой. Оказавшись на дорожке в различных положениях, в том числе и в неустойчивых, ПО двигаются вверх. Лишний слой ПО удаляется установленным над дорожкой планками. ПО в неустойчивых положениях падают в бункер. Ориентирование ПО в данном случае осуществляется по трафарету, функции которого выполняют окна 8 (для болта) и 13 (для гайки). Размеры и положения в ВЗУ окон таковы, что сначала достигается ориентация гайки,

1

а затем болта. Сориентированные ПО подготавливаются к выдаче в специальных накопительных наружных витках 9 и 10 и через окна 11 и 12 выдаются в лотки-магазины, которых в общем случае может быть установлено несколько. В ВЗУ отпадает необходимость в специальных устройствах для самовосстановления работоспособности, так как между ПО и дорожкой ВЗУ, побуждающей ПО к движению, нет жесткой связи, и если ПО прекратит движение, то между ним и дорожкой ВЗУ возникнет взаимное проскальзывание, что, однако, не изменит свойств ПО. Постоянно действующая вибрация способствует устранению препятствий, возникающих при движении ПО, и возобновляет движение ПО. Таким образом, самовосстановление реализуется не специальным устройством, а дорожкой и виброприводом, которые одновременно выполняют их основное назначение. Эти же органы несут и еще одно функциональное действие - предохраняют лоток от переполнения.

ВЗУ с электромагнитным приводом (ЭМП) можно разделить на две группы: бункерные ВЗУ со спиральным лотком и бункерные ВЗУ с прямолинейным

лотком. Обе группы имеют различное конструктивное исполнение привода и бункера. Бункерные ВЗУ со спиральным лотком по конструктивному исполнению электромагнитного привода можно разделить на синхронные и раздельные.

1.3.1. ВЗУ с синхронным ЭМП

ВЗУ с синхронным приводом представляет собой конструкцию с приводом, обеспечивающим колебания материальной точки бункера по прямой линии, угол наклона к горизонтальному направлению которой зависит от угла наклона упругого элемента [2, 67].

На внутренней поверхности борта 7 (рис. 1.4) расположен лоток в виде винтовой спирали. Бункер получает возвратно-поступательное движение от вертикального привода, установленного в центре бункера. Якорь вибратора прикреплен к днищу бункера 6 и получает колебательные движения в вертикальном направлении. Вертикальные колебания якоря тремя наклонными пружинными стержнями 3 преобразуются в колебания бункера в вертикальном и горизонтальном направлениях. Якорь привода состоит из пластин 10 электротехнической стали, которые при помощи планок 9 крепятся к основанию якоря 8 и вместе с ним - к днищу бункера 6. Сердечник электромагнита состоит из набора Ш - образных пластин 5 трансформаторной стали, прикрепляемых к основанию привода 2 при помощи планок 4. На средний выступ пакета 5 надевается катушка с обмоткой 11. Пружинные стержни 3 прикреплены к плите 1 зажимами 14 с нижней стороны плиты.

Для виброизоляции ВЗУ устанавливается на амортизаторах - витых цилиндрических пружинах 13 сравнительно малой жесткости. Вибрация основания 12 будет минимальной, чем больше разница между собственной частотой колебаний бункера на стержнях и собственной частотой. колебаний опорной плиты 1 на витых пружинах. Для устранения чрезмерной подвижности к основанию 12 крепится ось 15, входящая с небольшим зазором во втулку опорной плиты. Эта ось оставляет амортизованной системе две степени свободы: пере-

мещение по вертикали и вращение вокруг неподвижной оси и ограничивает возможность остальных перемещений.

Рис. 1.4. Вибрационный бункер с центральным приводом и стержневыми

пружинами.

\

В различных отраслях промышленности наибольшее распространение получили бункерные ВЗУ со спиральным лотком, колебания захватно - ориентирующим дорожкам (лоткам) в которых передаются от рессор 3, наклоненных под некоторым углом к горизонту и приводимых в движение с помощью электромагнитов 8 (рис. 1.5). ВЗУ включают в себя основные конструктивные элементы: основание 1; электромагнитные приводы 2, 4, 5, 8, 9, 10; бункера 6, 7 и упругие элементы 3.

На рис. 1.6 показана конструкция ВЗУ с мембранно-гиперболоидной упругой системой - 6, 8. Двухкомпонентное синфазное возбуждение колебаний лотка (в вертикальной и горизонтальной плоскостях) позволяет достичь средней линейной скорости транспортирования ПО в безотрывном режиме не более 0,05 м/с, в режиме с подбрасыванием - до 0,3 м/с.

Рис. 1.5. ВЗУ с тремя приводами и плоскими пружинами, 1 - основание; 3 - рессора; 2- 10 - электромагниты; 6, 7 - бункер

Рис. 1.6. ВЗУ с мембранно-гиперболоидной упругой системой: 1, 4- фланцы; 2 - цапфы; 3 - пластины; 5 - бункер; 6 - торсион; 7- основание; 8 - мембрана; 9, 10 - электромагнитный привод;

11 - кожух

Небольшое подбрасывание не нарушает устойчивости движения ПО и не сказывается на качестве их ориентирования. Однако оно может ухудшить условия ориентирования ПО, особенно если требуется произвести ориентирование по слабо выраженным ключам ориентации ПО.

1.3.2 ВЗУ с раздельным ЭМП

Целесообразность независимого возбуждения колебаний в горизонтальной и вертикальной плоскостях с различными по величине амплитудами колебаний и наличием фазового сдвига (трехкомпонентный привод) обусловлена возможностью значительного увеличения скорости вибротранспортирования.

На рис. 1.7 представлены результаты экспериментальных исследований зависимости скорости вибротранспортирования от величины фазового сдвига колебаний при постоянном значении величины амплитуды колебаний в вертикальной плоскости равной 0,1 мм (режим с проскальзыванием ПО относительно вибрирующего лотка с коэффициентом трения - 0,3), и при амплитудах колебаний в горизонтальной плоскости от 0,25 до 3 мм. Оптимальным фазовым сдвигом колебаний для данных условий эксперимента является угол 60°, причем скорость вибротранспортирования увеличивается примерно в 5 раз при независимом возбуждении колебаний по сравнению с синхронным возбуждением колебаний = 0-

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Чу Куок Тхуан, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Автоматизация загрузки прессов штучными заготовками/ Прейс В.Ф. [и др.]. М.: Машиностроение, 1975. 280 с.

2. Автоматическая загрузка технологических машин: справочник / Б ля-херов И.С. [и др.]; под ред. Клусова И.А. М.: Машиностроение, 1990. 400 с.

3. Аграновская Э.А., Блехман И.И. Выбор оптимальных параметров виб-

[

рационных транспортирующих машин с помощью электронной моделирующей установки // Обогащение руд. 1962. №5. С. 40-44.

4. Артоболевский И.И., Кулешов Е.М. Основы теории подачи деталей при действии на них несколько движущих сил // Теория машин автоматического действия. М.: Наука, 1970. С. 119-125.

5. Артоболевский С.И. Метод расчета выпускной способности рабочих

!

машин. М.: Машиностроение, 1952. 132 с.

6. Аугсткалн К.А. Исследование некоторых вибрационных транспортно-

5

загрузочных устройств: дис. ... канд. техн. наук. Рига, 1961. 171 с.

7. Ахмечет Л.С., Блох О.И. Вибрационный бункер с электромагнитным возбуждением вибрации (инструкция по проектированию). Одесса: НТО Машпром, 1959. 43 с.

8. Блехман И.И. Вибрационная механика. М.: Физматлит, 1994. 400 с.

9. Болотина В.В. Вибрация в технике: в 6 т. Т.1. Колебания линейных систем: справочник/ под ред. чл.-корр. АН СССР В.В. Болотина. М.: Машиностроение, 1978. 352 с.

Ю.Бляхеров И.С. Вибрационные технологические устройства: теория и основы проектирования: дис. ... д-ра. техн. наук. Тула, 1997. 506 с.

П.Брумберг P.M. Метод определения скорости безотрывного движения частицы по лотку инерционного транспортера с продольными колебаниями // Вибрационная техника. М.: НИИ стройдоркоммунмаш, 1966. С. 272-277.

12.Быховкий И.И. Основы теории вибрационной техники. М.: Машиностроение, 1969. 363 с.

13.Волгкевич Л.И. Автоматизация производственных процессов. Учебное пособие. М.: Машиностроение, 2005. 380 с.

14.Гончаревич И.Ф. Основные зависимости скорости вибротранспортирования от параметров режима вибротранспортирования // Известия АН ССР. Механика и машиностроение. 1962. №3. С. 85-91.

15.Гончаревич И.Ф., Фролов К.В. Теория вибрационной техники и технологии. М.: Наука, 1981. 320 с.

16.Дунаевецкий A.B. Классификация способов вибротранспортирования // Автоматизация технологических процессов в машиностроении и приборостроении. Киев: Техника, 1968. С. 102-103.

17.Дунаевецкий A.B. Оптимизация вибротранспортирования с пульсирующим взаимодействием // Автоматизация производственных процессов в машиностроении и приборостроении. Львов, 1970. Вып. 9. С. 80-86.

18.Дунаевецкий A.B. Оптимизация вибротранспортирования по фрикци-онно-анизотропной несущей поверхности // Автоматизация производственных процессов в машиностроении и приборостроении. Львов, 1970. Вып. 8. С. 8387.

19.Дунаевецкий A.B. Основы новых способов вибротранспортирования // Материалы научно-технической конференции по технологии машиностроения. Калининград, 1969. С. 31-32.

20.Зайцев А.Б. Ориентирование цилиндрических предметов обработки со

смещенным центром масс в вибророторном автоматическом загрузочном

(

устройстве // Известия ТулГУ. Сер. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. Тула: ТулГУ, 2004. Вып. 3. С. 188-194

21.Исхаков Т.Г. О влиянии массы заготовок на законы движения вибробункеров // Прикладная механика. 1962. Вып. 72. С. 3-15.

22.Исайкин A.B. Максимум скорости безотрывного горизонтального вибрационного движения // Вибрационная техника. НИИНстройкоммунмаш, 1966. С. 43-50.

23.Камышный Н.И. Автоматизация загрузки станков. М.: Машиностроение, 1977. 288 с.

24.Камышный Н.И. Основы проектирования механизмов питания станков: дис. ... д-ра. техн. наук. М., 1959. 210 с.

25.Клепиков С.И. Исследование и разработка вибрационных загрузочных устройств с бигармоническими колебаниями: дис. ... канд. техн. наук. М., 1977. 167 с.

26.Клусов И.А., Сафарянц А.Р. Роторные линии. М.: машиностроение, 1969. 191 с.

27.Клусов И.А. Проектирование роторных машин и линий: учеб. пособие для студентов машиностроит. спец. вузов. М.: Машиностроение, 1990. 320 с.

28.Клусов И.А. Технологические роторные системы; учеб.-метод, пособие. Тула: Изд-во ТулГУ, 2007. 124 с.

29.Корбинский А.Е., Шляхтин A.B., Ямщикова M.Iyl К теории машин виброударного действия // Сб. науч. тр. Институт машиноведения АН СССР, 1960. Т. 20. Вып. 79. С. 21-33.

30.Кобринский А.Е., Кобринский A.A. Виброударные системы (Динамика и устойчивость). М.: Изд-во Наука, 1973. 592 с.

31.Кошкин J1.H. Автоматическая загрузка роторных автоматических линий // средства автоматической загрузки и межоперационного транспорта машин- автоматов и автоматических линий. Тула: ЦБТИ, 1962. С.3-24.

32.Кошкин JI.H. комплексная автоматизация производства на основе роторных линий. М.: Машиностроение, 1972. 352 с.

33.Кошкин JI.H. Роторные и роторно-конвейерные линии. М.: Машиностроение, 1982. 336 с.

34.Комплексная автоматизация производства на базе роторных и ротор-но-конвейерных линий: сборник научных трудов / под ред. д-р. техн. наук., проф. Прейса В.В. Тула, 2002.

35.Кулешова В.И., Кулешов Е.М. Пневмогидравлические методы ориентирования деталей, подаваемых вибрационными системами автоматического питания // Автоматизация технологических процессов в машиностроении и приборостроении (материалы республиканской конференции). Киев: Техника, 1968. С. 72-73.

36.Лавендел Э.Э. О выборе параметров закона вибротранспортирования деталей // Изв. вузов. Машиностроение. 1964. №4. С. 89-99.

37.Лавендел Э.Э. Оптимальный закон движения лотка при безотрывной прямой вибротранспортировке деталей // Изв. вузов. Машиностроение. 1963. №12. С. 71-79.

38.Лавендел Э.Э. Ситез оптимальных вибромашин. Рига: Винатне, 1970.

250 с.

39.Левин Л.П. Вопросы теории и расчета электровибрационных машин // Механика и расчет машин вибрационного типа. М.: Изд-во АН СССР, 1957. С. 19-36.

40.Ле Динь Шон. Вибророторное автоматическое загрузочное устройство стационарного типа: дис. ... канд. техн. наук. Тула, 2012. 104 с.

41.Лянсберг Л.М. Вибрационное перемещение частицы без подбрасывания по плоскости, совершающей поступательные эллиптические колебания // Сб. науч. тр. заочн. политехи, ин-та. М., 1966. С. 113-121.

42.Лянсберг Л.М. К вопросу влияния массы транспортируемого груза на амплитуду колебаний виброконвейера с эллиптической траекторией движения рабочего органа // Вопросы качества горных машин. М. 1969. С. 128-133.

43.Малкин Д.Д. Закономерности и оптимальные параметры быстроходных режимов движения деталей в вибрационных загрузочных устройствах: ма-

териалы конференции «Штамповка в приборостроении». М.: МДНТП, 1968. С. 73-79.

44.Малкин Д.Д. Основные задачи теории вибрационных станков и загрузочных устройств: дис. ... д-ра. техн. наук. М., 1970. 365 с.

45.Малкин Д.Д. Теория и проектирование вибропитателей и вибротранспортеров. М.: ЦБТИ, 1959. 66 с.

46.Маткин Ю.Л., Камышный Н.И., Клусов И.А. Вибрационные устройства загрузки штучных заготовок в технологическое оборудование. М.: НИИ-маш, 1983. 320 с.

47.Медвидь М.В. Автоматические ориентирующие загрузочные устройства и механизмы. М.: Машгиз, 1963. 298 с.

48.Мозникер P.A. Исследование вибрационных испытательных установок с электромагнитными возбудителями. Киев: Изд-во АН СССР, 1960. 16 с.

49.Нгуен Хоа Бин Совершенствование вибрационных автоматических загрузочных устройств: дис. ... канд. техн. наук. Тула, 2007. 121 с.

50.Пиковский С.А. Некоторые вопросы динамического расчета и конструирования питателей: дис. канд. техн. наук. Горький, 1966. 187 с.

51.Повидайло В.А., Лопушенко В.В., Щигель В.А. Динамика бигармони-ческого лотка с учетом влияния движущихся заготовок // Автоматизация производственных процессов в машиностроении и приборостроении. Львов, 1970. Вып. 9. С. 91-95.

52.Повидайло В.А. Расчет и конструирование вибрационных питателей. Киев: ГНТИ машиностроительной литературы, 1962. 150 с.

53.Прейс В.В., Усенко H.A., Давыдова Е.В. Автоматические загрузочно-ориентирующие устройства. Ч. 1. Механические бункерные загрузочные устройства: учеб. пособие для вузов/ под ред. В.В. Прейса. Тула: Изд-во ТулГУ, 2006. 125 с.

54.Прейс В.В. Роторные машины и автоматические роторные линии в пищевых производствах: учеб. пособие. 2-е изд. перераб. и доп. Тула: Изд-во ТулГУ, 2012. 108 с.

55.Прейс В.В. Надежность роторных систем автоматической загрузки. Тула: Изд-во ТулГУ, 2012. 120 с.

56. Прейс В.В. Теория и проектирование роторных систем автоматической загрузки: дис. ... д-ра техн. наук. Тула, 1997. 437 с.

57.Рабинович А.Н. Автоматическое ориентирование и загрузка штучных деталей. Киев: Техника, 1968. 287 с.

58.Рабинович А.Н. Механизация и автоматизация сборочных процессов в машиностроении и приборостроении. М.: Машиностроение, 1964. 283 с.

59.Рабинович А.Н., Яхимович В.А., Боечко Б.Ю. Автоматические загрузочные устройства вибрационного типа. Киев: Техника, 1965. 380 с.

60.Савельев В.В. Прикладная теория колебаний. Тула: Изд-во ТулГУ, 2005. 159 с.

61.Сахаров Ф.М. Пути повышения производительности роторных загрузочных устройств: дис. ... канд. техн. наук. Тула, 1975. 222с.

62.Свинаренко Л.А. Ориентирование деталей в вибророторном загрузочном устройстве автоматических роторных линий штамповочного производства: дис. ... канд. техн. наук. Тула, 1990. 243 с.

63.Спиваковский А.О., Гончаревич И.Ф. О повышении скорости транспортирования на вибрирующем конвейере // Изв. вузов. Горный журнал. 1961. №6. С. 107-112.

64.Тихомиров Ю.С. Влияние массы транспортируемых деталей на работу вибрабункера//Изв. вузов. Машиностроение. 1967. №6. С. 96-102.

65.Тихомиров Ю.С. Определение расчетной массы вибропитателей с учетом массы загрузки // Машиноведение. 1967. №1. С. 48-55.

66.Троицкий В.А. Об оптимизации процесса вибротранспортирования // Прикладная математика и механика. Т. XXVII. Вып. 6. 1963. С. 1117-1123.

67.Усенко H.A., Зайцев А.Б., Фалдин A.B. Автоматическая загрузочно-ориентирующие устройства. 4.2. Вибрационные загрузочные устройства: учеб. пособие / под ред. В.В. Прейса. Тула: Изд-во ТулГУ, 2010. 142 с

68.Усенко H.A., Поляков В.А., Козлова И.А. Автоматическая загрузочно-ориентирующие устройства. Часть 3. Ориентирование предметов обработки в вибрационных загрузочных устройствах: учеб. пособие / под ред. H.A. Усенко. Тула: Изд-во ТулГУ, 2007. 124 с.

69.Усенко H.A. Автоматические роторные линии и проблема их автоматической загрузки // Комплексная автоматизация производства на базе роторных и роторно-конвейерных линий: сб. науч. тр. Тула, 2002. С.52-58.

70.Усенко H.A., Анчишкина Л.Ф. Теоретические основы разработки принципиального нового высокопроизводительного автоматического загрузочного устройства // Избранные труды ученных ТулГУ. Тула, 1997. С. 182-196.

71.Усенко H.A. Исследование вибрационных автоматических бункерных захватно-ориентирующих усройств с электромагнитным приводом: дис. ... канд. техн. наук. Тула, 1967. 206 с.

72.Усенко H.A. Основы теории проектирования высокопроизводительных автоматических загрузочных заготовок: Дис. докт. техн. наук. - Тула, 1984. 473 с.

73.Усенко H.A. Основы теории проектирования высокопроизводительных автоматических загрузочных заготовок: приложение к дис. д-ра. техн. наук. Тула, 1984. 478 с.

74.Усенко H.A., Усенко С.Н., Мельников И.П., Ивлев В.В. Авторское свидетельство на изобретение: «Вибророторное загрузочное усторойство». № 1567353. 1990.

75.Усенко H.A., Фалдин A.B. Проектирование автоматического загрузочного устройства нового поколения // Известия ТулГУ. Сер. Механика деформируемого твердого тела и обработка металлов давлением. Тула: Изд-во ТулГУ, 2004. Вып. 3. С. 209-217

76.Усенко H.A., Чу Куок Тхуан. Захват предметов обработки в вибророторном автоматическом загрузочном устройстве // Техника XXI века глазами молодых ученых и специалистов. Тула: Изд-во ТулГУ, 2009. С. 150-158.

77.Усенко H.A., Чу Куок Тхуан, Фалдин A.B. Вопросы циклограммиро-вания процесса автоматической загрузки предметов обработки в вибророторном загрузочном устройстве // Вестник ТулГУ. Автоматизация: проблемы, идеи, решения: материалы Междунар. научно-техн. конф. «АПИР-14». Тула: Изд-во ТулГУ, 2009. С. 169-174.

78.Клейменов Р. И., Чу Куок Тхуан. Измерение собственной частоты и жесткости упругой системы ВАЗУ с раздельным приводом // IV-я Магистерская научно-техническая конференция Тульского государственного университета. Тула: Изд-во ТулГУ, 2009, С. 306-307.

79.Усенко H.A., Чу Куок Тхуан. Ориентирование предметов обработки в приемнике вибророторного автоматического загрузочного устройства // Техника XXI века глазами молодых ученых и специалистов. Тула: Изд-во ТулГУ, 2010. С. 75-80.

80.Чу Куок Тхуан. Исследование процесса виброперемещения предметов обработки у борта вибророторного автоматического загрузочного устройства // Управляемые вибрационные технологии и машины: сб. науч. ст. в 2 ч. 4.2 / С. Ф. Яцун [и др.]; Курск: Юго-Зап. гос. ун-т. 2012. С. 203-211.

81.Усенко H.A., Чу Куок Тхуан. Параметрический синтез перемещения предметов обработки у подвижного борта вибророторного автоматического загрузочного устройства // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 6: в 2 ч. Тула: Изд-во ТулГУ, 2013. 4.1. С. 176-182.

82.Усенко Н. А., Чу Куок Тхуан. Исследование безударного захвата предметов обработки в вибророторном автоматическом загрузочном устройстве// Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 6: в 2 ч. Тула: Изд-во ТулГУ, 2013. 4.1. С. 153-161.

83.Усенко Н. А., Чу Куок Тхуан. Выдача предметов обработки в вибророторном автоматическом загрузочном устройстве // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 7: в 2 ч. Тула: Изд-во ТулГУ, 2013. 4.2. С.285-292.

5

84.Чукова О.В. Формирование параметров движения предметов обработки в вибророторном автоматическом загрузочном устройстве: дис. ... канд. техн. наук. Тула, 2006. 123 с.

85.Якубович В.И. Вибрационное перемещение при колебаниях несущей плоскости по произвольной эллиптической траектории // Механизация и автоматизация производства. 1966. №8. С. 6-8.