19388

Дослідження впливу режиму роботи вібраційного бункерного живильника на його продуктивність

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Лабораторна робота №16 Дослідження впливу режиму роботи вібраційного бункерного живильника на його продуктивність Мета роботи: Ознайомлення з конструкцією та принципом роботи вібраційного бункерного живильника ВБЖ. Експериментальне визначення залежно...

Украинкский

2013-07-12

223 KB

8 чел.

Лабораторна робота №16

"Дослідження впливу режиму роботи вібраційного бункерного живильника на його продуктивність"

Мета роботи:

  1.  Ознайомлення з конструкцією та принципом роботи вібраційного бункерного живильника (ВБЖ).
  2.  Експериментальне визначення залежності коефіцієнта швидкості КС, коефіцієнта заповнення КЗ та продуктивності Q від параметра режиму .

Прилади та інструменти:

  1.  Вібраційний бункерний живильник (ВБЖ).
  2.  Лабораторний автотрансформатор (ЛАТР).
  3.  Мікрометричний пристрій.
  4.  Секундомір.
  5.  Штангенциркуль.
  6.  Орієнтовані деталі.

Конструкція і робота ВБЖ.

На рис.16.1 показана конструкція бункерного віброживильника з підвішуванням чаші на циліндричних стержнях.

Живильник складається з чаші 12, на внутрішній циліндричній поверхні якої виконана гвинтова канавка призматичної форми, в котрій в один ряд розміщені циліндричні заготовки. Чаша 12 разом з конусом 11 кріпиться до днища 10. Днище 10 живильника встановлене на трьох похилих циліндричних пружних стержнях 2, закріплених затискачами в верхньому 1 та нижньому 5 башмаках. Стержні  розміщені таким чином, що проекція їх на горизонтальну площину перпендикулярна до радіуса в точках кріплення до днища.

Для зменшення габаритів живильника при відповідній робочій довжині пружних стержнів 2 кріплення до плити 7 здійснюється затискачами 5 з нижньої сторони плити.

Привід живильника здійснюється від вертикального електромагнітного вібратора 3, встановленого в центрі плити 7.

Якір вібратора складається з двох пакетів пластин 13 електротехнічної сталі, які за допомогою планок кріпляться до основи якоря.

Для ізоляції днища від проникання магнітних силових ліній, які можуть намагнічувати заготовки, між основою якоря і днищем міститься алюмінієва прокладка 14. Сердечник електромагніта складається з набору 9 Ш-подібних пластин, виготовлених з електротехнічної сталі та закріплених до основи вібратора за допомогою пластинок. На середній виступ набору одягається котушка 8 з обмоткою, через яку пропускається змінний струм. Вертикальні коливання якоря вібратора за рахунок згину нахилених стержнів 2 перетворюються в коливання чаші живильника по гвинту. Такий коливальний рух чаші живильника примушує заготовки, що лежать на поверхні конуса 11, сповзати по гвинтовій канавці та підніматися по ній вверх.

Для віброізоляції живильник встановлений на трьох циліндричних пружинах 4 порівняно невеликої жорсткості. Усунення надмірної рухливості живильника на пружинах 4 досягається встановленням на основі 15 осі 6 з розрізною втулкою, яка входить в отвір плити 7 з невеликим зазором. Ця вісь, забезпечуючи амортизованій системі два ступені вільності – переміщення по вертикалі та обертання навколо вертикальної осі, – обмежує можливість решти переміщень. Живильник працює на частоті 50 Гц. Щоб отримати таку частоту коливань, в котушку вібратора подається струм від мережі через однопівперіодичний вирівнювач, яким у даній конструкції являється півпровідниковий діод, – ДГЦ-26.

Точне регулювання частоти власних коливань здійснюється за допомогою пристрою для резонансної настройки.

Теоретичні відомості.

Так як чаша ВБЖ здійснює гвинтові коливання, то кожний елементарний відрізок її гвинтового лотка можна розглядати як прямолінійний нахилений лоток, що коливається під кутом до горизонту (рис.16.2). При цьому кут нахилу лотка буде дорівнювати відповідному куту нахилу лотка чаші віброживильника, що визначається з виразу:

                                               (16.1)

де  t – крок гвинтового лотка;

    RСР  середній радіус гвинтового лотка.

Кут кидання елементарного лотка, що визначає напрямок його коливань, виражається залежністю:

                                          (16.2)

де  r – радіус кола, на якому розміщені крайні точки пружин;

    X – кінематичний кут нахилу, що визначає середній кут нахилу стержневої пружини до вертикалі в процесі її коливання.

X  пов’язаний з кутом нахилу пружини до вертикалі співвідношенням:

                                                 (16.3)

де K – експериментальний коефіцієнт. Для циліндричних пружних стержнів з кутом =15…20  K=0.7.

Характер руху виробу по лотку та швидкість його переміщення в значній мірі залежить від параметра режиму , який у випадку гармонійних коливань чаші має вигляд:

                                               (16.4)

де  AН – нормальна складова амплітуди коливань лотка;

      – колова частота коливань.

                                                   (16.5)

де   – частота коливань в Гц.

Зокрема, при >1 мають місце відривні режими вібротранспортування, при 1 переміщення виробу проходить у безвідривному режимі. Так як  – амплітудне значення прискорення лотка в нормальному до його поверхні напрямку, та – складова прискорення вільного падіння в тому самому напрямку, то  показує, у скільки разів амплітудне значення нормального прискорення більше нормальної складової .

Середня швидкість вібротранспортування виробу VВИР може бути виражена як деяка частина максимальної швидкості лотка VПmax в повздовжньому напрямку. При гармонійних коливаннях лотка

                                       (16.6)

або

                                                (16.7)

де  – повздовжня складова коливань лотка;

     – коефіцієнт швидкості.

Як видно з рис.16.2  та  зв’язані співвідношенням:

звідки, відповідно (16.3),

                                         (16.8)

Коефіцієнт швидкості <1, так як швидкість виробу, що транспортується, завжди менша максимальної швидкості лотка. На величину  впливає ряд вихідних параметрів режиму (, , та коефіцієнт тертя f). Зокрема, із збільшенням   збільшується.

Всі висновки, зроблені для елементарного лотка, будуть справедливі і для всієї гвинтової доріжки, оскільки параметри режиму (, , та f) по всій гвинтовій доріжці будуть однакові.

Так як вироби видаються з віброживильника потоком, то продуктивність ВБЖ

                                                (16.9)

де – габаритний розмір виробу в напрямку швидкості його переміщення по лотку;

– коефіцієнт заповнення, що враховує розриви в потоці заготовок.

Вираз

                                               (16.10)

можна розглядати як максимально можливу теоретичну продуктивність. Тоді

                                               (16.11)

залежить від числа ступені орієнтації, конфігурації, співвідношення габаритних розмірів та способу орієнтації виробу, а також параметра режиму . Із збільшенням збільшується швидкість співудару виробу з лотком та висота його підкидання, що збільшує імовірність випаду з лотка в навал навіть правильно орієнтованих виробів і, відповідно, викликає зменшення . Із смислу, що вкладається в , ясно, що 1.

Відповідно(16.9), (16.6) та (16.8),

                         (16.12)

звідки виходить, Q пропорційна . Але, як відмічалось вище,  із збільшенням  зменшується. Тому темпи росту Q падають в міру зменшення , та при певному продуктивність Q починає зменшуватися.

Опис експериментального пристрою.

Експериментальний пристрій (рис.16.2) складається з вібраційного бункерного живильника 1, лабораторного автотрансформатора 2 (за допомогою якого регулюється напруга, що подається на котушку ВБЖ, і, тим самим, амплітуда) та мікрометричного пристрою 3 для виміру та встановлення заданої складової повздовжньої амплітуди .

Мікрометричний пристрій для виміру амплітуди (рис.16.2) складається з мікрометра 2, корпус якого закріплений на нерухомому стояку 1 та фланця 4 з підпружиненим упором 3 (пружина на схемі не показана). Фланець 4 жорстко зв’язаний з чашею віброживильника.

Мікрометричний пристрій вимірює амплітуду АФ в місці дотику конічного упора з гвинтом мікрометра. Потрібну ж амплітуду  необхідно вимірювати та встановлювати на середньому радіусі гвинтової доріжки . Перехід від потрібної  до вимірної АФ здійснюється за допомогою наближеного співвідношення:

                                                (16.13)

де  R – відстань від осі віброживильника до осі упорів на фланці.

Це співвідношення випливає з подібності трикутників, що утворюються відповідними радіусами і амплітудами.

Встановлення заданої амплітуди повздовжніх коливань здійснюється наступним чином. Мікрометричний гвинт підводиться до підпружиненого упора при ввімкненому ВБЖ, тобто при нерухомому фланці, і знімаються покази шкали мікрометра. Про закінчення підводу мікрометричного гвинта слід судити по зникненню просвіту між упором та мікрометричним гвинтом. Просвіт слід спостерігати на фоні білого листка паперу. Потім мікрометричний гвинт відводять від упора на величину, що дорівнює амплітуді коливань АФ, і повільно повертають ручку ЛАТРа до тих пір поки не виникне стук упора, що коливається, по гвинту. Поява стуку свідчить про те, що чаша віброживильника коливається із заданою амплітудою. Після цього записується напруга U на шкалі вольтметра ЛАТРа, і гвинт відводиться від упора на деяку відстань. При проведенні експерименту на заданій амплітуді необхідно постійно слідкувати за напругою на шкалі вольтметра і, у випадку відхилення напруги, поворотом ручки ЛАТРа встановити її.

Порядок виконання роботи.

  1.  Задатися шістьма значеннями параметра (1; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8; 2,0), виміряти t, RСР та R; за формулами (16.1), (16.2), (16.3), (16.8) підрахувати спочатку  та , а потім АП для кожного  і результати занести в табл. 16.1.
  2.  За допомогою мікрометричного пристрою встановити на віброживильнику задану амплітуду АП, попередньо підрахувавши амплітуду АФ по формулі (16.13). Результати занести в табл.16.1.
  3.  Виміряти середню швидкість руху виробу VВИР по гвинтовому лотку шляхом хронометрування секундоміром часу tV руху одного (тільки одного!) виробу по двох витках гвинтової доріжки. При цьому

                                         (16.14)

Результати вимірювань та підрахунки занести у відповідні графи табл.16.1.

  1.  Загрузити в чашу ВБЖ всю партію виробів та виміряти середню продуктивність Q ВБЖ. Продуктивність Q визначається підрахунком виробів, що випали з вихідного лотка за фіксований секундоміром час tQ (1…2 хвилини)*.

                                               (16.15).

Результати вимірювань та підрахунки занести в табл. 16.1.

  1.  Пункти 2, 3 та 4 виконати для кожного .
  2.  Виміряти розмір виробу lВИР і по формулі (16.10) підрахувати QТ для всіх . Результати занести в табл. 16.1.
  3.  За формулами (16.7) та (16.11) підрахувати KC та KЗ для всіх . Результати занести в табл. 16.1.
  4.  По отриманих даних побудувати графіки функцій KC=KC (), KЗ=KЗ () та Q=Q(). Оскільки KC та KЗ є безрозмірними величинами, обидва графіки для порівняння, необхідно будувати в одній  системі координат.

Порядок роботи з програмою.

Лабораторна робота виконується з використанням ПЕОМ типу IBM. Файл має назву lab16.exe і знаходиться на диску С. Програма виконана в діалоговому режимі.

Для отримання допуску до виконання роботи програмою Вам буде запропоновано п’ять запитань. Відповівши правильно на три з них, Ви отримаєте допуск до лабораторної роботи. У випадку невиконання тесту програма видає звуковий сигнал і припиняє своє виконання.

Після отримання Вами допуску на моніторі з’явиться вікно-меню:

Ввід числових даних

Вивід результатів розрахунків

Побудова графіків

Про програму

Вихід з програми

Переміщення курсору між пунктами меню здійснюється клавішами "" або "".

Спочатку вибирається пункт "Ввід числових даних", у якому вибираються значення параметра режиму .

Другим вибирається пункт "Вивід результатів розрахунків", у якому наведені дослідні дані та результати розрахунків в залежності від вибраного параметра .

Третім вибирається пункт "Побудова графіків", у якому наведені стовбчасті діаграми залежностей KC=KC() та KЗ=KЗ ().

Примітка. Пункт "Побудова графіків" вибирається тільки після пункту "Вивід результатів розрахунків", інакше стовпчаста діаграма для даного не побудується.

Після завершення виконання лабораторної роботи слід вибрати пункт "Вихід з програми".

Порядок оформлення звіту.

  1.  Вказати мету роботи.
  2.  Привести схему експериментального пристрою.
  3.  Привести розрахункові залежності, що використовуються при виконанні роботи, та приклад розрахунку KC  і KC  для одного .
  4.  Привести табл. 16.1 з результатами розрахунків для всіх та графіки KC=KC(), KЗ=KЗ () та Q=Q().

Література.

  1.  Повидайло В.А. Расчет и конструирование вибрационных питателей. Машгиз, 1961.
  2.  Камышный Н.Н. Автоматизация загрузки станков. М., "Машиностроение", 1977.
  3.  Волкевич Л.И., Кузнецов М.М., Усов В.А. Автоматы и автоматические линии. М., "Высшая школа", 1976.


KЗ

––

KC

––

Q

шт/хв

N

шт

tQ

с

QТ

шт/хв

V

м/с 103

tV

с

АФ

м 10-3

АП

м 10-3

––

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

 Для отримання точного значення АФ у формулі (16.14) необхідно підставити замість АП  горизонтальну складову амплітуди АГ, оскільки вісь конічного упора розміщена горизонтально. Але АГ=АПсоs=Анsin, Оскільки кут  малий, приймаємо cos=1, sin=0, звідки АГ=АП

* Відлік часу необхідно починати після того, як з лотка випаде кілька виробів.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

11916. Определение отношения заряда электрона к массе методом магнетрона 569.5 KB
  Лабораторная работа № 12 Определение отношения заряда электрона к массе методом магнетрона. Цель работы: Цель работы: Изучение движения электронов во взаимно перпендикулярных электрическом и магнитном полях в магнетроне определение по параметрам этого движен
11917. Изучение свободных электромагнитных колебаний в LCR контуре 278 KB
  Лабораторная работа № 14 Изучение свободных электромагнитных колебаний в LCR контуре. Цель работы: Цель работы: Изучение характеристик свободного колебательного процесса возбуждаемого импульсным воздействием в простом LCR контуре. Приборы и оборудование: ...
11918. Определение термоэмиссионных характеристик вольфрама 321.5 KB
  Лабораторная работа №6 Определение термоэмиссионных характеристик вольфрама. Задание 1. Определение температуры катода. Соберите установку из источника питания и вакуумного диода. Измеряя ток накала от 1.3 до 1.7 А через каждые 0.1 А измерьте соответствующие знач...
11919. Получение вольт-амперной характеристики вакуумного диода и определение удельного заряда электрона 351 KB
  1. ТЕОРИЯ РАБОТЫ Цель работы получение вольтамперной характеристики вакуумного диода и определение удельного заряда электрона. При достаточно малых анодных напряжениях при кот. не достигается ток насыщения зависимость силы тока от анодного напряжения в вакуумном...
11920. Определение термоэмиссионных характеристик вольфрама. 701 KB
  Лабораторная работа № 6 Определение термоэмиссионных характеристик вольфрама. Цель работы: Цель работы: экспериментальное изучение характеристик вакуумного диода и определение работы выхода электронов из вольфрама. Приборы и оборудование: 1. Модуль Ф
11921. Измерение горизонтальной составляющей магнитного поля Земли 196 KB
  1.ТЕОРИЯ РАБОТЫ Земля представляет собой шаровой магнит и в любой точке на ее поверхности и в окружающем пространстве обнаруживается созданное ею магнитное поле. Вектор индукции магнитного поля Земли можно разложить на две составляющие: горизонтальную и вертикальну
11922. Анализ кредитования юридических лиц в коммерческом банке ОАО «УРАЛСИБ» 620.5 KB
  Активная работа коммерческих банков в области кредитования осуществляется в двух основных направлениях. Задачей первого направления является привлечения в банк денежных средств извне путем их «дешевой покупки» с использованием различных финансовых инструментов...
11923. Изучение тока в вакуумном диоде 363 KB
  1. ТЕОРИЯ РАБОТЫ Цель работы получение вольтамперной характеристики вакуумного диода и определение удельного заряда электрона. При достаточно малых анодных напряжениях при которых не достигается ток насыщения зависимость силы тока от анодного напряжения в вакуум
11924. Экспериментальное изучение характеристик вакуумного диода и определение работы выхода электронов из вольфрама 30 KB
  Лабораторная работа № 6 Цель работы: экспериментальное изучение характеристик вакуумного диода и определение работы выхода электронов из вольфрама. Приборы и оборудование: источник питания ИП 2 цифровых вольтметра соединительные провода. Содержание работы: В д...