Расчёт и проектирование вибрационного бункера

Размещено на http://allbest.ru

Министерство образования и науки Российской федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский государственный аэрокосмический университет имени ак. М.Ф.Решетнёва

Факультет машиноведения и мехатроники

Кафедра ТМС

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Расчёт и проектирование вибрационного бункера

Выполнил: студент

Специальность - технология машиностроения

Проверил: преподаватель

Красноярск 2011

Содержание

Введение

1. Определение основных параметров загрузочных устройств

2. Определение диаметра пружинных стержней

3. Выбор электромагнитного вибратора

Библиографический список

Приложение

Введение

Большое применение в различных отраслях промышленности получили вибрационные конвейеры, применяемые для транспортирования всех видов насыпных грузов кроме липких.

Их используют обычно для перемещения груза на небольшие расстояния при малой и средней производительности, особенно для перемещения горячих, ядовитых, химически агрессивных грузов при обеспечении полной герметичности, а также металлической стружки.

Большим достоинством вибрационных конвейеров является малый износ несущего элемента (трубы или желоба) даже при транспортировании абразивных грузов; простота конструкции; возможность промежуточной загрузки и разгрузки; малый расход энергии при установившейся работе.

Процессы изготовления деталей машин и их сборка взаимосвязаны и трудоемки. По своему назначению эти процессы являются определяющими во всем цикле производства машин. Значение технологических закономерностей действующих в процессе изготовления машин являются основным условием рационального проектирования высокоэффективных технологических процессов. Лишь на базе этих закономерностей может решаться задача автоматизации производства.

В современном автоматизированном производстве бункеры вибрационные получили широкое применение. Они осуществляют равномерную подачу материала в транспортные системы, просты и удобны в эксплуатации, позволяют загружать в них заготовки навалом.

Основной частью вибробункера является бункерная чаша, внутренняя поверхность чаши имеет спиральные выступы, такой ширины , чтобы подаваемые детали могли подниматься по спиральному выступу со дна чаши вверх. вибрационный загрузочный электромагнитный бункер

Внизу чаши установлен конус, по поверхности которого детали скатываются к периферии чаши. Чаша установлена на пружинных подвесках на основании и совершает крутильные колебания. Вибрация чаши создается обычно механически, либо с помощью асинхронного электромагнита.

Электромагнит периодически с частотой в 100 Гц притягивает якорь, прикрепленный к периферии чаши. В результате бункер совершает колебания, амплитуда которых может составлять доли миллиметра. В чашу бункера засыпают детали, которые требуется подать к лотку. На выходе бункера перед лотком установлено ориентирующее устройство. Если деталь приняла не правильное положение, то с помощью специальных устройств сбрасывается в бункер.

Техническое задание: Спроектировать вибрационный бункер для подачи деталей типа ось (Ш6 мм, длина 25 мм, материал - Сталь 3) на агрегатный станок, масса 8 кг, циклическая производительность 60 дет/мин.

1. Определение основных параметров вибрационных загрузочных устройств

Скорость движения. Производительность загрузочного устройства должна обеспечить работу оборудования с заданной цикловой производительностью. На производительность загрузочного устройства влияет целый ряд эксплуатационных и конструктивных факторов, которые трудно учесть аналитически.

Определяем расчётную производительность:

где к_п -- коэффициент нестабильности работы загрузочного устройства; к_п = 0,2--0,3.

Пц - цикловая производительность оборудования.

Определяем коэффициент Р(1о):

где d -- базовый диаметр детали.

Lд - базовая длина детали.

Определяем коэффициент плотности потока:

здесь s - среднее значение зазора между движущимися деталями, которое определяется экспериментально.

При работе устройства с системой активной ориентации можно принять s = 0

Определяем коэффициент заполнения:

Определяем скорость движения деталей по лотку:

Емкость бункера. Бункер -- это емкость, куда засыпают детали, которые при направленных колебаниях перемещаются по спиральному лотку с заданной скоростью. В вибрационных бункерных загрузочных устройствах получили распространение два типа бункеров: цилиндрические и конические. Преимуществом цилиндрического бункера является простота изготовления, а недостатком -- заклинивание деталей даже самой простой конфигурации между лотками.

Конические бункеры лишены этого недостатка, их надежность значительно выше.

Определяют минимальный внутренний диаметр бункера:

Конструктивно задаются рабочей высотой заполнения бункера деталями:

Определяют объем загружаемой детали:

Задаваясь размером высоты бункера

определяют внутренний диаметр бункера, исходя из эксплуатационных требований

где Dв -- внутренний диаметр цилиндрического бункера и конического бункера у днища, мм;

д_с --толщина стенки бункера, мм;

V_Д -- объем загружаемой детали, мм

П_ц -- цикловая производительность машины-автомата;

Т -- регламентированный (нормативный) период времени между пополнениями бункера деталями, с;

Н_р -- высота заполнения бункера деталями, мм;

1_Д -- длина детали в направлении ее движения (в преобладающем положений), мм;

t -- шаг подъема спирального лотка, мм;

Рассчитанные диаметры бункеров D округляют в большую сторону до стандартного размера, соответствующего следующему ряду: 60, 100, 120, 160, 200, 250, 320, 400, 450, 500, 640, 800, 1000 мм. Эти размеры являются определяющим параметром конструкций вибрационного загрузочного устройства.

Принимают ближайший размер наружного диаметра по стандартному ряду.

D = 120 мм.

Значение угла подъема в спирального лотка выбирают в пределах 0,5--3°

в = 2°

В конических бункерах, в зависимости от принятой технологий их. изготовления, задают или постоянный шаг t > d и получают переменное значение в, или постоянное значение в, тогда получают переменный шаг t.

2. Определение диаметра пружинных стержней

Для обеспечения околорезонансного режима работы вибрационного бункерного загрузочного устройства подстановкой значений m_np = 126,3Н/мм и с (с учетом значений I₀) определяют диаметр пружинных стержней:

В формуле ф_кр - коэффициент, учитывающий влияние скручивания круглого пружинного стержня на жесткость.

Значение коэффициента k_н, выбирают в зависимости от вида загружаемых деталей. При загрузке легких деталей из пластических материалов, керамики, слюды, металлических тонкостенных деталей целесообразно принимать малые значения k_н = 1,05--1,10; при загрузке деталей из тяжелых материалов (тяжелых деталей) принимают значения k_н = 1,08--1,15.

Числовое значение коэффициента ф_кр определяют по формуле:

При определении диаметра и толщины пружинных стержней обычно получают дробные значения, что затрудняет изготовление стержней. Такие размеры следует округлять до ближайшего стандартного, после чего пересчитать длину стержня соответственно по формуле:

Пружинные стержни проверяют на выносливость по формулам:

при круглом сечении -

Здесь G и G_Д - вес верхней части устройства, подвешенной на пружинных стержнях, и вес деталей, загружаемых в бункер.

В вибрационном бункерном загрузочном устройстве оба конца пружинных стержней жестко защемлены. Поэтому жесткость пружинных стержней определяют по формуле:

где п -- количество пружинных стержней;

Е = 2,15МПа -- модуль упругости пружинной стали;

I₀ -- осевой момент инерции пружинного стержня;

l -- длина пружинного стержня;

ф_кр -- коэффициент, учитывающий влияние скручивания пружинного стержня на его жесткость.

Для круглого сечения пружинных стержней осевой момент инерции

МПа

А₀ = 10 - относительная амплитуда колебаний приведенной массы, определяемая из выражения:

Для пружинных сталей 65Г и 60С2 значение [ у _-1 ] = 1800 кгс/см².

3. Выбор электромагнитного вибратора

Для осуществления подачи деталей в зону сборки необходимо спроектировать электромагнитный вибратор. Принимаем стандартный Вибратор электромагнитный ВЭМ1

Рис.1 Вибратор электромагнитный ВЭМ1

Основные параметры и технические характеристики занесены в таблицу:

Таблица 1

Характеристика двигателя

Вывод: В ходе выполнения расчётно-графического задания ознакомился с видами бункеров и приобрёл навык в расчёте основных параметров вибрационных загрузочных устройств.

Библиографический список

1. Александров М. П. Подъемно - транспортные машины.: Учебник для машиностроительных техникумов.- 2-е изд, перераб.- М.: Машиностроение, 1984, 336 с., ил.

2. Расчеты грузоподъемных и транспортирующих машин / Ф. К. Иванченко и др.- 2-е изд.- Киев: Вища школа, 1978.- 576 с.

3. Руденко Н. Ф. Курсовое проектирование грузоподъемных машие.- 3-е изд.- М.: Машиностроение, 1971.- 464 с.

4. Спиваковский А. О., Дьячков В. К. Транспортирующие машины.- 2-е изд.- М.: Машиностроение, 1968.- 504 с.

5. Волчкевич Л. И. Автоматы и и автоматические линии. Ч.1 под ред. Шаумяна Т.Л.: Высшая школа, 1976.

6. Автоматическая загрузка технологических машин: Справочник/ И. С. Бляхеров, Т. М. Варьяш и др., под общей ред. И. А. Клусова, Мю.: Машиностроение, 1990.

7. Н.А. Амельченко, В.Д. Утенков, Л.С. Добрынина. Автоматизация производственных процессов: Методические указания к выполнению практических заданий. - Красноярск: СибГАУ, 2006.

Размещено на Allbest.ru