Угол поворота звёздочки

.

Среднее передаточное число за весь период движения

.

Отношение времени движения звёздочки ко времени её покоя (остановок)

.

Вопросы для самоконтроля:

1. Чем является напряжение?

2. Какие различают напряжения?

3. Что такое деформация?

4. Объясните понятие относительная деформация при сдвиге?

5. Назовите единицу измерения напряжения?

6. Запишите формулу для определения напряжения?

7. Что такое упругость?

8. Что вы понимаете под адгезией и аутогезией?

9. Как определяется адгезия?

10. Что такое пластичность и вязкость?

11. На какие системы предложил разделить П.А. Ребиндер?

Рекомендуемая литература

1. Соколов В.М. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. - М.: Колос, 1992-399 с.

2. Соколов В.М. Основы расчета и конструирования деталей и узлов пищевого оборудования. - М.: Машиностроение. 1970-422 с.

3. Харламов С.В. Практикум по курсу “Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств”. - Л.: Машиностроение.1971-200 с.

Лекция 22. Механизмы фиксации.

Содержание лекционного занятия:

1. Область применения.

2. Схемы механизмов фиксации.

1) Большое значение для нормальной работы автомата имеет точное относительное расположение обрабатываемого материала и соответствующих рабочих органов. При движении транспортирующего органа в многопозиционных автоматах с прерывистым движением главного транспортирующего органа точность поворота зависит от точности из­готовления отдельных узлов машины.

Чтобы исключить влияние случайных факторов и неточность изго­товления узлов на работу машины, применяют специальные устройст­ва — фиксаторы. Фиксацию можно выполнить одним (рис. 1, а, б) или двумя фиксаторами (рис. 1, в).

Рис. 1. Схемы механизмов фиксации.

2) Как правило, привод фиксаторов осуществляется от распредели­тельного вала, связанного с фиксатором системой рычагов. Схемы при­водов фиксаторов приводятся на рис. 1.

Простой клиновой фиксатор (рис. 1, а) не обеспечивает доста­точно точной фиксации. На точность фиксации влияют зазоры в на­правляющих самого фиксатора. Этот недостаток можно устранить при­менением фиксатора с разрезными сторонами (рис. 1, б). Наибольшую точность фиксации обеспечивают механизмы двойной фиксации (рис. 1, в). Фиксирование осуществляется фиксатором 1, положе­ние обрабатываемого материала в пространстве определяется фикса­тором 2.

Вопросы для самоконтроля:

1. Чем является напряжение?

2. Какие различают напряжения?

3. Что такое деформация?

4. Объясните понятие относительная деформация при сдвиге?

5. Назовите единицу измерения напряжения?

6. Запишите формулу для определения напряжения?

7. Что такое упругость?

8. Что вы понимаете под адгезией и аутогезией?

9. Как определяется адгезия?

10. Что такое пластичность и вязкость?

11. На какие системы предложил разделить П.А. Ребиндер?

Рекомендуемая литература

1. Соколов В.М. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. - М.: Колос, 1992-399 с.

2. Соколов В.М. Основы расчета и конструирования деталей и узлов пищевого оборудования. - М.: Машиностроение. 1970-422 с.

3. Харламов С.В. Практикум по курсу “Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств”. - Л.: Машиностроение.1971-200 с.

Лекция 23. Расчет и конструирование механизмов фиксации.

Содержание лекционного занятия:

1. Определение основных параметров механизмов фиксации.

1. Основная роль пружины при силовом замыкании сво­дится к обеспечению контакта и рабочего профиля фиксатора в течение всего периода возвращения. Если пружина подобрана неправильно, то возможен разрыв кинематической цепи и, следователь­но, нарушение нормальной работы механизма.

В период работы фиксатора пружина в зависимости от кон­струкции узла может работать на сжатие или на растяжение.

В обоих случаях зависимость силы Р_п цилиндрической пружины от ее деформации бывает линейной и описывается уравнением

,

где - предварительное натяжение пружины, предварительной деформацией ; - жесткость пружины; l - деформация пружины.

Чтобы подобрать пружину, отвечающую требованиям нормальной работы механизма фиксации с силовым замыканием, необходимо по­строить график суммарной силы, действующей на толкатель, т. е. силы , где перемещение толкателя, и совместить его с графиче­ской характеристикой пружины. Существуют несколько методов построе­ния графической зависимости , выбор одного из которых опре­деляется условиями работы механизма.

Рассмотрим методы определения характеристик пружины. Фиксатор находится под дей­ствием следующих сил:

- реакция звена 3, найденная при кинетостатическом расчете груп­пы 3 - 4 с учетом технологической силы и сил инерции;

— реакция толкателя, проходящая через центр качания;

— реакция пружины, работающей на растяжение;

— реакция фиксатора, направленная по нормали к профилю. Из условий динамического равновесия фиксатора

В правой части этого уравнения силы считаются положительными, если их момент соответствует направлению удаления фиксатора. Для силы положительным принято считать обратное направление.

Минимальное значение силы , при котором еще обеспечи­вается замыкание кинематической цепи ( ), равно

Отношение характеризует запас пружины, гарантирующий от размыкания кинематической цепи.

Определяя последовательно значения силы для достаточно большого числа положений механизма в период удаления и возвращения и измеряя одновременно для каждого положения длину l = OD, по­строим график . На этом графике кривая 1 соответствует периоду удаления, а кривая 2 - периоду возвращения. Так как не может быть меньше нуля, то сила должна быть боль­ше на величину

Для определения характеристики пружины совмещаем графики и . Зависимость представлена наклонной прямой 3 с угловым коэффициентом, равным

,

где и - соответственно масштабы по осям ординат и абсцисс.

Ха­рактеристика пружины, обес­печивающая заданный ко­эффициент запаса, должна касаться кривой . Из бесчисленного множества характеристик должна быть выбрана такая, при которой разность меньше, так как эта величина характеризует наибольшее дав­ление фиксатора:

Кроме того, при выборе характеристики пружины должны быть учте­ны конструктивные возможности. При чрезмерно «мягких» характери­стиках (мало значение жесткости с, прямая а на рисунке 10) обычно воз­никают меньшие давления фиксатора, но требуется большая длина пружины, так как .

Пружины обычно подбирают по справочникам, в которых заданы для каждой винтовой пружины - допустимая сила и жесткость одного или десяти витков. В этом случае по ориентировочному зна­чению выбирают диаметр пружины D и диаметр проволоки d, при которых . Затем определяют число рабочих витков

,

где определяется по и ориентировочным значениям и . Длина рабочей части свободной пружины , где - зазор между витками.

Вопросы для самоконтроля:

1. Чем является напряжение?

2. Какие различают напряжения?

3. Что такое деформация?

4. Объясните понятие относительная деформация при сдвиге?

5. Назовите единицу измерения напряжения?

6. Запишите формулу для определения напряжения?

7. Что такое упругость?

8. Что вы понимаете под адгезией и аутогезией?

9. Как определяется адгезия?

10. Что такое пластичность и вязкость?

11. На какие системы предложил разделить П.А. Ребиндер?

Рекомендуемая литература

1. Соколов В.М. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. - М.: Колос, 1992-399 с.

2. Соколов В.М. Основы расчета и конструирования деталей и узлов пищевого оборудования. - М.: Машиностроение. 1970-422 с.

3. Харламов С.В. Практикум по курсу “Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств”. - Л.: Машиностроение.1971-200 с.

Лекция 24. Рычажно-зубчатые механизмы.

Содержание лекционного занятия:

1. Конструкция рычажно-зубчатых механизмов.

2. Схемы рычажно-зубчатых механизмов.

1. Валики для подачи рулонных оберточных материалов к ножницам, отрезающим заготовку, часто приводятся в движение рычажно-зубчатым механизмом (рис. 1). Этот механизм обеспечивает периодиче­ское движение ведомого звена с мгновенной остановкой его в соответ­ствующий момент.

Механизм состоит из ведущего кривошипа а, шатуна b, коромысла c, неподвижного звена d и трех зубчатых колес k, е и f; колеса k и f имеют равные размеры. Колесо k жестко соединено с кривошипом а, колесо е свободно вращается на валике В звена b, колесо f жестко закреплено на валу С и является ведомым звеном механизма.

Введем следующие обозначения:

а, b, с, d — длины звеньев шарнирного четырехзвенника ОАВС;

r_k, r_e, r_f — радиусы начальных окружностей зубчатых колес k, e и f;

α, β, γ, δ — углы между соседними звеньями шарнирного четырехзвен­ника ОАВС;

θ — угол поворота колеса f;

φ — угол между продолжениями направлений шатуна b и непод­вижного звена d;

ω_a — угловая скорость ведущего кривошипа а;

ω_f — угловая скорость ведомого колеса f;

р — длина диагонали АС.

2) Повернем кривошип ОА (рис. 1, б) из положения ОА₁ харак­теризуемого углом α₁ в положение ОА₂, характеризуемое углом α₂. Тогда шатун АВ перейдет из положения А₁В₁ в положение А₂В₂ и коромыс­ло СВ из положения СВ₁ в положение СВ₂.

4

На чертеже показаны углы между соседними звеньями четырехзвен­ника в двух рассматриваемых положениях β₁ и β₂, γ₁ и γ₂, δ₁ и δ₂.

Вопросы для самоконтроля:

1. Чем является напряжение?

2. Какие различают напряжения?

3. Что такое деформация?

4. Объясните понятие относительная деформация при сдвиге?

5. Назовите единицу измерения напряжения?

6. Запишите формулу для определения напряжения?

7. Что такое упругость?

8. Что вы понимаете под адгезией и аутогезией?

9. Как определяется адгезия?

10. Что такое пластичность и вязкость?

11. На какие системы предложил разделить П.А. Ребиндер?

Рекомендуемая литература

1. Соколов В.М. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. - М.: Колос, 1992-399 с.

2. Соколов В.М. Основы расчета и конструирования деталей и узлов пищевого оборудования. - М.: Машиностроение. 1970-422 с.

3. Харламов С.В. Практикум по курсу “Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств”. - Л.: Машиностроение.1971-200 с.

Лекция 25. Расчет и конструирование рычажно-зубчатых механизмов.

Содержание лекционного занятия:

1) Расчет рычажно-зубчатого механизма.

2) Пример расчета размеров механизма.

1) Определяем угол поворота колеса f, соответствующий углу поворота кривошипа ОА из положения OA₁ в положение ОА₂, т.е. углу (α₂—α₁). Для этого отбросим мысленно шарнир О и переместим механизм из поло­жения ОА₂В₂С, сохраняя углы γ₂ и δ₂, в положение 0'А'В₁С, т.е. повер­нем механизм вокруг центра С до тех пор, пока звено СВ₂ не перейдет в положение СВ₁. При таком перемещении колесо е не будет вращаться относительно своей оси, и колесо f, находящееся в зацеплении с коле­сом е. повернется на угол (β₂ – β₁).

Затем, сохраняя угол γ₂, повернем вокруг центра B₁ звенья 0'А'В₁ в положение 0"А₁В₁ с тем, чтобы шатун А'В₁ оказался в положении А₁В₁. При таком перемещении колесо е повернется вокруг своей оси на угол (δ₁—δ₂), а колесо f с учетом соотношения радиусов колес повер­нется на угол

Наконец, повернем вокруг центра А₁ кривошип из полученного поло­жения А₁0" в первоначальное положение А₁0, т.е. на угол (δ₁—δ₂). При этом колесо f повернется на такой же угол, поскольку радиусы ко­лес k и f равны.

В результате этих трех частичных вращений колесо f попадает в положение, характеризуемое углом поворота θ₁. Следовательно, угол пово­рота колеса f, соответствующий углу поворота кривошипа (α₂—α₁), равен

Для бесконечно малого угла поворота

При этом следует иметь в виду, это значение отрицательно, если δ₁ > δ₂.

Отношение угловых скоростей ведомого и ведущего звеньев рассматриваемого рычажно-зубчатого механизма имеет вид

Из рис. 1, а

Дифференцируя эти уравнения, получим

;

Подставив значения dγ и dδ в формулу, получим

Так как ; , то

и

Учитывая, что при равенстве размеров колес k и f шатун b и коро­мысло с имеют одинаковую длину, из равнобедренного треугольника ABC (рис. 1, а) найдем, что

Дифференцируя это выражение по переменной α, получим

Таким образом, в рассматриваемом механизме должно быть такое соотношение размеров звеньев:

При этом соотношении размеров звеньев из уравнения по­лучим: при отношение , при отношение _.

2) Из указанных выше сообра­жений число зубьев колеса k принято равным и модуль зацеп­ления мм.

Тогда

мм.

Принимаем мм.

Тогда по формуле мм.

Из формул

мм;

мм.

Вопросы для самоконтроля:

1. Чем является напряжение?

2. Какие различают напряжения?

3. Что такое деформация?

4. Объясните понятие относительная деформация при сдвиге?

5. Назовите единицу измерения напряжения?

6. Запишите формулу для определения напряжения?

7. Что такое упругость?

8. Что вы понимаете под адгезией и аутогезией?

9. Как определяется адгезия?

10. Что такое пластичность и вязкость?

11. На какие системы предложил разделить П.А. Ребиндер?

Рекомендуемая литература

1. Соколов В.М. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. - М.: Колос, 1992-399 с.

2. Соколов В.М. Основы расчета и конструирования деталей и узлов пищевого оборудования. - М.: Машиностроение. 1970-422 с.

3. Харламов С.В. Практикум по курсу “Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств”. - Л.: Машиностроение.1971-200 с.

Лекция 26. Составление технологической схемы и карты машины.

Содержание лекционного занятия:

1. Составление технологической схемы машины.

2. Составление технологической карты машины.

1. Составление технологической схемы и технологической карты машины является одним из главных этапов при конструировании машин. Технологические схема и карта машины — важные части документации созданной ма­шины. Они разрабатываются инженерно-техническими работни­ками конструкторских организаций при выполнении техниче­ского проекта, а также дорабатываются и уточняются при выполнении рабочего проекта.

Технологической схемой машины называется гра­фическое изображение основных и вспомогательных технологи­ческих операций и их элементов в порядке последовательного их выполнения на данной машине.

Технологический процесс, выполняемый машиной, уже су­ществующей или еще только создаваемой, состоит из одной или нескольких технологических операций. Некоторые из операций можно выполнить одним рабочим органом, другие — несколь­кими рабочими органами при строгой согласованности (син­хронизации) их перемещений. Технологическая операция может быть разделена на несколько элементов, каждый из которых выполняется самостоятельным рабочим органом. В ряде случаев, для того чтобы технологический процесс мог быть выполнен при помощи машины, его приходится разделять на иные, чем при ручной работе, операции, изменять порядок их выполнения.

Анализ условий работы отдельных механизмов и их роли в выполняемом машиной технологическом процессе значительно облегчается при наличии технологических схемы и карты иссле­дуемой машины.

Правильно оформленные технологические схема и карта машины должны давать исчерпывающее представление о по­следовательности выполнения операций, о положении обраба­тываемых предметов или перерабатываемого сырья внутри ма­шины в периоды воздействия на них рабочих органов, о коли­честве рабочих органов, их движении (в первом приближении), о системе транспортировки объектов или сырья в машине, о рас­пределении операций обработки между позициями и т. п. В ко­нечном итоге технологические схема и карта определяют взаимо­действие рабочих органов и обрабатываемых объектов.

Разработка технологических схемы и карты машины является первой и наиболее ответственной задачей при ее расчете и кон­струировании, так как при этом определяются основные пара­метры, структура, кинематика, конструкция рабочих органов, последовательность и синхронность выполнения операций, условия эксплуатации, технико-экономические показатели и т. п.

Выбор технически рациональной и экономически эффектив­ной технологической схемы машины является сложной задачей.

Для того, чтобы научиться синтезировать такие схемы, необ­ходимо сначала научиться их составлять на основе уже рабо­тающих машин.

Необходимо, прежде всего, расчленить весь технологический процесс на простейшие операции так, чтобы каждой отдель­ной операции в машине соответствовал один рабочий орган, т. е. чтобы расчленение технологического процесса было увя­зано с механикой машины. После этого выполняются отдельные схемы (кадры) взаимного расположения обрабатываемого объ­екта или перерабатываемого продукта по данному технологиче­скому процессу и рабочих органов машины во время их реаль­ного взаимодействия.

Для большей наглядности технологические схемы желатель­но выполнять многоцветными, вводя соответствующие условные расцветки.

Отдельные схемы взаимного расположения обрабатываемого объекта и рабочего органа для простых машин можно выпол­нять в зависимости от выбранной величины угла поворота веду­щего звена (главного или распределительно-управляющего вала) машины. Количество поворотов вала ведущего звена (каждый раз на выбранный угол) до поворота его на 360° будет определять количество кадров одной операции или всего процесса. В сложных многопозиционных машинах возможно выделение отдельных групп элементов операций в самостоятель­ные технологические операции. Каждая такая технологическая операция будет выполняться серией рабочих органов, сосредо­точенных в одной позиции.

В качестве примера на рис. 1 представлена технологическая схема машины для расфасовки сливочного масла.

Рис. 1. Технологическая схема машины для расфасовки сливочного масла:

1 — бункер; 2 — шнек; 3 — формовочная плита; 4 — выталкиватель; 5 — заверточная матрица; 6,7 — задний и передний держатели; 8 — лопатки торцовой подвертки; 9 — лопатка продольной подвертки; 10— прессующая плита; 11 — стол; 12— бланк; 13— подъемник; 14 — переносчик; 15 — брикет масла; 16 — пластина с отверстиями; 17, 19 — прижимы; 18 — рулонодержатель; 20 — пастодержательное кольцо; 21 — ролик с матри­цей печатных знаков; 22 — прижимные ролики; 23 — верхний нож; 24 — толкатели; 25 — секторы; 26 — ролики; 27 — нижний нож; 28 — приводные ролики; 29 — опорный ролик; 30 — направляющий ролик; I—XII — номера позиций машины.

Эта машина — линейного типа. Общая технологическая схема машины пред­ставлена на этом рисунке двумя самостоятельными схемами: технологической схемой подготовки оберточного материала и технологической схемой формования, дозирования и завертыва­ния порций продукта. Арабскими цифрами на схеме обозначены рабочие органы, римскими цифрами — позиции, сплошными стрелками — движения рабочего органа в направлении выпол­нения операции, а штриховыми — в обратном направлении.

Все цифровые и буквенные обозначения должны быть пояс­нены на свободном участке листа, на котором выполнена схема.

Таблица 1

2) Технологической картой называется таблица основ­ных и вспомогательных технологических операций и их элемен­тов с указанием рабочих органов, выполняющих эти операции, порядковых номеров рабочих органов и позиций (мест), в кото­рых эти операции выполняются.

Технологическая карта указанной выше машины приведена в таблице 1.

Окончание таблицы 1

Вопросы для самоконтроля:

1. Чем является напряжение?

2. Какие различают напряжения?

3. Что такое деформация?

4. Объясните понятие относительная деформация при сдвиге?

5. Назовите единицу измерения напряжения?

6. Запишите формулу для определения напряжения?

7. Что такое упругость?

8. Что вы понимаете под адгезией и аутогезией?

9. Как определяется адгезия?

10. Что такое пластичность и вязкость?

11. На какие системы предложил разделить П.А. Ребиндер?

Рекомендуемая литература

1. Соколов В.М. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. - М.: Колос, 1992-399 с.

2. Соколов В.М. Основы расчета и конструирования деталей и узлов пищевого оборудования. - М.: Машиностроение. 1970-422 с.

3. Харламов С.В. Практикум по курсу “Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств”. - Л.: Машиностроение.1971-200 с.

Лекция 27. Составление структурной схемы машины.

Содержание лекционного занятия:

1. Составление структурной схемы машины.

2. Структурная схема котлетоформовочной машины.

1. Одним из первых этапов при конструировании но­вой машины или исследовании имеющейся является разработка или составление ее структурной схемы. Такой схемой называется графическое изображение основных функциональных частей ма­шины, определяющих их назначение и взаимосвязи. На осно­вании структурной схемы определяют основные размеры машины, осуществляют первое компоновочное решение и набрасывают предварительную кинематическую схему.

Структурная схема машины составляется в соответствии с рекомендуемыми условными обозначениями двигателя, передач, валов, исполнительных и других механизмов (табл. 1). Нанесение и соединение (линиями или стрелками) условных обозначений для получения структурной схемы начинают от дви­гателя в последовательности присоединения отдельных передач и механизмов.

На структурной схеме необходимо указывать мощность дви­гателя, скорости вращения вала двигателя и валов машины (частоты их вращения), передаточные числа промежуточных передач, порядковые номера валов (римскими цифрами), назва­ния исполнительных механизмов, а также названия рабочих органов, укрепленных непосредственно на валах (обычно в конце того или иного ответвления схемы).

Таблица 1. Условные обозначения элементов машины в структурных схемах.

2) В качестве примера составления и оформления схемы на рис. 3 показана структурная схема котлетоформовочной машины. Схема включает электрический двигатель, систему механиче­ских передач от двигателя к распределительно-управляющему валу машины, к валам рабочих органов и промежуточным ва­лам машины, исполнительный механизм подъема и опускания поршней формователя, исполнительный механизм (ручного дейст­вия) регулирования массы котлет за счет нижнего ограниче­ния перемещения поршней формователя.

Структурная схема машины составляется на стадии технического проекта. Она показывает распределение энергии от двигателя к механизмам и рабочим органам машины и весьма удобна при определении общего КПД машины, т.к. наглядно показывает параллельность или последовательность присоедине­ния частей машины.

Рис. 3. Структурная схема котлетоформовочной машины:

I—V — номера валов.

Вопросы для самоконтроля:

1. Чем является напряжение?

2. Какие различают напряжения?

3. Что такое деформация?

4. Объясните понятие относительная деформация при сдвиге?

5. Назовите единицу измерения напряжения?

6. Запишите формулу для определения напряжения?

7. Что такое упругость?

8. Что вы понимаете под адгезией и аутогезией?

9. Как определяется адгезия?

10. Что такое пластичность и вязкость?

11. На какие системы предложил разделить П.А. Ребиндер?

Рекомендуемая литература

1. Соколов В.М. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. - М.: Колос, 1992-399 с.

2. Соколов В.М. Основы расчета и конструирования деталей и узлов пищевого оборудования. - М.: Машиностроение. 1970-422 с.

3. Харламов С.В. Практикум по курсу “Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств”. - Л.: Машиностроение.1971-200 с.

Лекция 28. Составление кинематической схемы машины.

Содержание лекционного занятия:

1. Составление кинематической схемы машины.

2. Кинематическая схема привода полуавтомата для дозирования вязких пищевых продуктов.

3. Кине­матическая схема механизма заслонки тестоделительной ма­шины.

1. При конструировании новой машины, модерниза­ции старой или исследовании (анализе) имеющейся необходимо составить ее кинематическую схему, на которой она представляется в упрощенном виде. Кинематическая схема является исходным документом для кинематического и статического расчетов машины. Она также является обязательным приложением к описанию и инструкции по эксплуатации машины, составляемых машиностроительными заводами, помогает при эксплуатации быстрее разобраться в принципе действия машины, понять ее структуру и кинематику, поэтому каждый инженер должен не только уметь читать и понимать кинематическую схему, но и быстро и четко составлять ее.

Кинематическая схема машины представляет собой условное плоскостное либо перспективное изображение всех ее механиз­мов и звеньев в их взаимосвязи и помогает понять порядок при­соединения механизмов, распределения энергии и кинематиче­ские связи элементов машины, взаимное расположение веду­щих звеньев.

Для многооперационных машин циклического действия со­ставить кинематическую схему всей машины сложно, а, соста­вив — ее трудно читать и понимать. Поэтому для таких машин можно рекомендовать раздельное составление кинематических схем привода (трансмиссии) и исполнительных (цик­лического действия) механизмов. Это облегчает выполнение кине­матических схем частей машины в соответствии с требованиями стандарта и оправдывается тем, что в ряде машин трансмиссия представляет обособленную конструкцию (схему), кинематика механизмов которой может изучаться и разрабатываться независимо от кинематики остальных механиз­мов машины. В большинстве случаев механизмы привода обла­дают постоянными передаточными отношениями скоростей. Эти механизмы обычно являются либо механизмами непрерывного, либо прерывистого, но однонаправленного действия с обязатель­ной увязкой их работы с цикличностью действия других меха­низмов. Работа исполнительных механизмов, как правило, должна быть подчинена цикличности технологического процесса, выполняемого машиной.

Непосредственно на кинематической схеме привода должны указываться мощность двигателя, частоты вращения выходного вала двигателя и всех других валов машины или частоты их вращения, диаметры шкивов, длины и типы ремней, числа зубьев зубчатых колес, звездочек, храповиков, модули зубчатых колес, шаги цепных передач, числа и величины ходов рабочих органов. Все валы должны быть пронумерованы римскими цифрами. Все повторяющиеся элементы схемы, такие, как кривошипы, кулачки и другие ведущие и ведомые звенья исполнительных механизмов, а также элементы схемы, произвольно обозначенные в связи с отсутствием таковых в стандарте, должны быть пронумерованы арабскими цифрами в порядке об­хода схемы по часовой или против часовой стрелки. Все эле­менты схемы, получившие номера, должны быть пояснены на свободном поле чертежа текстовой частью. Некоторые нестан­дартные условные обозначения элементов кинематических схем приведены в приложении 1.

При описании устройства и принципа действия машины ссылки на цифровые обозначения элементов схемы обязательны.

2) На рисунке 1 в качестве примера представлена кинематическая схема привода полуавтомата для дозирования вязких пищевых продуктов.

Кинематические схемы исполнительных и других механизмов, циклического действия изображают в отличие от кинематической схемы привода в масштабе с точным соблюдением относительного расположения звеньев и пар. Использование условных обозначений по ГОСТ при составлении плоских схем обязательно.

На схеме наносят размеры между, неподвижными шарнирами, а также между ними и осевыми линиями поступательно движу­щихся звеньев. Кроме того, указывают углы изогнутых звеньев. Неподвижные шарниры должны быть обозначены буквой «О» с индексом внизу — порядковым номером; подвижные — про­писными буквами латинского алфавита; звенья нумеруются арабскими цифрами, а их размеры заносятся в специальную) таблицу. Направление вращения ведущего звена указывается стрелкой.

Рис. 4. Кинематическая схема привода полуавтомата

для дозирования вязких пищевых продуктов:

1 — электродвигатель; 2 — редуктор; 3,6 — кулачки механизмов золотника дозатора и выключения полуавтомата; 4, 7 — зубчатые колеса; 5 — кривошип механизма поршня дозатора; 8 — фрикционная муфта обгона; 9, 10 — ведомый и ведущий шкивы ременной передачи; I—IV — номера валов

К выполнению кинематических схем исполнительных меха­низмов предъявляют те же требования, что и к выполнению кинематической схемы привода (если встречаются одинаковые элементы — зубчатые колеса, звездочки и др.).

3) Конструктивные особенности звеньев и механизма в целом, не оказывающие влияния на движение ведомых звеньев меха­низма и рабочих органов машин, кинематической схемой не учитываются. В качестве примера на рис. 2 представлена кине­матическая схема механизма заслонки тестоделительной ма­шины.

Рис. 5. Кинематическая схема механизма заслонки тестоделительной машины:

1 — кулачок; 2 — ролик; 3 — рычаг-толкатель; 4 — шатун; 5 — ползун; 6 — стойка

Вопросы для самоконтроля:

1. Чем является напряжение?

2. Какие различают напряжения?

3. Что такое деформация?

4. Объясните понятие относительная деформация при сдвиге?

5. Назовите единицу измерения напряжения?

6. Запишите формулу для определения напряжения?

7. Что такое упругость?

8. Что вы понимаете под адгезией и аутогезией?

9. Как определяется адгезия?

10. Что такое пластичность и вязкость?

11. На какие системы предложил разделить П.А. Ребиндер?

Рекомендуемая литература

1. Соколов В.М. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. - М.: Колос, 1992-399 с.

2. Соколов В.М. Основы расчета и конструирования деталей и узлов пищевого оборудования. - М.: Машиностроение. 1970-422 с.

3. Харламов С.В. Практикум по курсу “Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств”. - Л.: Машиностроение.1971-200 с.

Лекция 29. Составление циклограммы машины.

Содержание лекционного занятия:

1. Составление циклограммы машины.

2. Виды циклограмм.

3. Прямоугольная циклограмма машины для расфасовки сливочного масла.

1. Для осуществления заданного технологического процесса с помощью машины циклического действия необходимо, чтобы рабочие органы машины перемещались с определенными скоростями и ускорениями, а сами перемещения производи­лись в требуемой последовательности (синхронно). Графиче­ское изображение последовательности перемещений рабочих органов машины называется ее цикловой диаграммой (циклограммой).

По циклограмме машины определяют начало и конец пере­мещения рабочих органов в пределах кинематического цикла. Отсчет времени ведется от начала рабочего хода ведомого звена исполнительного механизма, принятого за основной, в ка­честве которого рекомендуется выбирать механизм, обеспечи­вающий выполнение наиболее длительной технологической опе­рации.

Циклограммы машины выполняются в определенном мас­штабе времени, например, одна секунда в 1 мм чертежа или масштабе углов поворота ведущего звена основного исполни­тельного механизма или распределительно-управляющего вала (например, один угловой градус в 1 мм чертежа) Так как обычно в пищевых машинах-автоматах степень неравномерно­сти вращения распределительно-управляющего вала (РУВ) весьма незначительна, то угловую скорость его принимают по­стоянной. Тогда становится справедливым равенство: φ= ωt, где φ, ω и t — соответственно угол поворота, угловая скорость ведущего звена и время его поворота.

Обычно также время кинематического цикла машины Т_к равно времени одного полного оборота РУВ, поэтому 2π=ωТ_к.

Это позволяет изображенные в циклограмме соотношения между интервалами перемещений считать справедливыми и для соответствующих углов поворота РУВ.

2) По форме графического изображения циклограммы могут быть прямоугольными, линейными и круговыми (рис. 1). В прямоугольных циклограммах

каждому перемеще­нию рабочего органа соответствует свой прямоугольник с осно­ванием в определенном масштабе и с высотой, выполненной без учета какого-либо масштаба. В середине каждого пря­моугольника помещается надпись или условное обозначение соответствующего перемещения или выстоя рабочего органа. В линейных циклограммах каждому интервалу перемещения ра­бочего органа, отмеренному по оси абсцисс (горизонтальная пря­мая), соответствует наклонная и каждому выстою — гори­зонтальная линии, у которых наносят поясняющие надписи. Угол наклона линий выбирается произвольно. В круговых цик­лограммах кинематическому циклу каждого рабочего органа соответствует дуговая полоска (кольцевая) произвольной ширины. Продолжительность выстоя или перемещения рабочего органа определяется отрезком соответствующей дуговой по­лоски, заключенной между двумя радиусами, развернутыми на соответствующий угол. Дуговые полоски выполняются в опре­деленном масштабе времени (например, одна секунда в угло­вом градусе чертежа) или угла поворота РУВ (например, один угловой градус поворота вала в угловом градусе чертежа). Если кинематический цикл машины происходит за один оборот РУВ, то отмеренные углы по циклограмме являются истинными значениями углов поворота РУВ. Если кинематический цикл ма­шины происходит, например, за 0,5 оборота РУВ, то отмеренные углы по циклограмме будут больше истинных в два раза. В слу­чае большого количества механизмов круговые диаграммы недо­статочно наглядны и в них трудно ориентироваться. Поэтому большее распространение получили прямоугольные и линейные циклограммы.

С помощью циклограммы определяется относительное поло­жение интервалов циклов исполнительных механизмов в общем цикле автомата. Пользуясь циклограммами, легко определить, в каком из интервалов находится каждый рабочий орган в за­данный момент времени или при заданном положении ведущего звена основного механизма. Для этого в прямоугольной и ли­нейной циклограммах достаточно провести вертикаль через точку на абсциссе, соответствующую времени или углу поворота ведущего звена основного механизма, а в круговой — радиаль­ный луч, образующий с начальным лучом угол, определяющий заданное положение ведущего звена данного механизма.

3) В качестве примера на рис. 2 представлена прямоугольная циклограмма машины для расфасовки сливочного масла.

Рис. 2. Циклограмма машины для расфасовки сливочного масла:

XX — холостой ход; В — выстой; PX — рабочий ход; BP — выстой рабочий; РП — рабочее перемещение; ХП — холостое перемещение; PXB — рабочий ход вверх; ВВ — выстой вверху

Вопросы для самоконтроля:

1. Чем является напряжение?

2. Какие различают напряжения?

3. Что такое деформация?

4. Объясните понятие относительная деформация при сдвиге?

5. Назовите единицу измерения напряжения?

6. Запишите формулу для определения напряжения?

7. Что такое упругость?

8. Что вы понимаете под адгезией и аутогезией?

9. Как определяется адгезия?

10. Что такое пластичность и вязкость?

11. На какие системы предложил разделить П.А. Ребиндер?

Рекомендуемая литература

1. Соколов В.М. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. - М.: Колос, 1992-399 с.

2. Соколов В.М. Основы расчета и конструирования деталей и узлов пищевого оборудования. - М.: Машиностроение. 1970-422 с.

3. Харламов С.В. Практикум по курсу “Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств”. - Л.: Машиностроение.1971-200 с.

Лекция 30. Составление сетевой циклограммы машины.

Содержание лекционного занятия:

1. Составление сетевой циклограммы машины.

2. Сетевая цикло­грамма первой позиции ирисозаверточного автомата.

1) Машины пищевых производств во многих случаях имеют сложную кинематику и большое число исполнительных механизмов, движения ведомых звеньев которых связаны между собой. С помощью обычных методов построения циклограмм и синхрограмм не всегда имеется возможность установить все взаимосвязи между движениями ведомых звеньев исполнитель­ных механизмов, определить по этим диаграммам, почему нельзя сместить начало (окончание) рабочего (холостого) хода или выстоя того или иного ведомого звена, выяснить, что этому мешает.

Обычные циклограммы достаточны для сборки и настройки, регулировки машины, когда количество исполнительных меха­низмов небольшое и когда взаимосвязи соседних ведущих звеньев (рабочих органов) достаточно хорошо просматривают­ся. В автоматах с большим количеством исполнительных меха­низмов для более успешного совмещения движений рабочих органов необходимо так графически представить цикл автомата чтобы были зафиксированы все взаимосвязи между движениями ведомых звеньев и можно было проследить, с чем связано изме­нение в кинематическом цикле момента начала (окончания) ра­бочего (холостого) хода или выстоя каждого ведомого звена, какие ведомые или другие звенья этому препятствуют.

Например, на рис. 1 показана траектория движения толка­теля ирисозаверточного автомата с характерными взаимосвя­зями (точками, с указанием их номеров в кружках) с пози­ционным столом, захватами и ножами.

Рис. 1. Траектория движения толкателя ирисозаверточного автомата:

1 — позиционный стол; 2 — ножи; 3 — захваты

Рассматривая технологический процесс, выполняемый этой машиной, как управляемый комплекс работ, можно построить сетевую модель этого процесса при принятых функциональной схеме машины и кинематических схемах исполнительных меха­низмов по типу широко применяемых в планировании сетевых графиков и назвать ее сетевой циклограммой.

Для построения сетевой циклограммы вводят следующие дополнительные положения:

- все связи между движениями звеньев механизмов приво­дятся к траекториям их ведомых звеньев. На них отмечаются и нумеруются (в кружках) характерные точки, в которых будет ведомое звено механизма, когда звенья последнего придут в по­ложение, зависящее от работы других механизмов;

- углы поворота распределительно-управляющего вала (РУВ), соответствующие положениям ведомых звеньев в характерных точках, изображаются как «события» в системе планирования двумя цифрами, разделенными точкой (первая цифра — номер механизма по циклограмме или кинематической схеме, вторая — номер характерной точки);

- рабочие и холостые перемещения или их части между харак­терными точками и выстой ведомого звена изображаются как «действительная работа» в системе планирования: жирными линиями со стрелкой, зависимости — штриховой линией;

- кружки, соответствующие началу и окончанию кинематиче­ского цикла, размещаются на общих горизонталях (от 0 до 360° угла поворота РУВ);

- перемещения или выстой, которые не заканчиваются в конце цикла, представляются состоящими из двух частей, одна из которых совершается в конце цикла, а другая — в начале цикла.

2) В качестве примера на рис. 2 представлена сетевая цикло­грамма первой позиции ирисозаверточного автомата с семью механизмами. Каждый кружок соответствует углу поворота РУВ, при котором ведомое звено находится в соответствующей характерной точке. Возле кружка записан угол поворота РУВ. Вертикальная цепь 2.1—2.2—2.3—2.4—2.5—2.6—2.1 соответ­ствует сложному движению толкателя (см. рис. 1), которое обеспечивается исполнительными механизмами, кинематика ко­торых и предопределяет соответствие углов поворота РУВ этим характерным точкам. Длительность поворота шестипозиционного стола (ротора), определяемая кинематикой мальтийского механизма с шестипазовым крестом, представляется цепью 1.1 — 1.2. Движения других ведомых звеньев 3—7 достаточно тесно связаны с данными ведомыми звеньями. Имеющийся резерв поворота РУВ, определяемый цепью 1.2—3.4, можно было бы использовать путем замены мальтийского механизма, но в других позициях автомата этот резерв поворота РУВ занят.

В общем случае благодаря сетевой циклограмме можно про­изводить распределение времени цикла с учетом весьма боль­шого числа ограничений и получить четкое представление о всех взаимосвязях между движениями звеньев механизмов. Она позволяет сократить время наладки, настройки и доводки опыт­ных образцов машин.

Рис. 2. Сетевая циклограмма рабочих органов первой позиции

ирисозаверточного автомата с семью механизмами.

Вопросы для самоконтроля:

1. Чем является напряжение?

2. Какие различают напряжения?

3. Что такое деформация?

4. Объясните понятие относительная деформация при сдвиге?

5. Назовите единицу измерения напряжения?

6. Запишите формулу для определения напряжения?

7. Что такое упругость?

8. Что вы понимаете под адгезией и аутогезией?

9. Как определяется адгезия?

10. Что такое пластичность и вязкость?

11. На какие системы предложил разделить П.А. Ребиндер?

Рекомендуемая литература

1. Соколов В.М. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств. - М.: Колос, 1992-399 с.

2. Соколов В.М. Основы расчета и конструирования деталей и узлов пищевого оборудования. - М.: Машиностроение. 1970-422 с.

3. Харламов С.В. Практикум по курсу “Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств”. - Л.: Машиностроение.1971-200 с.