Расчет эксцентрикового привода просеивающей поверхности Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 637: 664

С.П. Григорьева, Л.К. Юрченко, Б.К. Бобылев, И.В. Пищулина

Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет,

690087, г. Владивосток, ул. Луговая, 52б

РАСЧЕТ ЭКСЦЕНТРИКОВОГО ПРИВОДА ПРОСЕИВАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ

Получена сила, действующая на эксцентриковый кривошипно-ползунный механизм со стороны просеивающей поверхности. Произведено сравнение с одноименным центральным механизмом.

Ключевые слова: эксцентриковый кривошипно-ползунный механизм, просеивающая

поверхность.

S.P. Grigoreva, L.K. Iurchenko, B.K. Bobylev, I.V. Pishchulina CALCULATION OF THE DRIVE SCREENING SURFACE

Submitted force acting, on the eccentric crank-slide mechanism of the screening surface. A comparison with the same central mechanism.

Key words: eccentric crank-slide mechanism, the screening surface.

Огромное количество продуктов дробления и сыпучих материалов разделяют на фракции в различных отраслях промышленности и называют это классификацией материалов. Классификацию производят в пищевой, энергетической, химической, парфюмерной и других отраслях. В пищевой промышленности это называют просеиванием, сортированием, сепарацией, а в строительной - грохочением.

Основными рабочими органами машин для классификации материалов являются решетки из колосников, решетки из металлических листов со штампованными отверстиями и плетеные или тканые сита.

Приводной механизм или привод сообщает просеивающим поверхностям колебательное движение. Нами был рассмотрен самый простой в изготовлении и обслуживании привод - центральный кривошипно-ползунный механизм, преобразующий вращательное в поступательное движение просеивающей поверхности [1].

Однако центральный механизм не является совершенным. Его использование приводит к интенсивному износу шарнирных соединений звеньев, неравномерности вращения ротора двигателя, вибрации станин и т.п. Поэтому чаще всего в качестве привода используется эксцентриковый кривошипно-ползунный механизм - эксцентрик.

Пусть эксцентрик приводится во вращение моментом М, его угловая скорость со постоянна. Эксцентриситет СО = е, длина шатуна АВ = L. Рассмотрим самый простой для математических расчетов случай, когда длина кривошипа ОА равна эксцентриситету е (рис. 1).

Кривошипно-ползунный механизм приводит в колебательное движение просеивающую поверхность. Поверхность подвешена к потолку на длинных тягах под некоторым углом к горизонту. Она совершает поступательное движение, поэтому движение всей поверхности вполне определяется движением одной ее точки - точки прикрепления тяги к ситу. Эта же точка соединена с ползуном В механизма.

Рис. 1. Кривошипно-ползунный механизм Fig. 1. Crank-slide mechanism

Определим перемещение, скорость и

ускорение ползуна В в момент времени,

когда угол ф наклона кривошипа ОА к

_ п 3п , горизонтали равен 0, —, п, — (рис. 2).

Перемещение ползуна В (просеивающей поверхности) определим из соображения, что

71 тэ

когда угол ф изменится на —, ползун В

переместится на расстояние ОА = е. Скорость и ускорение ползуна В определим, проведя кинематический анализ движения плоского механизма, учитывая к тому же малость

е

отношения —. В мертвых точках при ф = 0,

VB=0,

а

2

V= = ею, а,;

3 ею" 0.

при ф

п,

п 3п

2’ 2

Силу, действующую со стороны просеивающей поверхности, найдем по теореме об изменении кинетической энергии механической системы [2]. На рис. 2 показаны все внешние силы. Это вращающий момент двигателя М; силы тяжести

Сг^Сг^Сгз соответственно эксцентрика О А,

шатуна АВ, ползуна В; сила Б от просеивающей поверхности; реакция опоры О. Массы звеньев обозначим т^т^ггц.

После соответствующих вычислений получим значения силы Б по модулю:

Рис. 2. Силы, действующие на эксцентрик Fig. 2. Forces, acting on the eccentric

1

в I четверти F = M — + g(m - — m2) - ею (

m.

2е

2

1

);

^ „ ,r n 1 2 ,m2 m34

во II четверти F2 =M--------g(mj — m2 ) + ею (—2 + —3);

2е 2 3 2

ттт т-л,гГС / 1 ч 2/m2 m3

в III четверти F = M--------g(m -_ m) - ею (—2 + —3);

2е 2 3 2

п

1

в IV четверти F = M — + g(m1--m2) + ею (

2е 2

m

m

).

Приведем для сравнения значения силы F, полученные для центрального кривошипно-ползунного механизма [1]:

п 1

i m m

в I четверти f = m - ^ g(m+m) -гщ2 +~^);

^ „ ,г п 1 , ч 2 ,m9 m,4

во II четверти F = M — + — g(m + m ) + ГЮ + ~^);

вШчетверти f = м~+1 g(m+m)-r®2+m^)’

п 1

в IV четверти Б4 = M -1 g(m1 + т2) + гю2 (т2 + т-).

Согласно принципу действия и противодействия сила, действующая со стороны механизма, будет равна по модулю приведенной выше силе и противоположна по направлению (рис. 3) [2].

Рис. 3. Направление силы, действующей на сито со стороны механизма Fig. 3. Direction of the force, action on the screen by the eccentric

На основе полученных данных можно сделать следующие выводы:

- эксцентрик способствует увеличению силы, действующей на просеивающую

71 71

поверхность, так как М — > М — в 2 раза;

- ускорение просеивающей поверхности в мертвых точках уменьшается в 2 раза, так

г

как е = — . Поэтому процесс просеивания протекает плавно;

- начало движения (выставка механизма) нужно производить, когда Б = Б4 = тах;

1 ^ 1

- если положить т-------= 0 в значениях силы, то т1 = — т2. Это указывает на то, что

т2 2

массу эксцентрика нужно брать равной половине массы шатуна. Тогда масса эксцентрика

не будет оказывать влияния на величину действующей силы Б. Просеивающая

поверхность на величину силы Б будет влиять только половиной своей массы;

_ г 1 2е 1 е 1

- проведя несложные преобразования соотношения — > —; — > —; ------------------> —,

Ь 50 Ь 50 Ь/2 50

приходим к выводу, что, применяя эксцентрик, длину шатуна L можно уменьшить в 2

г

раза, если эксцентриситет е = —;

- эксцентрик поменял max и min действия силы F. Если в случае центрального механизма min приходился на первую четверть, а max - на вторую, то в случае эксцентрика min оказался в третьей, а max - в четвертой четвертях;

- применение эксцентрика ведет к уменьшению амплитуды колебаний просеивающей

_ г

поверхности в 2 раза в случае е = — .

Список литературы

1. Григорьева С.П., Юрченко Л.К., Бобылев Б.К., Пищулина И.В. Расчет привода грохота // Материалы Всерос. науч.-техн. конф. - Владивосток, 2011. - С. 179-182.

2. Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики. - М.: Высш. шк., 2000. - 416 с.

Сведения об авторах: Григорьева Светлана Петровна, главный специалист ИЗО;

Юрченко Лилия Константиновна, доцент;

Бобылев Борис Константинович, кандидат технических наук, доцент;

Пищулина Ирина Валентиновна, старший преподаватель, e-mail: [email protected].