Расчёт кинематических параметров кривошипных приводов

Колебатели и преобразователи движения

В пищевой индустрии существует огромное количество машин и аппаратов, в каких употребляются преобразование движения. Это в главном машины колебательного и вибраци-онного деяния, такие как рассевы, ситовые сепараторы, падди-машины, камнеотборники, виброконвейеры и др. Колебания (в личном случае возвратно-поступательные движения, вибрация и т. д.) являются Расчёт кинематических параметров кривошипных приводов более действенной формой механического воздействия на раз-личные дисперсные системы и удачно употребляются для интенсификации процессов в пи-щевой индустрии. К этим процессам относятся транспортировка сыпучих веществ, до-зирование, просеивание, измельчение, сушка и т. п.

Преобразование движения в технологических машинах используются, обычно, для преобразования вращательного движения в колебательное (радиальное Расчёт кинематических параметров кривошипных приводов поступательное, воз-вратно-поступательное либо сложное). Колебания могут осуществляться в одной плоскости (радиальные поступательные либо возвратно-поступательные), в вертикальной, наклонной либо горизонтальной и в пространстве (сложные). Линия движения колебаний зависят от вида преобра-зователя движения и типа подвесок.

Преобразователи движения (колебатели) употребляются как для привода главных ра-бочих органов машин (ситовые кузова Расчёт кинематических параметров кривошипных приводов, питатели, сортирующие поверхности), так и для при-вода вспомогательных, регулирующих и других частей машин (щеток, очистителей, регу-ляторов и т.п.).

В пищевой индустрии для получения колебательных движений отыскали примене-ние три вида колебателей:

кривошипные.Разновидностью кривошипных преобразователей являются экс-центриковые, когда радиус эксцентриситета (е) меньше поперечника Расчёт кинематических параметров кривошипных приводов вала;

инерционные(пневмоинерционные);

электрические.

Кривошипный привод

Кривошипный привод для рабочих органов, совершающих возвратно-поступательное движение (набросок 4.1) состоит из недвижного корпуса (на схеме не показан) в каком на подшипниках поз. 4 крутится эксцентриковый вал (кривошип) поз. 1. В центральной части вала, на эксцентрике, установлен круговой подшипник, который через шатун поз. 2 шар-нирно закреплен с ползуном Расчёт кинематических параметров кривошипных приводов (рабочим органом) поз. 3. Рабочий орган совершает возвратно-поступательное движение по рабочей (направляющей) поверхности поз. 5. Амплитуда коле-баний ситовых корпусов соответствует эксцентриситету валаSm 2 r .

Кривошипно-шатунные и эксцентриковые механизмы обычно характеризуются разме-рами звеньев либо их отношениями, временем рабочего и временем холостого ходов (поворо-тов) ведущего звена. Отношение времени tp рабочего поворота Расчёт кинематических параметров кривошипных приводов кривошипа к времени tх его холостого поворота именуется коэффициентом интервалов и записывается так

K tp tx . (4.1)



Расчёт и конструирование машин и аппаратов пищевых производств. Элементы теории и сборник задач
Расчёт кинематических характеристик кривошипных приводов
При неизменной угловой скорости ведущего звена const , коэффициент интервалов
будет равен отношению угла p рабоче-
го поворота Расчёт кинематических параметров кривошипных приводов кривошипа к углу x его
холостого поворота, т. е.
K p . (4.2)
x
Беря во внимание, что для данных меха-
низмов время кинематического цикла Тк
складывается только из времени рабоче-
го и холостого поворотов кривошипа,
при его неизменной угловой скорости
получим зависимость
T (t p t x Расчёт кинематических параметров кривошипных приводов ) p x 2 . (4.3)
к
Углы рабочего и холостого поворо-
тов кривошипа можно представить зави-
симостями в функции коэффициента ин-
тервалов соответственно
p 2 K , x . (4.4)
1 K 1 K
Расчёт и конструирование указан-
ных устройств сводится к определе- 1 – кривошип; 2 – шатун; 3 – ползун (рабочий
нию их геометрических характеристик по
данному циклу работы, к примеру, по орган), 4 – опора Расчёт кинематических параметров кривошипных приводов кривошипа; 5 – рабочая
коэффициенту интервалов и по одному (направляющая) поверхность
либо нескольким геометрическим пара- Набросок 4.1 – Принципная кинематическая
метрам, к примеру, по базисному размеру схема центрального кривошипно-ползунного
(расстоянию меж осями вращения ве- механизма
дущего и ведомого звеньев).
Кривошипно-ползунные механизмы используются для преобразования вращательного
(обычно с неизменной угловой скоростью) движения Расчёт кинематических параметров кривошипных приводов кривошипа в возвратно-поступательное
движение ползуна. Разделяются они на центральные и внецентренные. В центральных
механизмах (набросок 4.1) ось вращения кривошипа лежит на продолжении линии движения дви-
жения центра шарнира ползуна, потому p x , а коэффициент К=1. Не считая того, полное
перемещение ползуна равно двум длинам кривошипа, т. е. Sm Расчёт кинематических параметров кривошипных приводов 2 r.
Отношение длины кривошипа к длине шатуна носит заглавие безразмерного геометри-
ческого параметра механизма и обозначается через
r l . (4.5)
Текущие значения углов и поворота кривошипа и давления меж шатуном и пол-
зуном отсчитываются от полосы, совмещенной с траекторией движения ползуна. Меж со-
бой эти углы связаны зависимостью
arcsin( sin Расчёт кинематических параметров кривошипных приводов ). (4.6)

Для исключения заклинивания ползуна угол давления рекомендуется принимать мень-ше 30°, а безразмерный параметр 0,4.

Перемещение ползуна, его скорость и ускорение в функции угла поворота кривошипа можно найти по приближенным зависимостям:



Расчёт и конструирование машин и аппаратов пищевых производств. Элементы теории и сборник задач Расчёт кинематических характеристик кривошипных приводов

s r 1 cos 0,5 sin2;
r Расчёт кинематических параметров кривошипных приводов sin 0,5 sin 2 ; (4.7)

a r 12cos cos2 .

Скорость ползуна добивается собственных наибольших значений при углах поворота криво-шипа, один из которых (при рабочем ходе) определяется из уравнения

2 cos2 cos 0,

1 1 (4.8)
cos ,

а 2-ой (при холостом ходе) – из условия

cos 1 (cos360 2 ), 2 360 2 . (4.9)

Наибольшие значения ускорения ползуна получаются при углах поворота кривошипа, определяемых из уравнения

1 4 cos Расчёт кинематических параметров кривошипных приводов sin 0. (4.10)

При 0.25 уравнение (4.10) имеет два решения, надлежащие последним положени-

ям ползуна: a1 0 a2 180 . В данном случае наибольшие значения ускорений ползуна
определяются по выражениям:
a r 2(1 ), (4.11)
1max
a 2max r 2(1 ). (4.12)
При 0.25 уравнение (4.10) дает еще два решения
a3 arccos0,25 , (4.13)
a4 arcsin0,25 . (4.14)

С учетом этих решений наибольшие значения ускорений ползуна можно найти Расчёт кинематических параметров кривошипных приводов по выражению

a3max a4max 0,125 r 2 (1 8 2 ) . (4.15)

Если задано наибольшее ускорение a ползуна, то очень вероятная угловая

скорость кривошипа, в согласовании с выражением (4.11), должна быть равна
a r . (4.16)
1max
Малое значение времени кинематического цикла будет равно
T 2 . (4.17)
k max
Внецентренные кривошип- 1max
но-ползунные механизмы харак-
теризуются величиной эксцен-
триситета е Расчёт кинематических параметров кривошипных приводов (набросок 4.2) и ко-
эффициентом интервалов пере-
мещений, значение которого
обычно принимается больше
единицы. Последнее обеспечива-
ет более плавную работу меха-
низма во время рабочего хода.
На рабочий ход в этом случае Набросок 4.2 – Схема внецентренного кривошипно-
отводится больше времени, чем ползунного механизма
на холостой.



Расчёт и конструирование машин и аппаратов Расчёт кинематических параметров кривошипных приводов пищевых производств. Элементы теории и сборник задач Расчёт кинематических характеристик кривошипных приводов

Направление вращения кривошипа при значимых технологических усилиях сопро-тивления (которые действуют на рабочий орган, связанный с ползуном) лучше выби-рать таким, чтоб при рабочем ходе на шатун действовали бы растягивающие усилия, а не сжимающие.

Состояния механизма Расчёт кинематических параметров кривошипных приводов, надлежащие двум последним расположениям ползуна, харак-теризуются углами н и к исходного и конечного положения механизма. Эти углы опре-

деляются из соответственных треугольников с одной общей стороной, равной эксцентриси-тету (набросок 4.1). Полагая 2-ой безразмерный геометрический параметр механизма рав-ным:

e , (4.18)
получим: l
e
н arcsin( ) arcsin( );
l r 1 r Расчёт кинематических параметров кривошипных приводов (4.19)
к arcsin( e ) arcsin( ).
l r 1 r
Соответствующим параметром является и угол построения механизма:
0,5 ( р х ) р к н . (4.20)

Перемещение, скорость и ускорение ползуна при const можно найти по урав-
нениям:
cos
s cos ;
(4.21)
r sin cos tg ; ,
cos2
a r cos sin tg ;
cos
где – угол давления пары шатун Расчёт кинематических параметров кривошипных приводов – ползун, определяемый по выражению
arcsin sin . (4.22)

Время от времени удобнее воспользоваться не абсолютными, а относительными величинами переме-щения, скорости и ускорения ползуна, которые можно представить в виде последующих зави-

симостей: a
sотн s ; отн ; aотн . (4.23)
r r 2
r

Наибольшие значения углов давления рекомендуется принимать равными: при рабо-чем Расчёт кинематических параметров кривошипных приводов ходе p max 30 , а при холостом ходе xmax 45 . Наибольший угол давления при ра-бочем ходе может приравниваться к или:

p1 arcsin , (4.24)
а при холостом ходе
xmax arcsin . (4.25)
При определенных критериях p1 к . Эти условия наступают тогда, когда
. (4.26)

К примеру, при 0,4 получим 0,15.

При расчётах по приведенным зависимостям нужно учесть, что Расчёт кинематических параметров кривошипных приводов 2-ой пара-метр находится в зависимости от первого параметра механизма и от угла построения . Эта зависимость имеет вид:



Расчёт и конструирование машин и аппаратов пищевых производств. Элементы теории и сборник задач Расчёт кинематических характеристик кривошипных приводов

sin
. (4.27)
cos
2 1

Скорость ползуна добивается собственных наибольших значений при углах поворота криво-шипа, определяемых из уравнения

cos3 cos Расчёт кинематических параметров кривошипных приводов cos2 cos3 tg sin 0. (4.28)

Наибольшие значения ускорения ползуна будут иметь место при углах поворота кри-вошипа, определяемых из уравнения

cos6 sin 1,5 cos3 sin 2 1,5 2 sin 2 cos3 0,5 cos4 sin 2 cos 0. (4.29)

Полное перемещение ползуна можно найти по последующим выражениям:

sm r 1 cos 1 cos , (4.30)
sm e sin2 н sin2 н 2 sin н Расчёт кинематических параметров кривошипных приводов sin н cos . (4.31)
sin2 н sin2 н


raschetno-analiticheskij-analiticheski-eksperimentalnij-i-sravnitelnij-metodi.html
raschetno-graficheskaya-rabota-1.html
raschetno-graficheskaya-rabota-6-raschet-vala-na-prochnost-pri-sovmestnom-dejstvii-krucheniya-i-izgiba.html