2. САМООРИЕНТАЦИЯ
Сухое трение [12]. При скольжении тела вниз по наклонной поверхности или при скольжении по инерции по горизонтальной поверхности наблюдается стремление деталей принять определенную ориентацию относительно направления движения. Например, болты стремятся скользить головками вперед. Тот же эффект можно наблюдать на вибролотке при движении одиночных деталей, если борта лотка не препятствуют повороту деталей. Этот эффект может быть описан, если уточнить запись силы трения [10]
где
коэффициент тремя;
нормальная реакция;
постоянная, учитывающая силу молекулярного притяжения двух тел. Отношение
тем больше, чем деталь меньше.
Рис. 6. Схема сил, действующих на тело при учете силы молекулярного притяжения двух тел
При скольжении тела в направлении оси х (рис. 6) в центре тяжести С приложена результирующая опорная реакция
и соответственно часть силы трения
Вторая часть силы трения
приложена в геометрическом центре опорной поверхности О, так как
в любой точке соприкосновения двух тел. При несовпадении точек
на величину
при скольжении тела появляется момент сил трения, равный
который и поворачивает деталь. Поэтому тело при скольжении стремится занять такое положение, при котором центр тяжести будет впереди геометрического центра опорной поверхности. Чем ближе центр тяжести и геометрический центр опорной поверхности, тем эффект самоориенгации проявляется слабее.
При вибротранспортировании в каждом периоде колебаний лотка могут быть этапы скольжения вперед (общее время
этапы скольжения назад (общее время
и этап совместного движения. Интегрируя уравнение поворотного движения
где
момент инерции, получаем, что за
период колебания лотка
деталь поворачивается на угол
где
угол поворота в начале
периода колебаний.
Ввиду малости
и отношения у, где
время транспортирования, можно принять
что, в свою очередь, позволяет проинтегрировать (14) и получить время
для поворота детали от начального угла
до
Путь, пройденный деталью за это время,
Для ориентирования с вероятностью
деталей в пределах угла
при поступлении деталей с равновероятной вероятностью положения нужно иметь длину лотка
Транспортирование в жидкости [2]. Применяемые скорости транспортирования таковы, что сопротивление среды можно аппроксимировать линейной вязкостью, пропорциональной абсолютной скорости, т. е. в уравнениях движения тела следует добавить слагаемое
При режимах с подбрасыванием вязкое трение необходимо учитывать и в уравнении поперечного движения, оно пропорционально относительной скорости
Методы решения и качественные выводы о режимах совпадают.
Вибротранспортирование в жидкости, кроме специальных технологических задач, является необходимым для транспортирования деталей, покрытых масляной пленкой. Помещение деталей в жидкость позволяет уменьшить силы прилипания, а силы сухого трения тогда достаточны для транспортирования. Средние скорости транспортирования из-за дополнительного сопротивления меньше.
Рис. 7. Направление движения деталей в жидкости на симметрично вибрирующей поверхости
Если тело не имеет двух осей симметрии, то коэффициенты лобового сопротивления будут разные. Это можно использовать для ориентирования деталей. В симметричном поле продольной вибрации разноориентированные детали будут двигаться в разных направлениях (рис. 7). При транспортировании в несимметричном поле деталь занимает положение, в котором лобовое сопротивление движению наименьшее.