Главная > Вибрации в технике, Т. 4. Вибрационные процессы и машины
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

4. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МАШИН

Одним из непременных условий успешной разработки и внедрения вибрационной машины является достаточно глубокая изученность соответствующего вибрационного процесса При этом должны быть известны если не оптимальные, то хотя бы приемлемые характер и параметры колебаний, обеспечивающие такое протекание процесса, при котором могут быть получены ощутимые технологические преимущества.

При выборе параметров вибрационной машины должны приниматься во внимание пиковые и аварийные нагрузки, а также нагрузки в переходных нестационарных режимах Компоновка вибрационной машины в производственном помещении в совокупности с питающими, подводящими, отводящими и ограждающими устройствами должна допускать возможность кратковременных колебаний машины на внброизолирующих опорах с амплитудами, в несколько раз превышающими номинальные амплитуды колебаний в установившемся режиме (см гл X)

В тех случаях, когда обрабатываемая среда или объект имеют массу, сопоставимую с массой рабочего органа машины, либо обладают значительным энергопоглощением, их необходимо тем или иным способом учитывать при анализе динамической схемы машины и расчете параметров колебаний [2, 11, 13, 14]

Особенности проектирования рабочих органов машин. Рабочий орган вибрационной машины является узлом, который непосредственно передает вибрационное воздействие вызванное вибровозбудителями, обрабатываемой среде или объекту Форма и размеры рабочего органа определяются главным образом характером выполняемого машиной технологического процесса и заданной пронзьодительностью В общем случае рабочий орган представляет собой плоскую (деки концентрационных столов, сепараторов) или пространственную (коробы грохотов лотки конвейеров и питателей) металлоконструкции, либо массивное тело (бойки ударно вибрационных машин и т. п.) произвольной формы

Основным требованием к конструкциям рабочих органов вибрационных машин (помимо чисто технологических) являются достаточная жесткость и уровень выносливости

При достаточной жесткости обеспечиваются колебания рабочего органа с частотой вынуждающей силы как единого твердого тела и гарантируется отсутствие существенных дополнительных упругих колебаний рабочего органа, отдельных его элементов или участков (см также гл VII) Такие дополнительные упругие колебания рабочего органа возникают, как правило, на частоте вынуждающей силы или на кратных ей Вызывая дополнительные воздействия на обрабатываемую среду или объект, упругие колебания рабочего органа чаще нарушают нормальный ход технологического процесса и приводят, как правило, к появлению в элементах рабочего органа дополнительных знакопеременных напряжений

Обычно необходимая жесткость рабочего органа достигается правильным выбором геометрических форм и размеров элементов, введением в конструкцию специальных элементов жесткости ребер, окантовок, поясов, распорок Число разъемных соединений должно быть по возможности минимальным Зачастую стремление сделать рабочий орган вибрационной машины универсальным сборно разборным (блочным) для быстрой переналадки или для унификации однотипных машин нескольких типоразмеров приводит к появлению большого числа разъемных соединений, в этих случаях жесткость рабочего органа существенно снижается и, кроме того, из за неопределенности расчетной схемы вообще с трудом поддастся предварительной

количественной оценке Кроме того, при использовании в конструкции рабочего органа разъемных (резьбовых) соединений следует иметь в виду, что эффект вчбрационной линеаризации сухого трения (см стр который с успехом используют во многих технологических процессах, часто приводит к нарушению самоторможения Предюжено много способов борьбы с самоотвинчиваниеч резьбовых соединений. Резьбовые крепежные детали должны быть длинными (более десяти диаметров), предпочтительно с мелкой резьбой Часто принимают стопорение гайки с помощью отгибной шайбы или разрезной контргайки, которая заклинивается в основной гайке по конической поверхности

Существенной особенностью работы вибрационных машин является значительное число циклов напряжений, которые должны воспринять их элементы за период эксплуатации Это число (за полный период эксплуатации машины) на несколько порядков выше числа циклов обычно принимаемого за базовое

Для обеспечения нужной выносливости рабочих органов необходимо по возможности избегать силовых и геометрических концентратов напряжений С этой же точки зрения рекомендуется ограничить и применение сварки В большинстве современных отечественных и зарубежных конструкций сварку используют только для прикрепления элементов усиления — ребер жесткости, окантовок и В основных несущих элементах — балках, рамах — применяют либо монтажные соединения на высокопрочных болтах, либо клепку

Из опыта проектирования и эксплуатации вибрационных машин известно, что допускаемые значения знакопеременных напряжений в ответственных несущих элементах их рабочих органов в тех случаях, когда они выполнены из углеродистых или низколегированных сталей с применением сварки, не должны превышать В случае применения монтажных соединений на высокопрочных болгах или клепаных соединений, значения допускаемых напряжений могут быть приняты в пределах В конструкции всегда предпочтительно применять детали, работающие на растяжение сжатие или крученне, чем на изгиб

При выборе конструкционных материалов для изготовления деталей вибра ционных машин, а также при назначении допускаемых напряжений должны учиты ваться особые условия эксплуатации абразивность обрабатываемого материала, наличие химической или коррозионной активности среды, высокой или, наоборот, низкой температуры, повышенной радиации и Известно, что перечисленные факторы особенно существенно влияют на усталостную прочность конструкции

В качестве материала для изготовления рабочих органов вибрационных машин чаще используют конструкционные или низколегированные стали Сплавы алюминия и большая часть пластмасс для применения в вибрационных машинах не рекомендуются эластомеры, резину, полиэтилен и можно применять лишь для защиты от износа, коррозии и для неответственных деталей

Особенности конструирования систем виброизоляции. Для снижения динамических сил передаваемых вибрационной машнной на фундамент или поддерживающие опоры, применяют виброизоляцию (см т. 6)

Виброизоляция должна также обеспечивать возможность колебаний вибрационной машины с амплитудами, в несколько раз превышающими амплитуду колебаний в установившемся рабочем режиме В качестве виброизоляторов чаще используют металлические винтовые пружины — витые и прорезные резиновые элементы, пневмобаллонные опоры с резинокордной оболочкой Целесообразно введение в стему виброизоляции некоторого демпфирования для гашения переходных режимов, в частности при переходе через резонанс при запуске и останове, при наличии ударов по рабочему органу или сильных толчков В этих случаях параллельно с упругими элементами устанавливают демпферы

При проектировании виброизоляции тяжелой и сравнительно низкочастотной вибрационной машины довольно трудно обеспечить высокое значение отношения частоты вынуждающей силы к собственной частоте колебаний В этих случаях обеспечивают низкую жесткость виброизоляции в направлении той координатной оси, вдоль которой передается вынуждающая сила, и добиваются, чтобы эти колебания не были связаны с колебаниями вдоль других координатных осей

Виброизоляторы целесообразно располагать в тех точках колеблющихся масс,

которые имеют минимальную амплитуду. Это, однако, возможно либо в многомассных мащииах, либо в одномассных машинах с неоднородным полем колебаний.

Особенности выбора и расчета упругих элементов для вибрационных машин с различными динамическими схемами изложены в гл. XI.

Особенности проектирования приводных устройств. Эксцентриковые и кривошипно-шатунные вибровозбудители обычно используют для машин, имеющих сравнительно низкие частоты (ориентировочно от 200 до 1000 кол/мин) вынужденных колебаний и одновременно значительные нескольких сантиметров) амплитуды. Эксцентриковый вибровозбудитель возбуждает наряду с основной гармоникой высшие гармоники тем меньшие, чем длиннее шатун и больше момент инерции вращающихся масс, находящихся на валу эксцентрика или кривошипа.

Центробежные вибровозбудители отличаются универсальностью применения: их используют для привода вибропитателей, виброгрохотов, виброконвейеров, вибромельниц, вибродробилок (в том числе виброударных), вибропогружателей свай, виброуплотнителей, виброрыхлителей, вибропобудителей бункеров и т. п. и т. д., особенно в конструктивном исполнении, объединяющем собственно центробежный возбудитель и приводной электродвигатель в единый блок.

Наиболее ответственным узлом центробежного возбудителя является подшипник (или подшипники) вала: значительная центробежная сила, высокие частота вращения и вибрации самого подшипникового узла. В таких случаях обычно применяют подшипники качения с большими коэффициентами работоспособности: двухрядные роликовые сферические или однорядные роликовые с короткими цилиндрическими роликами. Учитывая условия работы подшипников, их выбирают прежде всего по допустимой частоте вращения, которая должна превышать частоту вынужденных колебаний (рабочую частоту), и затем производят проверку долговечности. Если срок службы подшипников оказывается неприемлемо малым (например, менее шести — восьми месяцев), следует увеличить число подшипников, но при этом обеспечить одинаковую нагрузку на каждый из них.

При конструировании подшипниковых узлов необходимо учитывать, что, несмотря на весьма малые коэффициенты трения, из-за больших значений сил и скоростей вращения в подшипнике выделяется заметное количество тепла. Например, при условном коэффициенте трения 0,004, диаметре внутреннего кольца подшипника 10 см при частоте вращения 1000 об/мин на каждую вынуждающей силы выделяется около тепла, поэтому необходимо принимать меры для эффективного теплоотвода. Для уменьшения разбивания сепаратора подшипника из-за вибрации желательно применять подшипники с центрированным по одному или обоим кольцам сепаратором.

Учитывая интенсивное местное тепловыделение в подшипнике, его посадку в корпус и на вал желательно принимать без натягов или с минимальными натягами, а сами подшипники отбирать с наибольшими начальными зазорами между кольцами и роликами.

Для смазки подшипников следует использовать либо консистентные теплостойкие смазки, либо жидкую циркулирующую смазку (в этом случае смазка может уносить часть тепла, образующегося в подшипнике).

Так как в конструкции дебалансного вибровозбудителя подшипник является наименее долговечным узлом, следует обеспечивать простоту его замены, даже если это несколько усложняет конструкцию.

Подшипники рекомендованных типов нежелательно нагружать осевыми силами, поэтому валы вибровозбудителей предпочтительно располагать горизонтально и перпендикулярно плоскости колебаний; если это невозможно или нерационально, то при наклониых валах вибровозбудителей для восприятия осевых нагрузок следует применять упорные, радиально-упорные или в нетрудных случаях радиальные шарикоподшипники.

Основными достоинствами машнн с электромагнитными вибровозбудителями являются отсутствие трущихся и требующих смазки частей и легкость управления амплитудой колебаний на ходу; главные недостатки — относительно невысокая стабильность амплитуды колебаний, зависящая от постоянства во времени жесткости упругой системы и массы колеблющихся частей, частоты и напряжения тока, Питающего электромагнит, величины отбора энергии от колеблющейся системы

перерабатываемым материалом и деформируемыми элементами конструкции (так называемый конструкционный гистерезис и гистерезис в материале). Эти недостатки могут быть компенсированы применением систем автоматического управления.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

(см. скан)

1
Оглавление
email@scask.ru