NM1:'KÖzlemenyei, Miskolc, 111. Sorozat, Gépészet, 28. (1981) kötet, 127 136.
IO
VÉKONY, HÁROMSZÖGKERESZTMETSZETU ELEMEK EGYENKÉNTI, KIVÁLASZTÓ MECHANIZMUSÁNAK VIZSGALATA
wARszY1<ısKı MARIAN Korunk jellegzetessége a termelési folyamatok automatizálása, különféle automaták tervezése, automatikus láncok kiépítése stb. Az automatizáció lehetővé teszi a munka termelékenységének növelését, csökkenti a kézi erő felhasználását, felszabadítja az embert a nehéz fizikai munka alól. A munkaciklus automatizálása szükségessé teszi olyan adagoló mechanizmusok tervezését, amelyek alkalmasak a félkészgyártmányok ki- és beadagolására, forgatására stb. Az automatikus kiválasztó-adagoló szerkezetek olyan mechanizmusok, amelyek ulkalmasak a gép tejesítőképességének megfelelő frekvenciával adagolni a különféle elenıeket a tárból. leginkább a körprofilú elemek (golyók, tengelyek, gyűrűk) adagolására szolgáló be rendezések teıjedtek el. Kevésbé ismertek a nem körproñl adagolására alkalmas szerkezetek. Találkozunk olyan véleményekkel, amelyek szerint az ilyen szelvényű elemek automatikus adagolása nem oldható meg egyszerű szerkezetekkel. Ilyen esetben ipari robotok alkalmazása szükséges. E munka a kiválasztó-adagoló berendezések vizsgálatát, kinematikai és geometriai berendezések vizsgálatát tartalmazza háromszögproñlú rudakra. A körprofilú rudak tárban helyezkednek el, amelyből a súlyerő hatására (Ja. ábra) vagy pedig kényszerítő hatásra (1 b. ábra) az adott sebességgel forgó dob ny ásába jutnak. A háromszögkeresztmetszetü rudak adagoló berendezéseinek elemzése azt mutatja. hogy nagy nehézséget jelent a szükséges rúdpozíciók biztosítása, és a rudak beékelődésének elkerülése a dob és a ház között.
Doc. az. hab. mz. MARIAN wARszYı(ısK1 Kraków Karmelicka 8.
I27
CD Cé OO
OO OO 00083 O O OOOO
/...f
OO
90
O
OO
0088
\š\
00900 rao
G
9 1. ábra Köı-profilú elemek adagoló berendezéseinek vázlata a) gravitácios, ' b) kényszer-adagolással
A különféle variácio'kat elemezve megvizsgáltuk a 2. ábrabe1'1 esetben a belépés prob lémáit. A ferde síkon elhelyezkedő rúddal a A alakú horo nyba jutnak, és azután dar abon
ként (egye nként) átado'dnak a következő mechanizmusnak. Meg kell jegyeznı,` hogy az A pont körüli zónában rudak nem helyezkednek el, mert azok befeszulest ˇ' ' ıde ˇ 'zhetnek elő, ami munkaıdo ` "-kiesést okoz.
A
is
II. Í.. `
ÍI
lı
:-3'
21%vvWD ^
#2!
2. ábra Háromszögprofilú elemek adagoló berendezésének vázlata
28
Wa 4
rfb ura? 4 'O
//
`R
\\
M5'
I2
E
3. ábra Az E' elemre ható erők elhelyezkedése
A belépés vizsgálata azt mutatja, hogy a legtöbb esetben az alsó rétegből kerül ıı rúd azA alakú dob-horonyba. Ezzel kapcsolatban megvizsgáltuk az erők egyensúlyát a 3. ábrán látható zónában. A G1 súlyú E rúdra a K1 elem által G1 terhelés hat, amely függ a h rétegvastagságtól. Ez a terhelés T1 súrlódó erőt hoz létre, amely ellentétes a rúd elmozdulásával. Az ehnozdító erő a G -1, G11 terheléstől és a T" súrlódó erőtől függ, és a következőképpen írható föl:
F=Wı+Wıı'“(Tıı'+ Tı2)“Tıı „
(1)
ahol W1=(G1+ G1)sinoz;
WH = Gnsinoz;
TU = ;ıG1cosa ;
TH = ı.ıGH eosa ;
T1; = i.ı(G, + G9)cosa . A zı a súrlódási tényező, GH a K teherből a ferde síkra ható terhelés. Az E rúd a G1 és GH értéktől függően gyorsabban vagy lassabban jut a dob megfelelő hornyába. Egyszerűsített modell a 4. ábrán látható. Ezen az ábrán vb ahorony kerületi sebessége, vg- az E rúd sebessége, amelyet az F erő impulzusa hoz létre, s és w a horony paraméterei. E rúdra ható tolóerő attól függ, hogyan helyezkedik el az adott pillanatban, vagyis ha:
I 29
cég.
@/,S99 F
/V
`““
Š
E ,_-
E
\ Q:
_
\Gı
\
4. ábra Egyszerű sített viz sgálati modell
a) egyensúlyi eset, b) az E elem bemenete a horonyba
a) A rúd az elzáró előtt van, vagy ha a horonyba jut a terhelés hatására, abban az esetben az (1)-gyel összhangban, az átalakítás után: k F9 = Gıkísincr-[1 + -,FI-]rıcosa] ,
(2)
ahol k = kl + ku + 1 a tárban levő rudak száma. b) A rúdra a G1 terhelés nem hat, és a tolóerő F3 (kı = 0-nál) F9 = G1k(sino: - iıcosa) .
(3)
Mint ismeretes, az E rúd által megtett út az első szakaszban Fa erő hatására ta idő alatt: a tz
S. = +3-1 .
(4a)
ahol aa = F9/rn az m tömegű rúd gyorsulása F9 erő hatására. A ta + tb idő alatt megtett út pedig: űbfã
S=S1+Val`b+?
,
(41))
ahol az 0,, = F9/m az m tömegű test gyorsulása F3, erő hatására, va = aata a sebesség az első fázisban. A rúd teljes menetideje a horonyba a (4a) és (4b) képletekből, közelítőleg a következő:
l30
_ `/Pb-FZ sm +2sm
"`
F,
Fb--Fb
2F,, "F,,
F,
sm
121-"
.
(Sa)
Ila a (2) és (3) összefüggesből ' Fb és Fb értékét behelyettesítjük, és figyelem be vesszük hogy S, = S/2:
1
is
'ˇ 2 l/gk[sina-(14 7<ılk)ı-wow] 3 X xv
„“2 2+8 k
tga-rr
“-
t84 - ıı
kl k
1.
ˇ a w szélességű horony nyitási ideje (4b. Azígy meghatározott ıdő ˇ hosszabb , mint zthra) , vagyıs. ' `
, :K 2 _60ı vb
(6)
1rDbnb ”
ıılıol Db és nb a dobátméro és a fordulatszám. Összehasonlítva (Sa)-t és (6)-ot, (2) és (3 ) gyelembevételével az a maximális furdu lutszám meghatarozhato, ' ' amelynél még a rúd átmenet nélkül jut ' a horonyba: l20w „b = ___-
gk [sinoı - (1 + iq/k);.ıcosa
7TDb
X
3
1
X
k 2 2 _I
V[tga-ri] [Ie] +8
„ k _____ _! _. Il k
(7)
tgez
ııhol g anehéz segı ' ' gyorsulas. ' Az adagolt rúdszám, vagyis az adagolás hatékonysága: k _ . w _ ÍwnbP(k) 8
.
(8)
ıılıol iw a dobon levő hornyok száma. A berendezés előírt termelékenységénél a (7) és (8) összefüggésekből meghatározható a tárban levő minimális rúdszám, amely biztosítja a rudak adago lá sát a horonyba. Ilyen eset G1 = 0 esetén fordul el”o, vagrıs ` k1= 0, F-` -Fb,azaz 3 28 kg
.
1
e
sına-pcosa
l J
"DD 2 9 nb .
60w
9
() ı.ıı
A (7)-ből látható, hogy a szerkezet termelékenysége (egyéb paramétereket állandónak feltételezve) a tárban levő rudak számától függ.
“Š
O
*f°Í?3!`0.4 Í
ll. 8 `OOO-Ó0D
"
az
l
-11 /
h°
DD/25. ábra Az elemek elhelyezkedése egyensúlyi állapotban
De kimutatható, hogy nagyszámú rúd esetén a dob tárja feltöltődik (a rudak az A pont körüli zónába kerülnek) a 2. ábra szerint, és a mechanizmus befeszül. Ebből következik, hogy a h rétegvastagság korlátozott. A rudak h rétegvastagságát meghatározhatjuk (5. ábra). Az ábrán p a súrlódási szög, h a rétegvastagság a dobnál, (0 a rudak elhelyezkedési szöge egyensúly esetén, 7 a felső réteg ferdeségi szöge. Előfeltétel. A rúd az alsó helyzetben nem csúszik le a lejtőn (terhelésmentes rudaknál), a felső helyzetben ugyanakkor súrlódik a dobbal. Mindkét helyzetet vagy a súrlódási szög, vagy a súrlódási szög és a horonyszög határozza meg. Ezeket figyelembe véve: D h_ D_zzcos(;° + P) + w_ Š[2õ_|_w],
(10)
ahol (0 = (1rl3)- p. Mivel a 7 szög (a tapasztalattal összhangban) kisebb, mint az a szög, a rétegvastagság csökken a dobtól való távolság növelésével. 132
A vizsgálatok kimutatták, hogy az így meghatározott rétegvastagság nem lehet tetszőleges hosszúságú, mivel nagy áttételeknél a II zóna rúdjai ránehezednek l zónára, és kinyomják a rudakat az I zónából a dob felső részére. C
év 1 1.
I
\vzz Gl
A
if l
R N
ŠVČŐŠQ
QÓO @k,0/
/
b,(
/,
fi // /' /B
71---é'Fa 6. ábra Az elemre ható erők
A ku kritikus rúdszám a 6. ábra alapján határozható meg. A rúdréteg a Il zónában FH oldalerőt hoz létre, amely N erőt idéz elő. Az N erő a G1 súlyú, I zónabeli testet a TF ~ rıFH súrlódó erővel együtt felemeli. Az egyensúlyi feltétel: G1=N+ TF = FH[tg -É cosa+ iı]= = G11c“(sina-;ıcosa)[tg %cosa+u] .
(1 I)
Az ABC háromszög területen f1 = W?/\/3 keresztmetszetű k; számú rúd található. Igy a rudak száma:
ki
4 1? ii aW 2 ____1__. 2 tg(K_7)
.
(12)
ahol T7 a keresztmetszet kitöltési tényezője. Mivel G1 = k1G1 , a (1 1) és (12) alapján a II zónában levő rudak száma nem lehet nagyobb, mint 16 k
"
-"
;
'
r
(sınoı - pcosa) (tg aló) ~ cosoı + rr
.
(ls) LH
A nb
Db-
110.
ÍTHTI
A k
yı == 0.14
,
W " '6”'”'
1. 700
ızm
-.- 600 Üb (k""kma.r)
l
100
+ 500
*
kmax
l
80-
-400
1
- - - kis érietı' "*'_"'
SZÜÍTTIÍOH
40
-1* 200
Í
00 (R-Í)
l
í
í I
za 9
"T",
.-100 l
2.... 10
.___ -
12
'húz
-
9
~ıı.g,-.L
-
6
N..
--
9
Of
Vg
-_ X
-rx.4-1
7. ábra A dob nb fordulatszáma és az ez ferdeségi szög függvénykapcsolata k rúdszámok esett'-ıı
A tárban levő rudak összes számát a (12) és (13) együtt adja. A 7. ábrán a tárban levő összes k rúdszám és az az ferdeségi szög függvénykapcsrı Iatát ábrázoltuk nbmax megengedett maximális dobfordulatszám mellett, valamint a taı kiürítéséhez tartozó dobfordulatszámot: nb (k = 1) esetén ábrázoltuk az ez függvéııye ben. Az ábrából látható, hogy a szerkezet teljesítőképessége 100 . . . 140 dblmin között változik (egyetlen horony esetén). A tár befogadóképességének a növelését h növelésével érhetjük el, ami gyakorlat: lag a (0 szög csökkentésével (5. ábra) és a dobsugárhoz viszonyítva, aszimmetrikus ho-ronykiképzéssel érhető el. I 34
A .S1 ábrán a szerkezet megbízhatósága látható aszimınetrikus ( l görbe) és szlııııııı*t« ııkııs (2 görbe) horonykiképzésnél a tárban levő rúdszám függvényébeıı.
jP(/\')
1,0 1
-
-
1
ll as
r 1 , 2
P
l
(K)
=
.
KW klsČfıcll
KW elméleti
,
K
Kap! 8. ábra A szerkezet megbízhatósága a rúdszám függvényében
A megbízhatósági függvényen túl megvizsgáltuk az elméletileg lehetséges k „. ıılıl szám kiválasztásának valószínűségét. Mint a 8. ábrából látható, csak nagy k értékek erre tén közeledik a megbízhatóság azonos P(k) értékhez a két variációnál. A megbízhatóság csökkenése a kbbt-tól, a mechanizmus A pontbeli beékeltidese vel (2. ábra) és a rúdmegfogás hiányával magyarázható. Következtetés. A geometriai és kinematikai paraméterek alkalmazott egy szerílsitett elmeletı elemzese, valammt a kiválasztott paraméterek közelítő vizsgálata lehetővé tette olyan konstrukcıo kıalakıtását, amely viszonylag nagy megbízhatósággal üzemel.
EXAMINATION AND ANALYSIS OF INDTVIDUAL SELECTING MECHANISMS OF THIN ELEMENTS OF TRIANGULAR CROSS-SECTIONS
by_ I M. WARSZYNSKI Summary
This study refers to the, kinematic analysis of individual selecting mechanísms of thin eleıııeııtı in tanks, as well as that of the mechanism çharging in equal periods of time of the operating eqıılp ıııcnt. First of all, the determination of the geometric and kirıematic parameters of the meclııırıtrıııı look place following the basic ınechanical rules and rentability. After the manufacturing ot' the eqıılp ment controls led us to the reliability which characterizes the quality of the connected clenıeııls. The thorough design needed the modifıcation of some parameters; such as the angle nl' plııs lıı the revolving drum, etc. After all the test results of the manufactured mechanism proved the directives for the rleslgııtııg l.l_'i
DIE UNTERSUCHUNG UND ANALYSE DES MECHANISMUS VON LADEvORRıcHTUNı; FÜR DÜNNEN BLECHEN MIT DREıEcKQUERscI~ıNıTı`EN vqn M. WARSZYNSKI
Zusammenfassung Der Aufsatz beschäftigt sich mit der kinematischen Analyse der Dosierungsmechanismen die lıı gleichmälšigen Zeitabschnitten arbeiten und mit dem Auswahlmechanismus dünner Bleche. Zueı-st hat der Verfasser die geometrischen und kinematischen Parameter bestimmt, auf Grund der mechanischen Grundsı" 'gen und der Wirtschaftlichkeit. Nach der Fertigung der Einrichtung führten die Kontrolle zu dieser Zuverlässigkeit, welche die Qualität der zusammengeschalteten Elementen zeigt. Das methodische Konstruieren erforderte die Veränderung einigen Paraınetem, ZB. den Wink el der Bolzen in der Drehtromıiıel, usw. Endlich haben die Untersuchungsergebnisse des gefertigten Mechanismus die vorgeschriebcnen Werte beweist. Al-IAHH3 H HCCHEHOBAHHE BBIBPIPAIOIIIEFO MEXAHHBMA II00,lII*IHO\lKE TOHKHX SIIEMEHTOB C TPEYFOJTBHBIM CEHEHHEM
M. BAPILIPIHCKI/I Peaıoıvıe PÉIBPHŐOTKH. KECHBTCH KHHBMHTH'-IBCKOPO 3.HaJ'IH3a BI:ıIŐHp3.IOI1I6I`0 MCXHHHBMH. HOOIIHI-IO`lIK6 TÜII
Kux anervıeuron Ha peaepnyapa H neperıaıoınero e B paımrzrx npomexcyrxax npememı B paõolıee yc'ı`pOHcTEo. Ha ocı-ıoıaamfırı ocnormrzıx 3aKoHOE ıvıexannxn Onpeııene o npeıınapnrenmro, E (pa:-ze npoueccu rıpoexrupoıaamm reomerpmıecxne H ı
|Ã(ı
A NEHÉZ1PARı MŰSZAKI EGYETEM
KÖZLEMENYE1
III. sorozat
GEPESZET 28. KÖTET, 1 - 2. FÜZET
A ,,6. MECHANIZMUSOK ÉS HAJTÓMÜVEK” SZIMPÓZIUM (MISKOLC, 1978. SZEPT. 5-7.) ELŐADÁSAI
A szimpózium idegennyelvű előadásait a Publications of the Techn. Univ. for Heavy lnıl. Series C. Machinery Vol. 35. Fasc. 2-4. tartalmazza.
MISKOLC, 1981.
HU--ISSN 0234-6728
SZERKESZTŐ BIZOTTSÁG: TERPLĂN ZÉNO
felelős szerkesztő CZIBERE TIBOR, KOZÁK IMRE, ROMVĂRI PÁL, TAJNAFŐI JÓZSEF
Kiadja a Nehézipari Műszaki Egyetem Kiadásért felelős: Dr. Kozák Imre rektorhelyettes Nyomdaszám: KSZ-81 -2510*-NME
Miskolc-Egyetemváros, 1981. Engedély száma: MTTH-III-318311976.
Sajtó alá rendezte: Dr. Farkas József egyetemi tanár Technikai szerkesztők: Kovácsné Kísmarton Gabriella, Németh Zoltánné Me elent az NME Közleményei Szerkesztőségének gondozásában Kézirat szedése:l981. január 15 - 1981. április 1. A sokszorosítóba leadva: 1981. szept. 2. Példányszám: 450
Készült IBM-72 electronikus Composer szedéssel, rotaprint lemezről az MSZ 5601-S9 és MSZ 5602-55 szabványok szerint, 8 BIS ív terjedelemben A sokszorosításért felelős: Tóth Ottó mb. üzemvezető
TARTALOMJEGYZÉK
Magyar József: A szerkezeti rendszer, a funkcióstruktúra, a méretezési modellek és mil-
ködési feltételek kapcsolatai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Lahuza Szergej: A hajtómííházak optimális tervezési kritériumának finomítása Herrızg Dieter: Módszeres, nyelvi és műszaki eszközök a technikai objektumok t`e_|le.w. tésére . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lfmey György: Áthajtómíívek konstrukciójának fejlesztési irányai
. . . . . . . . . . . _
l I l
H W
Kirkacs N. F. - Gaponov V. Sz. - Kurmaz L. V. - Kalinin P. N.: Mechanikus hajtások paramétereinek optimalizálása a dinamikus minőségjavítás céljából . . . . . . . . .
-H
Zagrebelný' Valentin Nı'kolaevics.` Iveltfogazatú kúpkerékhajtások síkmetszetei . . . . _ .
SI
Zsáry Árpád: Betétedzett hengeres fogaskerekek fogtőszilárdságát befolyásoló egyes
(geometriai) paraméterek vizsgálata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Porebska Maria - wafszypigki Mafiam Hengermű hajtóművének dinamikája és annak op-
fıf
timalizálása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
'IS
Pulanski Aloı`sius.` Munkagépek átvételi méréseinek irányelvei egy villás emelőtargonca példáján . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . _ Szedlacsek József: Könyökcsuklós mechanizmus alkalmazása hernyótalpas kihúzógéphez . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Malvano Riccardo - Vatta Furío: Csavarrugó fékezőnyomatékának meghatározása . . . I.ederer Pavel: Daru méreteinek optimalizálása
*H
HH lll
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
H9
warszyıiski Marian`: Vékony, háromszögkeresztmetszetű elemek egyenkénti, kiválasztó mechanizmusának vizsgálata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
127
