Технічні науки / 3. Галузеве машинобудування

К.т.н. Гордєєв А.І., д.т.н. Афтаназів І.С., к.т.н. Третько В.В., магістрант Лізвінський Ю.А.

Хмельницький національний університет

Аналіз Моделі руху системи обладнаннядля вібраційно-відцентрового перемішування

Проблеми технологічного забезпечення якості деталей та виробів загального машинобудування на основі сипких матеріалів, наприклад твердих сплавів, полягає у технологічному забезпеченні якісного приготування сумішей на операції їх перемішування. До того ж перемішувальні операції приготування сумішей є і вагомим резервом зменшення собівартості виготовлення заготовок виробів на основі сипких матеріалів, як у загальному машинобудуванні, так і у споріднених з ним галузях. Виконується це за рахунок скорочення тривалості перемішування та зменшення енергозатрат при виконанні вібраційно-відцентрового обкокування суміші, яка перемішується.

Основи теорії вібраційно-відцентрового обкочування розроблено авторами не тільки для зміцнення поверхонь, а і для перемішування сипучих сумішей [1,2].

Динамічна схема пристрою для вібраційно-відцентрового перемішування сумішей сипких матеріалів зображена на рис.1. Контейнер 3 циліндричної форми вважається твердим тілом, яке може здійснювати плоскопаралельні переміщення і яке з’єднано із нерухомою основою системою пружних елементів 4. До контейнера приєднано дебалансний 1 і планетарний 2 віброзбудники. Дебалансний віброзбудник являє собою незрівноважений вал із ексцентрично розміщеною масою, якому надають обертання через еластичну муфту від електродвигуна приводу. Під планетарним віброзбудником розуміють тіло обертання (в подальшому належне перемішуванню сипке середовище) із аморфною поверхнею D_о, яке вільно установлено у контейнер 1.

Для створення аналітичної моделі застосована система координат, де XОY – нерухома система прямокутних осей координат, UO₁V – система осей, жорстко з’єднана із несучим контейнером і співпадаюча з XОY у положенні статичної рівноваги системи.

Рис.1 – Динамічна схема пристрою

Прийнято за узагальнені координати системи х та y точки О несучого контейнера у системі нерухомих осей XОY, кут повороту j контейнера, що відраховується за годинниковою стрілкою, і кути повороту j_s векторів ексцентриситетів віброзбудників по відношенню до нерухомої осі ОX, що відлічуються у цьому ж напрямку, тобто координати X, y та j, що визначають розташування несучого контейнера, є коливними координатами, а координата j_s, що визначає розташування дебалансного віброзбудника та переміщуваного сипкого середовища (умовного планетарного віброзбудника) –обертальними координатами.

В загальному вигляді рівняння руху системи можуть бути представлені

(1.1)

(1.2)

(1.3)

(1.4)

(1.5)

Перші два рівняння описують рух дебалансного віброзбудника і рух суміші, яка перемішується, інші три рівняння описують коливання несучого контейнера. Виникаюча в процесі обкочування сила Р рівномірно розподілена по довжині твірної поверхні контейнера, лежить в площині, що проходить через поздовжні осі контейнера та сформованої обточувальним рухом циліндричної поверхні суміші, яка обкатується та направлена до центру контейнера (див. рис. 1.).

Аналіз аналітичної моделі динаміки роботи обладнання для змішування сипучих матеріалів показав, що для підвищення якості перемішування на оптимальних режимах необхідно збільшити довжину шляху перемішування за рахунок створення складної криволінійної внутрішньої поверхні вібруючого контейнера [3].

Експериментальні дослідження, змішування компонентів підшипників ковзання на основі фторопласту у вібраційно-відцентровому обкочувальному обладнанні, показали високу гомогенність суміші та значну зносостійкість.

Використана література

1. Афтаназів І.С., Баранецька О.Р., Сімчук О.М. Вибір технології і обладнання для змішування сумішей сипучих матеріалів //Машинознавство. – 1999,№ 5. – с. 55 – 62.

2. Афтаназив И.С., Кук А.М. Повышение моторесурса барабанов и реборд авиационных колес вибрационно-центробежной упрочняющей обработкой. “Авиационная промышленность” 1988, № 4.

3. Афтаназів І.С., Баранецька О.Р. Методика вибору оптимальних технологій і обладнання при змішуванні сипучих матеріалів//Вісник Держ.ун-ту “Львівська політехніка”.-2000.– Вип. № 371: “Оптимізація виробничих процесів і технічний контроль у машинобудуванні і приладобудуванні”, с. 14 – 21.