Теоретическое исследование оборудования для мойки деталей и узлов химическим способом

Момент от равнодействующей сил выталкивания (Мвыт ) положителен, так как один из контейнеров в начале движения погружен в моющую жидкость полностью, а другой - лишь частично. На полностью погруженный контейнер, в соответствии с законом Архимеда, будет действовать большая выталкивающая сила, приложенная в центре тяжести объема погруженной его части и равная весу вытесненной жидкости. Небольшая величина момента ДМ обеспечивается сортировкой при загрузке контейнеров: в каждый контейнер помещаются детали примерно равного среднего удельного и общего весов. Момент трения Мтр. имеет реактивный характер и определяется трением деталей подшипниковых узлов. При пуске двигатель, благодаря балансу моментов (1), получает в соответствии со вторым законом Ньютона ускорение и начальную скорость. Вращающий момент однофазного асинхронного двигателя определяется двумя составляющими, соответствующими токам прямой и обратной последовательности

где р - число пар полюсов;

 0 - синхронная угловая скорость;

I/ 21 и I/22 - вторичные токи прямой и обратной последовательности соответственно;

s=(  0-  1)/  0 - скольжение;

 1 - угловая скорость двигателя;

r/ 2 - активное сопротивление ротора.

(Вольдек А.И. Электрические машины. - 3-е изд., перераб, - Л.: Энергия, 1978. – 832 с., ил.). После запуска установки скорость двигателя   1растет от нуля, скольжение s становится меньшим единицы, момент двигателя, вызванный током прямой последовательности, возрастает, что, в свою очередь, вызывает дальнейший рост скорости. По завершении пуска скорость двигателя достигает установившегося значения.

В крайнем положении платформа ударяется о свой ограничитель движения. Скорость платформы после удара направлена вдоль линии удара AN (фиг.2) и рассчитывается

где v1 и u1 - линейные скорости платформы по линии удара AN (нормали) до удара и после него соответственно;

k - коэффициент восстановления.

Благодаря наличию двух контейнеров с перфорированными стенками и дном, исключается самопроизвольное перемещение загрязненных деталей и узлов машин в течении технологического цикла к центру платформы.

Коэффициент восстановления характеризует убыль кинетической энергии тел в результате удара

где m1 - приведенная к точке удара масса платформы, контейнеров с деталями и узлами машин, цапф, вала, редуктора и двигателя.

Соотношения (3) и (4) получены в предположении, что ограничители движения платформы, закрепленные на ванне, неподвижны до и после удара (v2=0 и u2=0), а масса второго соударяющегося тела (ванны и ограничителей движения платформы) равна бесконечности (m2=  ). (Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. - 3-е изд., перераб. - М.: Наука, 1965. – 848 с., ил.).

При любом допустимом значении коэффициента восстановления 0  k  1, что соответствует неупругому, упругому и не вполне упругому удару, обеспечивается условия для дальнейшего движения двигателя. При неупругом ударе (k=0) повторяется баланс моментов, существовавший при пуске (1), а при упругом и не вполне упругом ударе неравенство (1) усиливается благодаря наличию начального момента двигателя

где M(s1) - момент двигателя, рассчитанный по соотношению (2) при скольжении, соответствующей линейной скорости платформы в точке удара А после удара (u1);

s1=(  0-  1)/  0 -скольжение двигателя после удара;

 - угловая скорость двигателя  после удара;

i - передаточное отношение редуктора;

r - расстояние от оси выходного вала редуктора до точки удара А.

Начальный момент двигателя M(s1) положителен и направлен в сторону, противоположную от места установки ограничителя движения платформы благодаря смене знака скорости платформы после удара по (3).

Из (1)-(5) следует, что при пуске и после упругих ударов, происходящих в процессе мойки, создаются условия по скорости платформы, контейнеров с деталями и узлами машин, кронштейнов, вала, редуктора и двигателя и моментам, действующим на подвижную часть установки для мойки деталей и узлов машин, необходимые для продолжения движения. Платформа, контейнеры с деталями и узлами машин, кронштейны, вал и редуктор приводятся в движение двигателем как в момент пуска, так и после ударов в соответствии с технологическим циклом мойки.

При достижении платформой в результате движения своего крайнего положения, соударяются ограничитель движения, соединенный с неподвижной ванной, и платформа, соединенная с контейнерами, цапфами, валом, редуктором и двигателем. Так как платформа, контейнеры, цапфы, вал, редуктор и двигатель имеют только одну степень свободы и все дополнительные составляющие скорости, кроме направленных по линии удара AN, будут отсутствовать, можно использовать для нахождения мгновенной линейной скорости платформы после удара соотношения, полученные для случая прямого центрального удара

где v1 и u1 - линейные скорости платформы по линии удара AN до удара и после него соответственно;

v2=0 и u2=0 - линейные скорости ванны по линии удара AN до удара и после него соответственно;

m1 и m2=  - приведенная к точке удара суммарная масса платформы, контейнеров с деталями и узлами машин, цапф, вала, редуктора, двигателя, и масса закрепленной ванны соответственно;

k - коэффициент восстановления.

Численные значения начальной и конечной скорости ванны, а также ее массы, объясняются ее жестким креплением. Убыль кинетической энергии тел в результате удара

(Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. - 3-е изд., перераб. - М.: Наука, 1965. – 848 с., ил.).

Соотношения (3) и (4) получены из (6) и (7) в результате подстановки значений скоростей до и после удара закрепленных ограничителей движения платформы и ванны (v2=0 и u2=0) и предельного перехода при m2    .

Вследствие того, что в установке для мойки деталей и узлов машин отсутствует кривошипно-шатунный механизм, повышаются ее технико-экономические показатели (снижаются стоимость и габариты, повышается надежность работы установки).

 

Методика работы двухуровневой моечной машины

 с дефектоскопом

(RU 2265490)

Пуск и изменение направления скорости движения контейнера осуществляется без использования сложных кинематических цепей (кривошипно-шатунного механизма). При таком использовании установки для мойки деталей и узлов машин улучшаются энергетические показатели и повышается надежность ее работы.

Однофазный асинхронный двигатель не имеет пускового момента без дополнительной пусковой схемы, но в процессе выполнения технологического цикла мойки, каждый раз при смене знака скорости двигателя, на его валу возникает результирующий приведенный момент, достаточный для продолжения движения.

Пуск осуществляется за счет отпускания механическим фиксатором скобы из крайнего положения состояния покоя и воздействия приведенного к валу двигателя активного момента сопротивления, возникающего от действия силы тяжести скобы, контейнера с деталями и узлами машин (сила Р на фиг.2). Вращающий момент однофазного асинхронного двигателя определяется двумя составляющими, соответствующими токам прямой и обратной последовательности:

где р - число пар полюсов;

 0 - синхронная угловая скорость;

I' 21 и I'22 - вторичные токи прямой и обратной последовательности соответственно;

s=(  0-  1)/  0 - скольжение;

 1 - скорость двигателя;

r'2 - активное сопротивление ротора.

(Вольдек А.И. Электрические машины. - 3-е изд., перераб. - Л.: Энергия, 1978. - 832 с., ил.).

После пуска установки скорость двигателя   1 растет от нуля, скольжение s становится меньшим единицы, момент двигателя, вызванный током прямой последовательности, возрастает, что, в свою очередь, вызывает дальнейший рост скорости. По завершении пуска скорость двигателя достигает установившегося значения.

При достижении скобы своего второго крайнего положения происходит упругий удар об ограничитель движения. Соударяются ограничитель движения, соединенный с неподвижной ванной, и скоба, соединенная с контейнером, раструбами и двигателем. Линия удара, как общая нормаль к поверхности соударяющихся тел в точке их соприкосновения (нормаль AN на фиг.2),

в момент удара параллельна вектору скорости центра тяжести скобы, перфорированного контейнера с загрязненными деталями и раструбов v. Так как скоба, контейнер и раструбами и двигатель имеют только одну степень свободы и все дополнительные составляющие скорости, кроме направленных по линии удара, будут отсутствовать, можно использовать для нахождения мгновенной линейной скорости скобы после удара соотношения, полученные для случая прямого центрального удара:

где v1 и u1 - линейные скорости скобы по нормали AN до удара и после него соответственно;

v2=0 и u2=0 - линейные скорости ванны по нормали AN до удара и после него соответственно;

m 1 и m2=  - приведенная к точке удара масса вала двигателя, скобы раструбов и контейнера с загрязненными деталями и масса закрепленной ванны соответственно;

k - коэффициент восстановления.

(Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. - 3-е изд., перераб. - М.: Наука, 1965. - 848 с., ил.).

Численные значения начальной и конечной скорости ванны, а также ее массы, объясняются ее жестким креплением. Убыль кинетической энергии тел в результате удара равна:

При любом допустимом значении коэффициента восстановления 0 k 1, что соответствует неупругому, упругому и не вполне упругому удару, обеспечиваются условия для дальнейшего движения двигателя. При упругом и не вполне упругом ударе появляется скорость u2 =-k·  2, что следует из первого и третьего уравнений системы (2) при v2=0, u2=0 и m2= . При этом двигатель имеет начальное скольжение, отличное от единицы по величине, и момент со знаком, необходимым для продолжения движения (1). Упругость скобы способствует увеличению начального момента двигателя. В случае неупругого удара (k=0) скоба, контейнер и двигатель остановятся при ударе, но затем движение в этом случае, как и при пуске, будет продолжено в обратную сторону за счет действия активного приведенного момента сопротивления на валу двигателя от действия силы тяжести контейнера с загрязненными деталями, скобы и раструбов.

Таким образом, цикл работы установки начинается с высвобождения скобы из фиксатора крайнего ее положения и продолжается с изменением направления скорости движения скобы, раструбов, контейнера с загрязненными деталями и двигателя после каждого очередного упругого удара скобы об ограничители своего движения, соединенные с краями ванны.

Вследствие того что в приводе отсутствует кривошипно-шатунный механизм, а однофазный асинхронный двигатель не нуждается в пусковой схеме, повышаются технико-экономические показатели установки для мойки деталей и узлов машин (снижаются стоимость и габариты привода, повышается надежность установки).

 

 

 

 Принцип работы оборудования для мойки изделий

(Патент RU 2224603):

 

Установка работает следующим образом.

В контейнер 9, расположенный в положении наибольшего его отклонения от вертикальной оси, через один из люков 13, находящихся в верхней части 15 канала, загружают корзину 14 с очищаемыми изделиями. Включают посредством выключателя 7 привод колебаний контейнера 9. При этом контейнер 9 будет совершать маятниковые колебательные движения внутри канала по дуге окружности относительно оси 11.

Благодаря сопряжению внешнего периметра раструбов 6 с внутренней поверхностью канала во время движения контейнера 9 основная часть моющей жидкости (за исключением утечки в зазоры и через окна при их открытии) принудительно направляется через диффузор, образованный раструбами 6, контейнером 9 и корзиной 14, с большой скоростью в турбулентном режиме, обтекая поверхность очищаемых изделий, расположенных в узкой части диффузора. Впереди контейнера 9 с раструбами 6 во время движения создается повышенное давление моющей жидкости, которое обеспечивает скоростной поток жидкости через диффузор. В случае открытия регулируемого окна 18 часть моющей жидкости из области повышенного давления перетекает в отсек 19 фильтрации и далее возвращается в ванну 17. За счет этого можно влиять на величину повышенного давления и скорость протекания моющей жидкости через диффузор.

При изменении направления движения контейнера 9 изменяется и направление жидкости через диффузор. Таким образом, все поверхности очищаемых изделий омываются скоростными потоками моющей жидкости, изменяющими свое направление на противоположное синхронно с колебаниями контейнера 9. После завершения процесса очистки выключается электродвигатель 1 выключателем 7, размыкается электрическая цепь, соединяющая электродвигатель 1 через выключатель 7, но двигатель 1 будет продолжать вращение до тех пор, пока контейнер 9 не отклонится от вертикальной оси на заданный угол. Это достигается тем, что после разъединения контактов выключателя 7 электродвигатель 1 остается соединенным с источником питания через контакты концевого выключателя 5 и продолжает перемещать контейнер 9.

При подходе контейнера 9 к крайнему положению, которое определяется установкой концевого выключателя 5, коромысло 10 разомкнет контакт концевого выключателя 5 и окончательно выключит электродвигатель 1. В этот момент отключается катушка пускателя 8 электропривода, и тут же срабатывает механизм управления 20 разъединительной муфты 3, которая мгновенно механически отсоединяет шатун 2 электропривода от вала 12, на котором крепится коромысло 10 контейнера 9, с одновременным фиксированием коромысла 10 автоматическим фиксатором 4 в отклоненном положении контейнера 9 от вертикальной оси 11. Разъединительная муфта 3 позволяет прекратить движения контейнера 9 мгновенно и не допустить поломки автоматического фиксатора 4, несмотря на то, что электродвигатель 1 будет продолжать вращаться какой-то момент по инерции.