Аналіз механізму привода поршневого плунжера

 

В якості приводу поршневого плунжера використаний центральний кривошипно - ковзанцевий механізм, який перетворює обертальний (зазвичай з постійною кутовою швидкістю) рух кривошипа у зворотно-поступальний рух повзуна.

В центральних механізмах вісь обертання корби лежить на продовженні траєкторії руху повзуна (рис. 3.2), тому S_т = 2r.

 

 

 

Рис 3.2 Схема центрального кривошипно – ковзанцевого механізму

 

Для хорошої роботи механізмів рекомендується кути тиску ∆ приймати не менше 30°, але не більше 45°, а відношення

                                                                          (3.7)

 

Чим менше λ, тим краще умови праці, тим вищий ККД. Зазвичай λ ≤0,25. Важливою характеристикою для даного механізму є прискорення веденої ланки – його характер і максимальне значення при заданої кутової швидкості повідної корби.

Вираз для прискорення веденої можна отримати подвійним диференціюванням шляху повзуна, наданого залежністю

   (3.8)

Провівши перетворення рівняння (3.8) з урахуванням, що

    (3.9)

та cos ∆ = (1 – sin²∆)^0,5=(1 – λ²sin²φ)^0,5 або (3.10)

На основі отриманих залежностей будемо мати

          (3.11)

                                                                 (3.12)

                                                                     (3.13)

Максимальне значення прискорення отримуються при φ=0° и φ=180°, тобто в крайніх положеннях повзуна. Значення ці будуть визначатися виразами

                                                                             (3.14)

                                                                             (3.15)

Допустима величина кутової швидкості кривошипа визначається з першого виразу для максимального прискорення і буде дорівнювати

(3.16)

 Мінімальне значення для кінематичного циклу буде

(3.17)

 

                   

                 3.3 Розрахунок технічних параметрів ударного пресу

 

Робочим органом ударного преса є плунжер і прес-форма у вигляді циліндричної камери. Технологічні параметри робочого органу можуть бути різні в залежності від конкретного призначення (гранулювання, брикетування). Вхідними даними для розрахунку є вимоги і технології пресування та ДСТУ, що регламентують розміри, щільність і показники якості готових брикетів. Розрахунок преса проводиться по заданій продуктивності в наступній послідовності:

1. Приймаємо конструктивно-технологічну схему пресу.

- прес плунжерний з прес-формою у вигляді циліндричної камери

- діаметр плунжера 50 мм

- вихідний матеріал – подрібнена деревина

- щільність дерева ρ=450…500 кг/м³

- щільність (насипної) подрібненої деревини ρ₀=185…300 кг/м³

2. Зробимо розрахунок необхідного максимального тиску пресування з основного рівняння (3.18)

         

де p_max – необхідний тиск пресування, МПа

ρ – щільність деревини фруктових дерев (щільність яблуні) ρ = 450…500 кг/м³

ρ₀ – насипна щільність подрібненої деревини; ρ_оп=185…300 кг/м³

a и С – експериментальні коефіцієнти, значення яких наведені в таблиці 3.1

Таблиця 3.1 Значення експериментальних параметрів а и С для волокнистості капілярно-пористих матеріалів

Матеріал	Вологість,%	a (м3/кг)·10-3	С, МПа
Люцерна (сіно)	16	4,61	0,33
Конюшина (сіно)	16	4,95	0,34
Тимофіївка (сіно)	9,4	5,10	0,5
Сінна мука	14,7	5,20	0,36
Солома	10,3	5,10	0,59
Тирса деревна	13,2	6,9	0,61
Деревина подрібнена	13,8	7,8	0,68

 

 

Початкова щільність брикету прийнята як мінімальне значення насипної щільності подрібненої деревини ρ₀=185 кг/м³

Дотримуючись умови (3.5), визначаємо довжину каналу камери проштовхування за формулою (3.6)

де S – площа поперечного перетину каналу, м²; S=πD²/4=3,14·0,05²/4=0,002 м²;

f – статичний коефіцієнт тертя f = 0,1…0,25, приймаємо f=0,1;

ξ – коефіцієнт бокового розпору, ξ = 0,4…0,5, приймаємо ξ=0,4;

p_уп – тиск на упорі, p_уп=(0,4…0,45)p_max;

П_к – периметр поперечного перетину каналу, м, П_к=π·D=3,14·0,05

Визначаємо зусилля на пресувальному плунжері за формулою:

                                                (3.18)

P_max=6,0 МПа=6,0·10⁶ Па=6,0·10⁶ Н/м²

F_пл=6,0·10⁶·0,002=12·10³ Н.

де F_пл – зусилля на пресувальному плунжері, Н.