Кинематический синтез прямолинейно-огибающего механизма щековой дробилки

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФБГОУ ВПО «Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса»

Кинематический синтез прямолинейно-огибающего механизма щековой дробилки

Кузнецов С.А.,

Владимиров А.В.,

Белубекова Ю.В.

г. Шахты

Повышение уровня экологической безопасности в сочетании с расширяющимся ассортиментом стеклянных изделий, в частности, стеклотары, требует нового подхода к их утилизации - через предварительное измельчение, которое облегчает транспортировку стеклобоя к потребителю. В странах Евросоюза эта задача решается при помощи компактного дробильного оборудования, которое устанавливается в подсобных помещениях учреждений, торговых центров, гостиниц и т.д. Опыт их эксплуатации позволяет сформулировать комплекс требований, предъявляемый к дробилкам нового поколения: они должны быть компактны, малошумны, безопасны и энергоэффективны. Кроме того, потребитель измельченного сырья заинтересован в однородности получаемой фракции по размерам осколков.

Перспективным решением в контексте заявленных требований представляется использование в качестве исполнительного механизма щековой дробилки прямолинейно-огибающего механизма на базе кривошипно-кулисного привода [1]. Такой выбор обусловлен двумя факторами:

-незначительными требованиями к точности огибания и

-значительным углом рабочего хода для данной схемы, превышающим 180^o

Указанные факторы позволяют применить к данной схеме интерполяционный метод синтеза по трем точкам, что соответствует промежуточному приближению, так как симметричная шатунная кривая кривошипно-кулисного механизма является кривой шестого порядка. В случае промежуточного приближения приравниваются абсциссы направляющей точки М в среднем положении (при ц₁=0) и в крайнем положении, соответствующем концу интервала приближения (для кривошипно-ползунного механизма с шатунной кривой четвертого порядка такое приближение соответствует наилучшему) [3].

Рис. 1 - Прямолинейно-огибающий механизм щековой дробилки со сложным движением щеки

На рисунке 1 представлен прямолинейно-огибающий механизм щековой дробилки, который характеризуется следующими параметрами рабочего пространства - камеры дробления: - угол раскрытия рабочего органа, - ширина загрузочной щели, - ширина разгрузочной щели, - высота камеры дробления, соответствующая длине интервала приближения.

Кинематический синтез параметров прямолинейно-огибающего механизма дробилки требует определения неизвестных параметров: длины кривошипа , расстояния между точкой сочленения кривошипа и шатуна и направляющей точкой , длины шатуна , радиуса кривизны дуги , образующего поверхность подвижной щеки и длину дуги подвижной выпуклой щеки из условия промежуточного приближения при заданных параметрах , , , . [2].

Угол раскрытия рабочего органа щековой дробилки (рис.1):

, где (1)

Ширина загрузочной щели камеры дробления задается от размеров принимаемой на переработку стеклотары (стеклобоя), а ширина разгрузочной щели соответствует размерам получаемой фракции стеклобоя после переработки.

Условие равенства абсцисс направляющей точки М в середине и конце интервала приближения можно выразить в виде:

;

где =р - угол поворота кривошипа, соответствующий середине интервала приближения,

=2р - значение функции положения шатунной плоскости в середине интервала приближения при ;

=р/2 - угол поворота кривошипа, соответствующий концу интервала приближения; щековой дробилка стеклобой кривошип

=2р-ш - функция положения шатунной плоскости в конце интервала приближения.

С учетом функции положения шатунной плоскости имеем:

(2)

Преобразовав уравнение (2) выразим параметр :

. (3)

Длину прямолинейного участка траектории движения точки М или высоту камеры дробления можно представить в виде:

,

Поскольку задается с учетом габаритной высоты устройства и является известным, можно найти с учетом и функции поворота шатунной плоскости :

. (4)

По теореме синусов из треугольника OАВ составим соотношение:

,

отсюда длина стойки , (5)

Движение «огибание» рабочим органом не должно сопровождаться скольжением между прямой и огибаемой дугой окружности, то есть между выпуклой поверхностью подвижной щеки и прямолинейной поверхностью неподвижной щеки дробилки. Это позволяет избежать возникновения сил трения в пятне контакта, обеспечить стойкость инструмента и одномерность получаемой фракции продуктов дробления. Скольжение равно нулю, если разность между перемещением точки М на расстояние L и перемещением огибающей дуги длиной l за это же время равна нулю:

где - длина дуги, образующей поверхность рабочего органа, которая рассчитывается по формуле:

(6)

Подставив функции для L и l в уравнение (6), определим радиус дуги окружности при условии нулевого суммарного скольжения:

,

отсюда . (7)

Таким образом, решая последовательно уравнения (1), (3), (4), (5), (6), (7), определяем кинематические параметры механизма дробилки, исходя из заданных геометрических размеров камеры дробления щековой дробилки.

Литература

1. А.С. 1646596 СССР, МКИ³ В02С 1/02. Лабораторная щековая дробилка [Текст] / А.Н. Дровников, С.А. Кузнецов, Г.Г Демиденко, Е.Б. Кузнецова. - № 4440074/33 ; заявл. 18.04.88 ; опубл. 07.05.91, Бюл. № 17. - 4 с. : ил.

2. Кузнецов С.А. Прямолинейно-огибающие механизмы. Анализ и синтез: монография. [Текст] / С.А. Кузнецов, А.В. Владимиров. - Шахты: Изд-во ЮРГУЭС, 2007. - 139 с.

азмещено на Allbest.ru