Лабораторная работа: Основы проектирования в пищевой промышленности

Для каждого вида кулачка устанавливаются определенные диски –заготовки, которые характеризуются следующими размерами:

- максимальный и минимальный диаметр диска, в пределах которых располагается профиль;

- диаметр посадочного отверстия кулачка на распределительном валу;

- диаметр отверстий для фиксирования кулачка в определенном положении;

- диаметры роликов рычагов, находящихся в контакте с кулачками.

Диск-заготовка разбивается на 100 равных участков, соответствующих 360⁰ , и угол поворота кулачка оценивается количеством сотых делений, на которые он поворачивается. Нулевое деление, как правило, совпадает с осью фиксируемого отверстия.

Требованию равномерности движения исполнительного органа отвечает профиль рабочих ходов, очерченный по спирали Архимеда. Для построения профиля необходимо знать начальный и конечный радиус- векторы, а также деления кулачка, между которыми располагается данный участок профиля.

Методика построения участка рабочего профиля дискового кулачка. Предположим, что между точками и (рис. 1 ) располагается участок рабочего хода исполнительного механизма с радиусами и в начале и в конце хода. Делим дугу на несколько равных частей и через точки деления проведем прямые в виде радиусов. Опишем окружность 0-6 до пересечения в точке 1 и участок 1-5 делим на то же количество равных частей (точки, 2, 3, 4). Проводим через эти точки окружности до пересечения с соответствующими прямыми. Полученные точки 7, 8, 9 и точки 6 и 5 соединим плавной кривой.

Рис. 1. Построение профиля участка подъема дискового кулачка

Требования и рекомендации при построении кулачков. Для обеспечения движения всех исполнительных механизмов необходимо так проектировать кулачки, чтобы операции проходили в заданной последовательности согласно циклограмме автомата с минимальной потерей времени между переходами.

Для чего необходимо:

- установить размеры отдельных участков (углов поворота) кулачка в зависимости от длительности переходов;

- затем расположить их в определенном порядке.

Размеры участков удобнее всего выражать числом делений кулачков, а их расположение обозначать номерами начального и конечного деления. При распределении участков должны учитываться как рабочие, так и вспомогательные движения.

Кулачки отдельных исполнительных механизмов проектируют отдельно, но с последующей увязкой и согласованием между собой.

В общем виде размеры участков кулачка можно определить из следующих соображений: за один цикл обработки кулачок поворачивается на 100 делений и расчет ведется в зависимости от времени обработки продукта с момента его подачи в зону обработки до момента выхода готового изделия. Положение того или иного исполнительного механизма относительно какой-либо неподвижной плоскости зависит от положения ролика на кулачке. Если ролик занимает положение соответствующее наибольшему радиусу кулачка , то расстояние исполнительного органа до неподвижной плоскости будет минимальным и наоборот.

При конструировании кулачковых механизмов необходимо стремиться к минимальным размерам и обеспечению прочности кулачка и ролика. А также точности воспроизведения закона движения толкателя.

Существенную роль в обеспечении прочности элементов кулачка играет угол давления между направлением движения толкателя и нормалью к профилю кулачка в точке касания ролика. Для центрального кулачкового механизма с возвратно-поступательным движением толкателя этот угол определяется по формуле

, где - угол поворота кулачка.

Рис. 3 Схема определения нормального усилия, действующего на ролик толкателя

Нормальное усилие, действующее на ролик (рис. ) может быть определено как

,

где , - максимальное значение технологического усилия, Н; - время перемещения толкателя.

Нормальное усилие из условия прочности оси ролика на изгиб , где - допускаемое напряжение при изгибе для материала оси ролика.

Нормальное усилие из условия невыдавливания смазки , где - допускаемое удельное давление на цапфу.

Отношение . Из этого отношения находят и . Диаметр цапфы принимают на 2…4 мм больше . Обычно , а диаметр ролика .

Под действием нормальной силы в материале ролика и кулачка возникают контактные напряжения смятия