Національний університет біоресурсів і природокорристування україни

1. Мета роботи. Шляхом експериментальної перевірки характеру залежностей кутів защемлення (затискання) χ та ковзання τ від кута провертання Θ крилача з ножами підтвердити теоретичні рекомендації стосовно вибору раціонального розміщення координати центра обертання різального апарата, а також раціональної форми леза ножа та величини ексцентриситету.

2. Обладнання: експериментальний прилад (рис.1). Він має: сектор 1, що імітує ніж; горловину 2, контури якої нанесені на прозорій панелі; вимірювальний пристрій 4; вісь 5, яка розміщена в точці (в момент перетину ножа з проти різальною пластиною – це умовна точка різання) перетину дотичної 6 до леза ножа з радіус-вектором 3; отвори 7 в панелі, що служать для кріплення ножа; механізм 10 повороту ножа, закріплений на панелі гвинтами 9 і оснащений градуйованою шкалою 8; радіус леза ножа 11 з його центром 12. Крім того по діаметру сектора 1 є три вирізи, що дозволяють змінювати величину ексцентриситету, тобто відстань між центром обертання (головка 10) ножа і центром 12 кривої його леза.

3 Зміст роботи

В даній роботі досліджуються такі основні параметри різального апарата дискового типу (рис.2):

- координати положення центра обертання ножа відносно живильної горловини різального апарата (горизонтальна с та вертикальна h);

- кути защемлення (затискання) χ і ковзання τ та їх співвідношення залежно від кута провертання ножа;

- величина ексцентриситету е.

χ ≤ 2 φ,

де φ - кут тертя матеріалу по лезу ножа.

Кути защемлення і ковзання (рис. 2) на початку і в кінці різання, а також основні параметри різального апарата згідно Δ АОД і Δ АОЕ зв’язані між собою такими залежностями:

; (1)

, (2)

Рис. 1 Схема експериментального приладу:

1 - сектор (ніж); 2 - горловина; 3 - радіус-вектор; 4 - пристрій вимірювання кутів;

5 - вісь повороту вимірювального пристрою; 6 - дотична до леза ножа (в точці різання); 7 - отвори для зміни положення центра обертання ножа; 8 - градуйована шкала для визначення кута провертання ножа;

9 – гвинт кріплення головки; 10 - механізм повороту; 11 - радіус леза ножа; 12 - центр кола леза ножа

де h - вертикальна координата центра обертання ножа відносно напрямку проти різальної пластини;

c - горизонтальна координата центра обертання крилача відносно початку горловини;

b - ширина горловини;

Рис. 2 Схема до визначення основних параметрів різального апарата дискового типу

τ _min; τ _max - кути ковзання відповідно на початку та в кінці різання (горловини);

χ _min; χ _max - відповідні кути защемлення.

В процесі експериментального дослідження необхідно встановити характер зміни кутів χ і τ в процесі переміщення точки різання від початку до кінця горловини, а також переконатися в достовірності залежностей (1) і (2). Для цього за допомогою приладу необхідно визначити значення кутів χ і τ при ексцентриситету е = 0, 75 R і с = const для таких значень h:

h > 0 (вище рівня протирізальної пластини);

h = 0 (на рівні протирізальної пластини);

h < 0 (нижче рівня протирізальної пластини).

Роботу виконують в такій послідовності:

- при вибраному ексцентриситеті вісь обертання ножа (головка 10) закріпити гвинтами 9 в положенні h > 0 і с > 1;

- натиснути в голівці 10 кнопку і провернути ніж в положення, що відповідає початку різання – перетин леза ножа і протирізальної пластини (точка Д на рис. 2);

- підвести до цієї точки вісь 5 вимірювального пристрою і визначити величини кутів χ і τ;

- результати вимірювання записати до таблиці.

Після цього, за допомогою головки 10 провернути ніж за годинниковою стрілкою на 15°, що контролюється з допомогою шкали 8 і фіксується механізмом головки. Підвести в точку перетину леза ножа з протирізальною пластиною вісь вимірювального пристрою і визначити величину кутів χ та τ для даного положення ножа.

Такі заміри кутів χ і τ роблять при поворотах ножа 1 через кожні 15° (15°, 30°, 45°, і т.д.) в 4 – 5 точках. Дані заносять до таблиці.

Результати вимірювань кутів τ і χ

Положення координати	Θ = 0°	Θ = 15°	Θ = 30°	Θ = 45°	Θ = 60°
χ	τ	χ	τ	χ	τ	χ	τ	χ	τ
h > 0
h = 0
h < 0

 

Аналогічним чином проводять заміри кутів χ та τ для положень осі обертання при h = 0 та h < 0, результати яких приводять у таблиці.

На основі одержаних даних будують графіки χ = f (Θ) і τ = f (Θ) (рис. 3).

Після цього необхідно проаналізувати одержані графіки і переконатися, що:

- досліджувана форма леза ножа (у вигляді ексцентричного кола) може забезпечувати поступове збільшення кутів і від початку др. Кінця горловини (різання). Завдяки цьому пропорційно зростанню радіус-вектора відбувається зменшення зусилля різання, а як результат – досягається вирівнювання моменту різання

M = P r = const

або навантаження на валу різального апарата;

- різниця кутів (τ - χ) на початку різання більша ніж в кінці, тобто

(τ _min - χ _min) > (τ _max - χ _max);

- для випадку h > 0 значення кутів ковзання τ перевищують величини кутів защемлення χ. При обмеженні кута защемлення (умовою χ ≤ 2 φ) саме в цьому варіанті розміщення осі обертання ножа мають місце більші значення кутів ковзання і завдяки цьому забезпечується істотне зниження зусиль різання та енергоемкості процесу (рис. 4);

- якщо центр обертання ножа розміщений на рівні протирізальної пластини (h = 0), кути ковзання і защемлення будуть рівними:

τ = χ

τ, χ

Рис. 3 Графіки залежності кутів ковзання τ і защемлення χ від кута повороту леза ножа Θ

 

 

Рис. 4 Діаграма співвідношення зусиль різання при різних

положеннях центра обертання ножа

 

(це характерно для різальних апаратів барабанного типу). В цьому випадку максимальне значення кута τ обмежується приведеною вище умовою

τ ≤ 2φ.

В цьому випадку ефект ковзного рівня буде нижчий за попередній варіант(h > 0), а зусилля і момент різання будуть більшими;

- в разі розміщення осі обертання ножа нижче рівня протирізальної пластини(h < 0) величини кутів ковзання будуть меншими за значення кутів защемлення, тобто

τ < χ,

що супроводжується помітним зростанням зусилля і моменту різання.

 

⇐ Предыдущая12