Розрахунок кінематичного циклу побудова циклових діаграми руху робочих органів

Спочатку припустимо, що переміщення кожного робочого органу здійснюється лише після того, як робочий орган, що виконує попередню операцію, повертається у вихідне положення. Вихідним положенням будемо вважати положення, що відповідає початку робочих переміщень. Таке припущення говорить про те, що переміщення робочих органів будуть несуміщені.

При прийнятому припущенні про несуміщеність переміщень робочих органів, час кінематичного циклу буде дорівнювати:

, (1)

де

, - тривалість періодів робочих та холостих переміщень відповідних робочих органів, позначених індексом .

Тривалість кінематичного циклу для усіх трьох робочих органів повинна бути однаковою.

А тому час вистою кожного із робочих органів можна визначити:

для першого робочого органу

; (2)

для другого робочого органу

; (3)

для третього робочого органу

. (4)

В якості основного робочого органу приймаємо перший робочий орган і від моменту початку ним свого робочого переміщення будемо починати відлік робочого та кінематичного циклу.

Побудуємо циклові діаграми робочих органів при несуміщені їх рухів (рис. 2а).

Для того, щоб окремі операції були здійсненні в заданій послідовності, циклові діаграми робочих органів повинні займати одна відносно іншої точно визначене положення. Прийняте припущення визначає їх взаємне розташування.

Рис. 2. Циклограма (а) і діаграма (б) руху

робочих органів пристрою закриття клапанів ящику

Циклова діаграма робочого органу 2 повинна бути зміщена відносно циклової діаграми робочого органу 1 на час, що визначається сумою періодів робочого та холостого переміщень робочого органу 1, тобто:

. (5)

Циклова діаграма робочого органу 3 повинна бути зміщена відносно циклової діаграми робочого органу 2 на час, що визначається сумою періодів робочого та холостого переміщень робочого органу 2, тобто:

. (6)

Час, що відповідає зміщенню циклової діаграми даного робочого органу відносно циклової діаграми робочого органу, що виконує попередню операцію, називається частковим фазовим часом.

Час зміщення циклової діаграми робочого органу 3 відносно циклової діаграми робочого органу (в даному випадку – першого) визначається сумою часткових фазових часів:

. (7)

Час, що відповідає зміщенню циклової діаграми даного робочого органу відносно циклової діаграми робочого органу називають повним фазовим часом.

Циклова діаграма пристрою, або машини, визначає відносне положення усіх робочих органів у будь-який момент кінематичного циклу.

Для визначення положення робочого органу – задаються або визначають його закон руху.

Закони руху робочого органу для кожного періоду його переміщень вибираються виходячи із аналізу технологічних, кінематичних та динамічних умов його роботи.

Припустимо, що для робочих органів розглядуваного пристрою вже вибрані найбільш раціональні для даного випадку закони руху та визначені переміщення робочих органів для кожного із періодів їх кінематичного циклу. На рис 2б наведена діаграма руху робочих органів пристрою, за прийнятою умовою, що закони руху відповідають закону із постійною швидкістю (“A”).

Продуктивність пристрою, або машини, залежить від тривалості кінематичного циклу, тобто чим менша тривалість, тим вища продуктивність. Отже, для збільшення продуктивності машини і пристрою необхідно прагнути до максимально можливого зменшення .

Із виразу (1) видно, що тривалість несуміщеного кінематичного циклу залежить від тривалості періодів робочих і холостих переміщень усіх робочих органів. Тривалість періоду переміщення залежить, в свою чергу, від величини повного переміщення робочого органу та закону руху для даного періоду.

Повне переміщення робочого органу визначається технологічною операцією, що виконується і конструкцією машини загалом.

Якщо величини переміщень та їх закони задані, то зменшити тривалість кінематичного циклу і тим самим збільшити продуктивність пристрою можна лише шляхом суміщення в часі окремих технологічних операцій без зміни заданих переміщень та законів руху окремих робочих органів.

При цьому, взаємне розташування циклових діаграм окремих робочих органів буде таким, що періоди переміщень робочих органів будуть суміщені в часі в межах, що допускаються конструкцією пристрою. В цьому випадку робочі органи частину своїх переміщень будуть виконувати одночасно. за рахунок чого час кінематичного циклу зменшиться і продуктивність пристрою збільшиться. Але при одночасній роботі кількох робочих органів в одному робочому пристрої вони не повинні зіштовхуватись один із іншим, що могло б привести до їх руйнування.

Проаналізуємо можливість збільшення продуктивності пристрою, який розглядається, за рахунок лише максимально можливого з точки зору його кінематики одночасного виконання робочими органами притаманних їм переміщень.

В пристрої, який розглядається існує декілька можливостей одночасних переміщень окремих робочих органів. Можна, наприклад, поєднати частину періоду холостого ходу першого робочого органу з частиною часу робочого ходу другого робочого органу. Для цього робочий орган 2 повинен почати своє робоче переміщення до того моменту часу, коли робочий орган 1 повернеться в своє вихідне положення після виконання операції.

Другий варіант суміщення може бути тоді, коли робочий орган 3 раніше почне своє переміщення робочого ходу, ніж робочий орган 2 повернеться в своє вихідне положення. Для цього необхідно створити умови, при яких ящик, що знаходиться на робочому органі 3 та переміщується за тим же самим законом, своїм переднім ребром не зіткнеться з робочим органом 2, що в цей час повертається у своє вихідне положення під час холостого ходу.

Крім розглянутих можливих суміщень робочих органів пристрою в межах одного кінематичного циклу, потрібно розглянути можливість суміщення переміщень робочого органу, що виконує першу операцію в наступному циклі, з робочим органом, що виконує останню операцію даного циклу.

Таким чином в рамках кінематичного циклу можна виконати три суміщення руху робочих органів.

Суміщення можна виконати як графічно так і аналітично. Графічний метод суміщення руху робочих органів машини циклічної дії досить простий та наочний, але він потребує точності в його виконанні. Основне використання графічного методу сприяє полегшенню аналізу задачі.

Графічний метод суміщення переміщень робочих органів виконується в наступній послідовності:

- будуються графіки переміщень робочих органів, що суміщаються, в прийнятих масштабах переміщення та , зручних для виконання графічних робіт та забезпечуючих досягнення потрібної точності результатів;

- на графіках переміщень робочих органів визначаються характерні точки, що відповідають положенням робочих органів у момент їх можливого зіткнення;

- проводяться ординати точок можливого зіткнення для обох робочих органів (при потребі врахування декотрого запізнення в часі приходу наступного робочого органу в точку можливого зіткнення);

- графік переміщення наступного робочого органу переміщається в бік графіка переміщення попереднього робочого органу таким чином, щоб ординати точок, які характеризують положення робочих органів у момент можливого зіткнення, співпали;

- через нове положення точки можливого зіткнення проводиться графік переміщення наступного робочого органу.

Розглянемо суміщення руху робочих органів послідовно як аналітичним так і графічним методами.