Універсалізація пружної системи віброживильників з вертикальним електромагнітним вібраційним приводом

Vibrating feed bins with electromagnetic drive are widely used in the automation of production processes in mechanical engineering and instrument engineering. They are used for feeding miniature, small, or medium-sized parts to automated production equipment. This equipment is used in automatic lines, automated complexes, or any other flexible automated production facilities. These devices are most widely used for loading parts to assembly positions in automated assembly complexes. In this case, the parts fed to these positions must be located in a certain stable position. Various orientation tools are used for this purpose. They are located directly on the transport trays in the bins of these devices. Therefore, for reliable operation of orientation devices, the movement of parts on the trays should be smooth without sensitive tossing. The designs of vibrating hopper feeders with a hopper connected to a reactive plate by a directional elastic system in the form of a lattice torsion bar are considered. An electromagnetic vibration exciter is placed between the torsion flanges. The disadvantage of such vibration feeders is low productivity in operating modes, especially when there are increased requirements for the smooth movement of transported parts. An increase in the productivity of such feeders is carried out by increasing the amplitude of hopper vibrations in the direction of movement of parts, that is, the horizontal component of vibrations. However, this also leads to an increase in the vertical component, since vibrations are carried out at an angle to the feeder transport tray. When the vertical component of vibrations increases, the transportation of parts switches to the intensive tossing mode. A further increase in the oscillation amplitude leads to a violation of the normal mode of vibrational transport. Modern production involves the modernization of existing structures, as well as the creation of new models of machines with high technical and economic indicators Therefore, the universalization of existing equipment and the development of new machine schemes is an important task for developers and manufacturers of technological equipment, since even a minimal improvement in its technological or operational indicators can lead to a significant economic effect. The paper considers a complex of additional elements used that make it possible to universalize the design of vibrating hopper feeders with electromagnetic drives having a directional elastic system. These changes make it possible to adjust the horizontal component of the device hopper vibrations at a constant vertical one. Additional structural elements are proposed that increase the range of application of such feeders.Широкого застосування вібраційні бункерні живильники з електромагнітним приводом набули при автоматизації виробничих процесів у машинобудуванні та приладобудуванні. Застосовуються вони для подавання мініатюрних, дрібних або середніх деталей до автоматизованого виробничого обладнання, яке застосовується в автоматичних лініях, автоматизованих комплексах або у будь-яких інших гнучких автоматизованих виробництвах. Найбільше розповсюдження ці пристрої набули для завантаження деталей на позиції складання у складальних автоматизованих комплексах. В цьому випадку деталі, що подаються на ці позиції, мають бути розташовані у певному стійкому положенні. Для цього застосовуються різні засоби орієнтування, що розташовані безпосередньо на транспортувальних лотках у бункерах цих пристроїв. Тому, для надійної роботи орієнтувальних пристроїв, рух деталей на лотках має бути плавним без чутливого підкидання. Розглянуто конструкції вібраційних бункерних живильників, що мають бункер, який пов’язаний з реактивною плитою, спрямованою пружною системою у вигляді ґратчастого торсіону, між фланцями якого розміщено електромагнітний віброзбуджувач. Недоліком таких віброживильників є низька продуктивність на робочих режимах, особливо, коли висуваються підвищені вимоги до плавності переміщення деталей, що транспортуються. Збільшення продуктивності таких живильників здійснюється збільшенням амплітуди коливань бункера у напрямку руху деталей, тобто горизонтальної складової коливань. Однак це призводить до збільшення і вертикальної складової, оскільки коливання здійснюються під кутом до транспортуючого лотка живильника. При збільшенні вертикальної складової коливань транспортування деталей переходить до режиму інтенсивного підкидання, а подальше збільшення амплітуди коливань призводить до порушення нормального режиму вібротранспортування. Сучасне виробництво передбачає модернізацію існуючих конструкцій а також створення нових зразків машин з високими техніко-економічними показниками, тому універсалізація існуючого обладнання і розробка нових схем машин є важливим завданням для розробників та виробників технологічного обладнання, оскільки навіть мінімальне поліпшення його технологічних або експлуатаційних показників може привести до суттєвого економічного ефекту. В роботі розглянуто комплекс застосованих додаткових елементів, що дають можливість універсалізувати конструкцію вібраційних бункерних живильників з електромагнітними приводами, що мають направлену пружну систему. Ці зміни дають можливість регулювати горизонтальну складову коливань бункера пристрою при постійній вертикальній. Запропоновано додаткові конструкційні елементи, що збільшують діапазон застосування таких живильників

МЕТОДИКА МОДЕЛЮВАННЯ ІНДИВІДУАЛЬНОГО ЖИТЛОВОГО БУДИНКУ ТА СТВОРЕННЯ АНІМАЦІЙНИХ ПОСЛІДОВНОСТЕЙ ДЛЯ ПРЕЗЕНТАЦІЙ В СИСТЕМІ ОРГАНІЗАЦІЇ НАВЧАЛЬНОГО ПРОЦЕСУ У ВИЩІЙ ШКОЛІ ДЛЯ СТУДЕНТІВ АРХІТЕКТУРНО–БУДІВЕЛЬНОГО НАПРЯМКУ

In the article the expansion of technologically advanced training in the modern development of computer science and information technology. The current level of development and preparation of engineering and design documentation involves the use of computer graphics systems, which can significantly increase the efficiency, quality and speed of creation and implementation of civil and industrial projects. Learning and mastering graphic system AutoCAD, which is one of the most common computer systems engineering level is based in particular on methodical maintenance of laboratory and practical training in engineering and computer graphics. Therefore, the work presented, which provides training material for filling methodical course of computer graphics has relevance in the learning process.  В статье рассматривается расширение практики с использованием новейших технологий обучения в условиях современного развития информатики и информационных технологий. Современный уровень разработки и подготовки инженерно–конструкторской документации предполагает использование компьютерных графических систем, которые существенно повышают эффективность, качество, скорость разработки строительных и промышленных проэктов. Изучение и применение студентами графической системы AutoCAD базируется на методическом обеспечении лабораторных и практических занятий по инженерной и компьютерной графике. Поэтому, представленная работа – подготовка материала для методического наполнения курса компьютерной графики, актуальна в учебном процессе.В статті розглядається розширення практики з використанням новітніх технологій навчання в умовах сучасного розвитку інформатики та інформаційних технологій. Сучасний рівень розробки та підготовки інженерно–конструкторської документації передбачає застосування комп’ютерних графічних систем, які дозволяють суттєво підвищити ефективність, якість та швидкість створення та впровадження будівельних та промислових проектів. Вивчення та засвоєння студентами графічної системи AutoCAD, яка являється однією з найпоширеніших комп’ютерних систем інженерного рівня, базується, зокрема, на методичному забезпеченні лабораторних та практичних занять з інженерної та комп’ютерної графіки. Тому, представлена робота, яка передбачає підготовку матеріалу для методичного наповнення курсу комп’ютерної графіки, має актуальність у навчальному процесі. &nbsp

Підвищення точності процесу автоматизованого відліку тонких довгих виробів

Vibrating hopper feeders with an electromagnetic drive for automating the process of counting parts have become widely used. This process is necessary when transferring them to another workshop for the next technological operation. Also, it is necessary to count artificial products on the lot when packing them for packaging. Vibrating feeders are used to feed miniature, small, or medium-sized parts to the counting position of counting or packing machines. In this case, the parts supplied to these positions should be arranged in one layer. In addition, they should have a certain gap between them for reliable operation of the counting device. Basically, counters for such machines are made on the basis of photoelectric or inductive sensors. The disadvantage of inductive sensors is that they can only be used for metal objects. Photoelectric sensors are more versatile, so they have gained the most distribution for counting or filling machines. The principle of operation of the automatic counting position is that when the object to be counted is applied to it, it crosses the working area of the counting position and the sensor sends an impulse to the counting device. When using photoelectric sensors, parts or products cross the beam of the sensor and it supplies a counting pulse to the electronic counter at each crossing of the working beam. Basically, when using vibrating hopper feeders, the counting position is located either directly at the exit part of the transporting tray, or at the exit from it of the transported objects. The speed of transporting parts or products increases when moving up, because the amplitude of the horizontal component of oscillations increases when the diameter of the transporting tray increases. This is because the hopper of the vibratory feeder has a conical shape. This allows the parts to be refined in one layer. In addition, before the counting position, the parts must be separated from each other to create the necessary gap between them. This is necessary for the reliable operation of the photoelectric sensor. This system works reliably when the dimensions of the parts to be counted are larger than the diameter of the working beam of the sensor. But, when automating the counting of thin, long parts or products whose thickness is close to the size of the working beam of the sensor, the latter may cross it several times when passing through the zone of the counting position. This sharply reduces the accuracy of the counting process. This happens because the parts on the conveyor tray move with a small bounce due to the vertical component of the hopper's vibrations. Therefore, it became necessary to develop a new counting position system in order to increase the accuracy of the counting device for counting long thin parts or products (pins for electrical connectors, needles, matches, etc). The work considers a set of elements that affect the productivity and efficiency of counting devices based on vibrating hopper feeders with electromagnetic drives, for counting long thin parts or products of this shape.При автоматизації процесу рахування деталей під час передачі їх до іншого цеху для наступної технологічної операції  або відліку штучних виробів на партії при фасуванні їх для упаковки – широкого застосування набули вібраційні бункерні живильники з електромагнітним приводом. Застосовуються вони для подавання мініатюрних, дрібних, або середніх деталей до лічильної позиції лічильних або фасувальних автоматів. В цьому випадку деталі, що подаються на ці позиції, мають бути розташовані в один шар і, крім того, вони повинні мати між собою певний проміжок для надійної роботи лічильного пристрою. Лічильні пристрої для таких автоматів, в основному, зроблені на базі фотоелектричних або індуктивних датчиків. Недоліком індуктивних датчиків є те, що їх можна застосовувати тільки для металевих об’єктів, а фотоелектричні датчики більш універсальні, тому вони отримали найбільше розповсюдження для лічильних або фасувальних автоматів. Принцип дії лічильної позиції автоматів у тому, що при подаванні на неї об’єкту, що має бути порахованим, він перетинає робочу зону лічильної позиції і датчик подає імпульс до лічильного пристрою. При використанні фотоелектричних датчиків деталі або вироби перетинають промінь датчика і він подає лічильний імпульс на електронний лічильник при кожному перетині робочого променю. В основному при застосуванні вібраційних бункерних живильників, лічильна позиція розташовується або безпосередньо на вихідній частині транспортуючого лотка, або на виході з нього об’єктів, що транспортуються. Завдяки тому, що бункер віброживильника має конічну форму – швидкість транспортування деталей або виробів збільшується при русі догори, тому що амплітуда горизонтальної складової коливань збільшується при збільшенні діаметру транспортуючого лотка. Це дає змогу деталям розміститися в один шар. Перед лічильною позицією деталі, крім того, мають відділятись одна від одної щоби утворити необхідний проміжок між ними для надійної роботи фотоелектричного датчика. Ця система працює надійно, коли розміри деталей, що рахуються, є більшими за діаметр робочого променю датчика. Але при автоматизації рахунку тонких довгих деталей або виробів, товщина яких близька до розміру робочого променю датчика, – останні при проходженні через зону лічильної позиції можуть перетинати його декілька разів, що різко знижує точність рахунку. Це відбувається тому, що деталі по транспортуючому лотку рухаються з невеликим підкиданням завдяки вертикальній складовій коливань бункера. Тому виникла необхідність розробити нову систему лічильної позиції, щоби підвищити точність роботи лічильного пристрою для рахування тонких довгих деталей або виробів (штирів для електричних роз’ємів, голок, сірників тощо). В роботі розглянуто комплекс елементів, що впливають на продуктивність, точність та ефективність роботи лічильних пристроїв на базі вібраційних бункерних живильників з електромагнітними приводами, для рахування тонких довгих деталей або виробів такої форми

Підвищення продуктивності та точності сепарування на фракції суміші різнорозмірних дископодібних виробів

During collection and counting of coins or tokens, the mixture must be divided into fractions by denomination. Methods of separating coins and existing designs of equipment for separation are considered. It is revealed that the existing designs of vibration devices for sorting disc-shaped parts have low productivity, as well as a fairly large sorting error. A set of elements affecting the performance and efficiency of vibration separators with electromagnetic drives is considered. A new separator design based on a vibrating hopper feeder is proposed. Changed the geometry of the working body and parameters of other elements that affect the accuracy of the separation process and its performance. A prototype of the vibration separator was made according to the project of the proposed design. Experimental studies of the separation process on this separator were carried out to identify the parameters of the accuracy of separation of a mixture of coins with a nominal value of one and two kopecks at different speeds of the process. The research was conducted on two batches of 1000-piece coins with a nominal value of one and two kopecks. Both batches were mixed, the mixture was loaded into the separator hopper in bulk and the separation process was carried out, at the end of which the number of coins of both denominations was determined, which were not in their own separate batches. For each transport speed, fifty measurements were made and the arithmetic mean value of the indicator was determined. It was found that the absolute accuracy of separation on this device is achieved at a speed of vibration transport up to 0.5 m/s. When upgrading the separation zone using compressed air jets, absolute separation accuracy is achieved at a speed of up to 1 m/s. It is established that the new design of the vibration separator proposed by the authors significantly increases the productivity of the sorting process by denominations (diameters) of the coin mixture into fractions with absolute separation accuracy. This device can also be used for sorting small parts or products that have the shape of disks (washers, rondels, buttons, etc.).Під час інкасації та обліку монет або касових жетонів часто виникає необхідність розділити їх суміш на фракції за номіналами. Розглянуто способи сепарування монет та існуючі конструкції обладнання для розділу суміші об’єктів на фракції за розмірами. Виявлено, що існуючі конструкції вібраційних пристроїв для сортування дископодібних деталей мають невисоку продуктивність, а також достатньо велику похибку сортування. Розглянуто комплекс, елементів, що впливають на продуктивність та ефективність роботи вібраційних сепараторів з електромагнітними приводами. Запропоновано нову конструкцію сепаратора на основі вібраційного бункерного живильника, де змінено геометрію робочого органа та деяких параметрів інших його елементів, що впливають на точність процесу сепарування та його продуктивність. За проектом запропонованої конструкції виготовлено дослідний взірець вібраційного сепаратора. Проведено експериментальні дослідження процесу сепарування на цьому сепараторі з метою виявлення параметрів точності сепарування суміші монет номіналом одна та дві копійки при різних швидкостях процесу. Дослідження проводились на двох партіях монет розміром по 1000 штук номіналом у одну та дві копійки. Обидві партії змішувались, суміш завантажувалась у бункер сепаратора навалом і проводився процес сепарування, по закінченню якого визначалась кількість монет обох номіналів, що потрапили не в свої відсепаровані партії. Для кожної швидкості транспортування було проведено по п’ятдесят вимірів і визначено середньоарифметичне значення показника. З’ясовано, що абсолютна точність сепарування на цьому пристрої досягається при швидкості вібротранспортування до 0,5 м/с. При невеликій модернізації зони сепарування з використанням струменів стисненого повітря абсолютна точність сепарування досягається при швидкості вібротранспортування до 1 м/с. Встановлено, що запропонована авторами нова конструкція вібраційного сепаратора значно збільшує продуктивність процесу сортування за номіналами (діаметрами) суміші монет на фракції при абсолютній точності сепарації. Цей пристрій також може бути застосований для сортування дрібних деталей або виробів, що мають форму дисків (шайб, ронделів, ґудзиків тощо)

Розробка та моделювання пристрою для зміцнення каналів стволів гармат методом вібраційно-відцентрової обробки

The paper proposes a fundamentally new method of vibration-centrifugal hardening of internal cylindrical surfaces of long-length steel parts, in particular artillery guns, belonging to a group of methods of surface plastic deformation, and is characterized by providing a significant level of energy for deformation of the material being processed. Artillery cannons, along with a system for targeting shooting guns, are perhaps the most responsible component, which not only provides range and accuracy of the aiming shot, but also regulates the durability of the gun in general. During each of the gun shots, the surface layers of the metal of the channel of its trunk are exposed to the destructive effects of high (up to 10000 °C) temperatures, the chemical action of powder gases, excessive pressures and mechanical wear on the movement of the shell. This leads to the destruction of the structure, strength and density of the metal surface layers, its burning and wear, which in the rest, leads to violations of the geometry of the working surface of the trunk channel. Violation of the geometry of the working surface of the channel of the gun barrel negatively affects the range, and most importantly, the precision of gunfire and other precision related tactical and technical characteristics of gun armament. Excessively worn internal working surface of the canal of the trunk of repair and restoration is practically not subject. This determines the availability of such characteristics for cannon weaponry as the permissible number of gunfire shots, which to a certain extent limits the duration of the effective use of guns. A rather common practice in mechanical engineering is that when the strength characteristics and capabilities of the materials used are practically exhausted, designers and developers draw their views on the technological capabilities to improve the operational properties of parts and units. Not the last position in their list is the reinforcing operations of the surface layers of the material of the details by various methods of surface plastic deformation, widely known in the literary primary sources under the acronym “PPE methods”. The common advantage of the best of a fairly wide variety of varieties (rolling, rolling, smoothing, blasting and vibrating processing, etc.) is that, without substituting the part for energy-intensive high-temperature heating, the strength characteristics and performance properties of the most loaded surface layers of the material of parts are improved. Accordingly, the use in manufacturing processes of the details of PPD methods helps to increase their reliability and longevity. The developed design of the reinforcement on the basis of the proposed method of vibration-centrifugal hardening treatment is used to strengthen the internal cylindrical channels of the trunk of large-caliber artillery cannons. The reinforcement is simple in structure, energy-saving, does not provide for the maintenance of highly skilled service personnel. The solid-state model of the device for the vibration-centrifugal hardening of the internal cylindrical surfaces of steel parts has been createdУ роботі пропонується принципово новий метод вібраційно-відцентрової зміцнювальної обробки внутрішніх циліндричних поверхонь довгомірних сталевих деталей, зокрема стволів артилерійських гармат, що належить до групи методів поверхневого пластичного деформування і вирізняється забезпеченням значного рівня енергії деформування оброблюваного матеріалу. Стволи артилерійських гармат, поряд із системою наведення прицільності стрільби, є чи не найвідповідальнішою складовою, яка не тільки забезпечує дальність та точність прицільного пострілу, а і регламентує довговічність гармати загалом. Під час кожного з пострілів гармати поверхневі прошарки металу каналу її ствола піддаються активному руйнівному впливу високих (до 1000 °С) температур, хімічній дії порохових газів, надвисоких тисків та механічному зношуванню від переміщення по стволу снаряду. Це зумовлює руйнування структури, міцності та щільності металу поверхневих прошарків, його випалювання та зношування, що врешті призводить до порушень геометрії робочої поверхні каналу ствола. Порушення геометрії робочої  поверхні каналу ствола гармати негативно впливає на дальність, а головне – точність прицільної стрільби та інших пов’язаних із точністю тактико-технічних характеристик гарматного озброєння. Надмірно зношена внутрішня робоча поверхня каналу ствола ремонту та  відновленню практично не підлягає. Це і обумовлює наявність для гарматного озброєння такої характеристики, як допустима кількість пострілів прицільної стрільби, що певною мірою обмежує тривалість ефективного використання гармат. Доволі розповсюдженою практикою в машинобудуванні є те, що коли міцнісні характеристики та можливості використовуваних матеріалів практично вичерпано, конструктори та розробники звертають свої погляди у бік технологічних можливостей поліпшення експлуатаційних властивостей деталей та вузлів. Не останню позицію у їхньому переліку посідають зміцнювальні операції поверхневих прошарків матеріалу деталей різноманітними методами поверхневого пластичного деформування, широковідомі у літературних першоджерелах  під абревіатурою “методи ППД”. Спільною перевагою кращих із доволі широкої когорти їх різновидів (накатування роликом, карбування, вигладжування, дробоструменева та віброзміцнювальна обробки тощо) є те, що, не піддаючи деталі енергозатратному високотемпературному нагріванню, поліпшують міцністні характеристики та експлуатаційні властивості найнавантаженіших поверхневих прошарків матеріалу деталей. Відповідно використання в технологічних процесах виготовлення деталей методів ППД сприяє підвищенню їх надійності та довговічності. Розроблена конструкція зміцнювача на основі запропонованого методу вібраційно-відцентрової зміцнювальної обробки застосована для  зміцнення внутрішніх циліндричних каналів стволів крупнокаліберних артилерійських гармат. Зміцнювач простий за конструктивною будовою, енергоощадний, не передбачає для обслуговування висококваліфікованого обслуговуючого персоналу. Створена твердотільна модель пристрою для вібраційно-відцентрової зміцнювальної обробки внутрішніх циліндричних поверхонь сталевих деталей

Моделювання зрізів черв’ячної фрези в процесі нарізання зубчастих ко-ліс

This work offers a new approach to graphical modeling of worm cutter parameters, based on analyses and synthesis of simple kinematic movements, causing its cutting elements a single move and displacement when placing metal into a hollow between spikes of the gear, which is being cut. It is one of the most difficult cutting and shaping processes, combining four kinematic movements – rotation of the cutters, their axial feed, rotation of the billet and a constructive move – displacement of cutting elements, located on the principle worm helix along the cutter axis. The modeling difficulty is that the cutting surface constantly changes its location and form in relation to the spikes. This surface is formed on the billet as a kind of a transition surface between the untreated surface, the partly treated surface and the partly treated hollow between the spikes of the gear, which is being cut. Its formation is participated by all the spikes, which have performed the cutting during all the time before a certain moment. Continuous change of the transition surface shape and size determines the shape and size of the shavings and the cross-sectional parameters of the spikes slices and the tool blades, and its reproduction is a base for a correct quantitative assessment of the cutting parameters of individual blades and spikes of the cutter. In its turn, complete and authentic information about the cross-sections and the shape and size of metal layers cut during the spike milling is a base for calculating and analysis of the cutting power, the friction force, the thermal processes, fluctuations and vibrations. The algorithm of an instant surface formation between the gear spikes and the shavings 3D geometry on all of the active spikes of the tool are realized in AutoCAD graphic system. Here are given the results of computer modeling of the shavings when using the Archimedean cutter with counter feed. Complete information about geometrical structure of the cut off layers creates the base for a detailed and system modeling of this process abreast the separate warm cutter rails, the spikes and the blades. In combination with intensity of the plastic deformation data, the tension and the temperature received in Deform system  for a certain spike milling condition, the parameters of the cut layers data referred in this work, create the condition for thermo prognostication and the cutting elements waste, their power load, strength protective coatings, cutting force and temperature transition processes, optimum technological processes of spike milling projecting and its managing. роботі пропонується новий підхід до графічного моделювання параметрів зрізів черв’ячної фрези, який базується на аналізі та синтезі елементарних кінематичних рухів, приведених до одиничних посувань і переміщень її різальних елементів в процесі усування металу у западинах між зубцями колеса, яке нарізають. Цей процес належить до найскладніших процесів різання та формоутворення, який поєднує чотири кінематичних рухи – обертання фрези, її осьову подачу, обертання заготовки колеса та конструктивний рух – переміщення різальних елементів фрези, розташованих на гвинтовій поверхні основного черв’яка, вздовж осі фрези. Складність моделювання полягає у тому, що поверхня різання неперервно змінює своє розташування та форму стосовно зубців фрези. Ця поверхня формується на заготовці, як деяка перехідна поверхня між ще необробленою поверхнею та частково обробленою западиною між зубцями колеса, яке нарізають. Участь у її утворенні беруть усі зубці, які здійснювали різання за весь час, що передує якомусь певному моменту. Неперервна зміна форми та розмірів перехідної поверхні визначає форму та розміри стружок і параметри перерізу зрізів зубців та лез інструменту, а її відтворення є основою для правильної кількісної оцінки параметрів зрізів окремих лез та зубців фрези. У свою чергу, повна та достовірна інформація про перерізи зрізів і форму та розміри шарів металу, які зрізаються в процесі зубофрезерування, є основою для розрахунку та аналізу сил різання, тертя, теплових процесів, коливань та вібрацій. Алгоритм формування миттєвої перехідної поверхні між зубцями колеса і 3D геометрії стружок на усіх активних зубцях інструменту реалізований у графічній системі AutoCAD. Наведено результати комп’ютерного моделювання стружок при різанні аріхмедовою фрезою з зустрічною подачею. Повна інформація про геометричну структуру зрізуваних шарів створює основу для комплексного і системного моделювання цього процесу на рівні окремих рейок, зубців та лез черв’ячної фрези. В поєднанні з даними про інтенсивність пластичного деформування, напруження і температуру, отриманих для відповідних умов зубофрезерування в системі Deform, дані про параметри зрізуваних шарів, які наводяться у роботі, створюють умови для прогнозування теплоти і зношування різальних елементів фрези, їх силового навантаження, міцності захисних покрить, перехідних процесів сили різання і температури, проектування оптимальних технологічних процесів зубофрезерування і керування цими процесами

Підвищення продуктивності віброживильників з електромагнітним вібраційним приводом і комбінованою коливальною системою

Vibration loading devices are widely used in various branches of mechanical engineering to load piece blanks of automatic machines and automatic lines as well as robotic systems, automated systems and flexible automated production. Vibration devices for transportation and loading of miniature, small and medium-sized products are the most widely used. Modern designs of vibratory feeders, made according to the classical dynamic scheme and having a two-mass oscillating system, do not fully use the energy of the vibratory exciter to perform useful work. In addition, due to the presence of a heavy reactive mass, they have a fairly large weight. When the vibrating feeder is operating, the energy of the vibration exciter is spent on pumping both the hopper, which performs useful work, and the reactive plate, which performs idle vibrations. Thus, part of the energy of the vibration exciter is not used for performing useful work, but is spent idly. To increase the efficiency of the device, increase its performance and reduce its weight and metal consumption, it is necessary to change the design of the vibratory feeder and some of its elements, which affect the redistribution of the oscillation amplitudes of the working (hopper) and reactive mass of the vibratory feeder. Modern production involves the creation of new models of machines with high technical and economic indicators, therefore, improving the efficiency of existing equipment and the development of new schemes of machines is an important task for designers and manufacturers of technological equipment, as the minimum improvement of its technological and operational performance can lead to a tangible economic effect. To solve this problem we developed a new design vibrating hopper feeder, in which the increase of the horizontal component of the oscillation amplitude of the working element (hopper) is not at the expense of increased power of the vibratory exciter, but due to internal redistribution of energy between the elements of the oscillating system that makes better use of the energy of the vibratory exciter to perform useful work, i.e. to increase the coefficient of useful action. In addition, the weight and metal content of the vibrating feeder structure are simultaneously reduced.Вібраційні завантажувальні пристрої отримали широке розповсюдження в різноманітних галузях машинобудування для завантажування штучними заготовками верстатів-автоматів та автоматичних ліній а також робототехнічних систем, автоматизованих комплексів та гнучких автоматизованих виробництв. Найбільше розповсюдження вібраційні бункерні завантажувальні пристрої отримали для транспортування та завантаження мініатюрних, дрібних та середніх виробів. Сучасні конструкції вібраційних бункерних завантажувальних пристроїв, що виконані за класичною динамічною схемою і мають двомасову коливальну систему, не повністю використовують енергію віброзбуджувача для виконання корисної роботи. Окрім того, через наявність в конструкції важкої реактивної маси вони мають достатньо велику вагу. При роботі вібраційного бункерного завантажувального пристрою енергія віброзбуджувача витрачається на розкачку як бункера, що виконує корисну роботу, так і реактивної плити, що здійснює холості коливання. Таким чином, частина енергії віброзбуджувача не використовується для виконання корисної роботи, а витрачається вхолосту. Для підвищення коефіцієнту корисної дії пристрою, збільшення його продуктивності та зменшення його ваги і витрат металу необхідно змінити конструкцію вібраційного завантажувального пристрою та деяких його елементів, що впливають на перерозподіл амплітуд коливання робочої (бункера) та реактивної мас пристрою. Сучасне виробництво передбачає створення нових зразків машин з високими техніко-економічними показниками, тому, підвищення ефективності роботи існуючого обладнання і розробка нових схем машин є важливим завданням для проектантів та виробників технологічного обладнання, оскільки мінімальне покращання його технологічних та експлуатаційних показників може привести до відчутного економічного ефекту. Для вирішення поставленої проблеми авторами було розроблено нову конструкцію вібраційного бункерного живильника, в якому збільшення горизонтальної складової амплітуди коливань його робочого елементу (бункера) здійснюється не за рахунок збільшення потужності віброзбуджувача, а за рахунок внутрішнього перерозподілу енергії між елементами його коливальної системи, що дозволяє більш повно використати енергію віброзбуджувача для виконання корисної роботи, тобто, збільшити коефіцієнт його корисної дії. Крім того, одночасно зменшується маса і металоємність конструкції віброживильника

Кінематичне проеціювання в сучасних технологіях

The trajectories and coordinates of unmanned aircrafts spatial location determination is researched with the help of kinematic projection means. The methodology offered below considers the formation of two mobile and independent kinematic projection centers raised into the air by drones. The electromagnetic radio waves emitted by them, penetrating an unknown aircraft object, form two independent projecting rays intersecting at the searched aircraft location point. In this case, the searched object spatial location instantaneous (at a certain point in time) point will be placed on an imaginary “picture plane” on a line connecting the points projections generated by drones interceptors projecting rays. As far as all of the projection objects in this case are movable, all the moving trajectory projection of the searched aircraft will be displayed on the monitor. The introduction of another “picture plane”, perpendicular to the main one, will help to build an axonometric mapping not only for projections, but also for the aircraft spatial movement trajectory itself. Each point of this trajectory gives an information about the “instantaneous” coordinates of the aircraft spatial location. The method of application of kinematic projection for display of a trajectory of movement and search of coordinates of moving objects is described. In kinematic projection, all its key components, namely the object, the center of projection, the image plane and the projecting rays, are in continuous motion with certain speeds and accelerations. Kinematic projection deepens the field of practical application of descriptive geometry. This is confirmed by the example of practical application of kinematic projection presented in the article for improvement of remote control of tillage equipment in automated land treatment complexes. The main technical support for the practical application of kinematic projection are stationary radio towers or unmanned aerial vehicles (BPLA), such as drones. They are equipped with video cameras and electromagnetic radiation devices. This equipment serves as a center of kinematic projection. The projecting rays generated by the projection center will be received by a stationary command post (center). It is equipped with a radar system (radar) and modern computer equipment with appropriate software. This equipment, in this case, performs the function of a “picture plane”, which will reflect the trajectory of agricultural machinery. Actuators and controls of the movement of tillage equipment are equipped with receivers of control radio waves and means of automated control. The use of kinematic projection helps to improve the quality of tillage. This is ensured by the fact that its use is carried out automatically and eliminates possible errors of operators. Kinematic projection can also be used in military affairs to detect enemy drones in the airspace. In this case, use a kind of kinematic projection with its two centers of generation of projecting rays. This is an example of the solution of the so-called “inverse problem” of kinematic projection, which provides the ability to search for the coordinates of the motion of the projected object at a known trajectory of its motion. The main advantage of kinematic projection is the ability to identify and display an object on a computer screen not only in a flat view, but also taking into account its spatial coordinates.Розглянуто визначення траєкторій руху та координат просторового розташування безпілотних літальних апаратів (БПЛА) засобами кінематичного проеціювання. Запропонована методика передбачає формування піднятими у повітряний простір дронами-перехоплювачами двох рухомих і незалежних центрів кінематичного проекціювання. Випромінювані ними електромагнітні радіохвилі, пронизуючи невідомий літальний об’єкт, формують два незалежних проектуючих промені, що перетинаються між собою в точці розташування розшукуваного літального апарату. При цьому миттєва (на певний момент часу ∆t) проекція точки просторового розташування розшукуваного об’єкту розміститься на уявній «картинній площині» на лінії, що з’єднує між собою проекції точок генерованих дронами-перехоплювачами проектуючих променів. Оскільки всі об’єкти проеціювання у даному випадку є рухомими, на екрані монітора оператора відобразиться вся проекція траекторії руху розшукуваного об’єкту. Запровадження ще однієї “картинної площини”, перпендикулярної до основної, дозволить побудувати аксонометричне відображення не тільки проекцій, а й безпосередньо самої траєкторії просторових переміщень літального апарату. Кожна точка цієї траєкторії надає інформацію про “миттєві” координати просторового розташування літального апарату. Досліджено методику застосування кінематичного проеціювання для відображення траєкторії руху та пошуку координат рухомих об’єктів. З’ясовано, що специфікою кінематичного проеціювання є те, що всі її ключові складові, а саме – об’єкт, центр проеціювання, картинна площина та проектуючі промені, знаходяться у неперервному русі із певними швидкостями та пришвидшеннями. Така специфічна особливість кінематичного проеціювання не тільки істотно розширює технологічні можливості нарисної геометрії як науки про графічне відображення просторових об’єктів, а й істотно поглиблює галузі практичного іі застосування. Встановлено, що підтвердженням цьому є розглянуті у даній роботі приклади практичного застосування специфіки кінематичного проеціювання для вдосконалення дистанційного керування землеобробною технікою в автоматизованих комплексах управління. З’ясовано, що це дає змогу усувати негативний вплив «людських чинників» операторів, що відстежують траєкторії переміщень техніки оброблюваною земельною ділянкою. Досліджено, що основні складові технічного забезпечення практичного застосування кінематичного проеціювання для відстежування переміщень землеобробної техніки й різних транспортних засобів полягає в оснащені відеокамерами та приладами електромагнітного випромінювання стаціонарні радіовежі або безпілотні літальні апарати (БПЛА), наприклад, дрони, що виконуватимуть функції центрів кінематичного проеціювання. Рекомендовано, що сприймання генерованих центром проеціювання проектуючих променів тут може бути покладено на оснащений радіолокаційною системою (РЛС) та сучасним комп'ютерним спорядженням із відповідним програмним забезпеченням стаціонарний командний пункт (центр). Це устаткування, у даному випадку, виконуватиме функцію “картинної площини”, на якій відображатиметься траєкторія руху землеобробної техніки. З’ясовано, що виконавчі механізми та органи управління рухом землеобробної техніки у цьому випадку доречно оснастити приймаючими керуючі радіохвилі пристроями та засобами автоматизованого управління. Представлено, що  окрім відстежування траєкторії рухів об’єктів на земній поверхні кінематичне проеціювання може застосовуватися й у військовій справі для виявлення ворожих безпілотних об’єктів у повітряному просторі. У цьому випадку використовують різновид кінематичного проеціювання із двома його центрами генерування проектуючих променів

Побудова плану і розрізу будівельного майданчика у середовищі графічного редактора AutoCAD для віртуального навчального простору у Вищій школі

During construction for development and design documentation`s presentation takes more time, than directly designing. Therefore, actual mean is a execution`s automation of design documentation with using computer graphics. Computer Graphics is a knowledge base for creating, processing, and storing models of geometric shapes and their graphic images by using a computer. A characteristic development`s feature of modern production is its automation, one of the main components which are the systems of automated design (CAD). Those of them that are focused only on solving specific problems, for example, in the production of design documentation, are called local systems. At present, there are many software systems of computer design of varying complexity and purpose. One of the most commonly used graphical system is the AutoCAD. In creating architectural and construction drawings, the process of constructing a plan and cutting the construction site requires a considerable amount of time. Therefore, the using AutoCAD graphical system is relevant for quick and high-quality execution of this work. The method of step-by-step application of AutoCAD commands was developed by the authors for building boundaries of earthworks, horizontals with numeric labels, and also for determining the boundaries of earthworks for excavation and embankment of the site. The squares`s grid of the slopes and the linear scale of the drawing are crossed out is used to be given by the variant of the ratio, for the option for simplifying the construction. Similar construction is also used to construct a ramp (access road). In addition, the process of constructing lines of intersection of slopes with each other and with a topographic surface, as well as the process of building the profile of the area and profile of the construction site is shown in the work. After using each of the current AutoCAD commands for demonstration its execute, are given illustration of successive steps for  creating a drawing of construction site. The performed work involves the preparation of material for methodically filling the course of computer graphics in a virtual environment, has relevance in the educational process. The results of the presented work are used in the sections of the teaching manual for students of engineering and construction specialties and in the virtual learning environment at the Higher School.Під час конструювання на розроблення та оформлення конструкторської документації припадає переважно більше часу, ніж безпосередньо на проектування. Тому актуальне значення має автоматизація виконання конструкторської документації з застосуванням комп’ютерної графіки. Комп’ютерна графіка – це галузь знань зі створення, оброблення та зберігання моделей геометричних форм та їхніх графічних зображень з допомогою комп’ютера. Характерною ознакою розвитку сучасного виробництва є його автоматизація, одним з основних компонентів якої є системи автоматизованого проектування (САПР). Ті з них, що орієнтовані лише для розв’язання конкретних завдань, наприклад на виготовлення конструкторської документації, називають локальними системами. На теперішній час є чимало програмних систем комп’ютерного проектування різної складності та різних за призначенням. Одною з найпоширеніших у використанні є графічна система AutoCAD. При створенні архітектурно-будівельних креслень процес побудови плану і розрізу майданчика будівельного вимагає значної кількості часу. Тому застосування графічної системи AutoCAD для швидкого та якісного виконання цієї роботи є актуальним. Авторами розроблено методику покрокового застосування команд AutoCAD для побудови границь земляних робіт, горизонталей з числовими позначками, а також для визначення меж земляних робіт для виїмки та насипу майданчика. Використовуючи задані за варіантом співвідношення для спрощення побудов викреслено сітку квадратів нахилів і лінійний масштаб креслення. Також аналогічні побудови застосовано для побудови апарелі (під’їзної дороги). Крім того, в роботі показано процес побудови ліній перетину укосів між собою і з топографічною поверхнею, а також процес  побудови профілю місцевості та профілю майданчика будівельного. Після використання кожної поточної команди AutoCAD для демонстрації результату її виконання наведено ілюстрації послідовних кроків створення креслення майданчика будівельного. Виконана робота передбачає підготовку матеріалу для методичного наповнення курсу комп’ютерної графіки у віртуальному середовищі, має актуальність у навчальному процесі. Результати цієї роботи використані у розділах навчально-методичного посібника для студентів інженерно-будівельних спеціальностей та у віртуальному навчальному середовищі у Вищій школі

Оптимізація структури віброживильників з електромагнітним вібраційним приводом і комбінованою коливальною системою

Vibration loading devices are widely used in various branches of mechanical engineering to load piece blanks of automatic machines and automatic lines as well as robotic systems, automated systems and flexible automated production. Vibration devices for transportation and loading of miniature, small and medium-sized products are the most widely used. In the study of vibration transport, one of the most important issues is the study of the dependence of the average transport speed on the parameters of the oscillation of the carrier tray. It is most convenient to conduct a study in dimensionless quantities when expressing the speed of transportation through the speed coefficient, which shows how much the real speed of the part is close to the maximum speed of the transporting surface. For vibration conveyors and vibratory feeders with non-separable transportation parts using modes that are implemented mainly elliptical or asymmetric longitudinal vibrations of the bearing plane. Asymmetric laws of motion of vibration conveyors provide the highest performance in a non-invasive mode of movement of billets, but such conveyors have found a very limited distribution due to the complexity of the implementation of asymmetric vibrations by simple means. To implement the asymmetric laws of oscillation of the working body and thereby increase the speed coefficient used as power sources generators asymmetric types of oscillations, which have a very high cost. Modern production involves the creation of new models of machines with high technical and economic indicators, therefore, improving the efficiency of existing equipment and the development of new schemes of machines is an important task for designers and manufacturers of technological equipment, as the minimum improvement of its technological and operational performance can lead to a tangible economic effect. To solve this problem, the authors developed a new design of vibration hopper feeder, which carries out the transportation of products in the mode without throwing with an asymmetric law of oscillation of the carrier tray when connected directly to the AC network without using an asymmetric pulse generator and conducted an experimental study of its design to determine the speed coefficient during vibration transportation.Вібраційні завантажувальні пристрої отримали широке розповсюдження в різноманітних галузях машинобудування для завантажування штучними заготовками верстатів-автоматів та автоматичних ліній а також робототехнічних систем, автоматизованих комплексів та гнучких автоматизованих виробництв. Найбільше розповсюдження отримали вібраційні пристрої для транспортування та завантаження мініатюрних, дрібних та середніх виробів. При вивченні вібраційного транспортування одним з найбільш важливих питань є дослідження залежності середньої швидкості транспортування від параметрів коливання несучого лотка. Зручніше всього проводити дослідження в безрозмірних величинах при вираженні швидкості транспортування через коефіцієнт швидкості, який показує наскільки реальна швидкість вібротранспортування деталі наближена до максимальної швидкості транспортуючої поверхні. Для вібротранспортерів та віброживильників з безвідривним транспортуванням деталей використовують режими, які реалізуються переважно еліптичними або асиметричними поздовжними коливаннями несучої площини. Найвищу продуктивність в безвідривному режимі переміщення заготовок забезпечують асиметричні закони руху вібраційних транспортерів, але такі транспортери знайшли дуже обмежене розповсюдження завдяки складності реалізації асиметричних коливань простими засобами. Для реалізації несиметричних законів коливань робочого органу і тим самим збільшення коефіцієнту швидкості використовують у якості джерел живлення генератори несиметричних видів коливань, які мають дуже велику вартість. Сучасне виробництво передбачає створення нових зразків машин з високими техніко-економічними показниками, тому, підвищення ефективності роботи існуючого обладнання і розробка нових схем машин є важливим завданням для проектантів та виробників технологічного обладнання, оскільки мінімальне покращання його технологічних та експлуатаційних показників може привести до відчутного економічного ефекту. Для вирішення поставленої проблеми авторами було розроблено нову конструкцію вібраційного бункерного живильника, що здійснює вібротранспортування виробів у безвідривному режимі з несиметричним законом коливання несучого лотка при підключенні його безпосередньо до мережі змінного струму без використання генератора несиметричних імпульсів і проведено експериментальне дослідження його конструкції з метою визначення коефіцієнту швидкості при вібротранспортуванні