4. Производительность технологических машин

Современные технологические машины (они главный предмет наше­го рассмотрения) производят конечный продукт (штуки, изделия и др.), характеризующийся завершенностью набора технологических операций (движений) по его изготовлению и повторяемостью набора для изготовле­ния каждого изделия. В этих условиях работу машин следует рассматри­вать как циклическую, а указанный набор технологических операций счи­тать технологическим циклом [4].

Обозначим Т_ц - время одного технологического цикла

(мин/изделие). Тогда производительность Пр выразится как частота повто­рений технологического цикла машины в единицу времени:

^ 1 изделий Пр = .

Т_ц мин

^ц

Вводя понятие главного вала машины (реального либо воображаемо­го [5]) как тела, совершающего за время технологического цикла один пол­ный оборот, нетрудно придти к выводу, что частоту вращения этого вала

п_гв (мин~¹) также можно выразить через время технологического цикла:

_ 1 оборотов

^пг.в. =

Т _ц мин

^ц

и, следовательно, определять как:

Пг.в. =1 Пр | . (1.1)

Часть машины, расположенную между главным валом и двигателем, будем называть приводом.

За время технологического цикла Т_ц обрабатывающий инструмент

машины, связанный с ее исполнительным органом, совершает рабочий и холостой ходы. Первый предназначен для преодоления технологических усилий, второй - для возвращения инструмента в исходное положение.

Обозначим t_px и t_xx - время рабочего и холостого ходов инстру­мента. Тогда:

^Тц = ^tp.x. + ^tx.x.^{. (1 .2)}

При проектировании машин стремятся так распределить время Т_ц, чтобы получить t > t_xx . Разделим (1.2) на Т_ц . Получим 1 =+^txx-. Отношение

^tP.x. * /1 1\

-Т-=л

^Тц

называют коэффициентом производительности [4], который считают пока­зателем технического совершенства конструкций машин. Он показывает, какая часть времени технологического цикла является полезной, т.е. «про­изводительной». В силу сказанного, должно быть:

0,5 <rf< 1,0.

Когда машина имеет правый предел rf, у нее t_{x x} совмещено с t ,

и частота поступления продукта на обработку становится равной частоте его выпуска. Машина в этом случае становится «ротором». Роторные тех­нологии зародились во времена Великой Отечественной войны (линия по производству снарядов - академика Кошкина), ныне распространены в пищевой промышленности (линия разлива напитков в бутылки) и будут

служить основой машинных технологий, перспективных для XXI в. (вме­сте с лазерными, ядерными и другими технологиями (всего 10) [6].

Рассмотрим, какие параметры машинных технологий диктуют необ­ходимость иметь ту или иную величину Г|*. Известно, что скорость обра­ботки изделий определяется механическими свойствами материалов и ис­пользуемым инструментом. При удачном их сочетании обеспечивается не­обходимое качество. Технологическим параметром здесь может служить, и

часто действительно служит, средняя скорость обработки У_с^^.х., т.е. сред­няя скорость инструмента при совершении рабочих ходов. Зная рабочий ход Н исполнительного органа машины (соответствующий времени t )

можно получить:

= H

^tp.x. = у р.х. ^{, у} ср

а, подставив это в формулу (1.3), получить[5]:

^h_{*=^ ■}^{Пр. (1.4)}

ср

Выражение (1.4) может служить для анализа используемых машин­ных технологий и для поиска резервов их улучшения.

В заключение отметим, что величину хода Н чаще всего выбирают исходя из размеров заготовки и технологических перебегов инструмента, а входной параметр для проектирования исполнительных механизмов ма­шин а^_х получают, представив (1.3) как:

a

Л*=^, (1.5)

360°

откуда угол рабочего хода главного вала

a р.х. =л*- 360°. (1.6)