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抛丸器分丸轮直径的计算方法

文章出处:www.sdpaowanji.com人气:678发表时间:2018-07-26

    摘要:木文对抛丸器中分丸轮直径与抛丸量的关系从理论上进行了计算,得_出了可获得最大抛丸量时分丸轮内径和外径的比值关系,以及满足所需抛射速度的抛丸轮叶片外径与分丸轮外径的比值关系,从而使得在转速、抛丸器直径确定后,可直接从公式中得出分丸轮内径和外径的数据。

    在清理铸件的主要设备中,国内一直采压抛丸清理室,但其关键部件抛丸器的设计,还没有一个理想的公式作为设计依据,尽管多年来人们作了不少探索,但往往处子一种经验数据的范畴。比如国内X500新型抛丸器,对于抛丸器中分丸轮直径与抛丸器抛丸量的关系是采用不同尺寸的零件在工作中实测的,这样势必造成时间和物力的浪费,且并不一定获得最佳值,下面就对这一问题,从理论上进行分析计算。

一、分丸轮内径的确定:

    1、抛丸在分丸轮中运动分析:

    据资料分析,弹丸随叶片转动由于受离心力影响产生了沿叶片向外径向运动,其远距离与时间t关系为:

时间关系 计算公式

计算公式

计算公式

    2、可以从定向套窗口抛出的弹丸最小位置半径:

    由于弹丸在叶片之间是散料,所以经过定向套窗口时是分先后飞出的(见图1)。在az弹丸越过窗口时,由于离,心力作用飞出,而al弹丸也将向外移出一个距离,但bl、bZ弹丸由于约束不产生移动,所以首先越过窗口的弹丸将先于其它弹丸层抛出窗口,尽管其运动应该受弹丸间摩擦力影响,但从公式(3)看,由

图1弹丸相对运功示意图

于v等于零,故最终径向速度将不受影响。所以认为a:和b,弹丸在到达分丸轮外径:后的0, t,厂r值相同,因此定可能从定向套窗口抛出的弹丸位置半径只要考虑b1弹丸的位置半径r。即可。 

   b,弹丸只有在其它弹丸均开始向外运动后才开始运动,其运动摩擦系数仅由分丸轮叶片与弹丸决定。

计算公式

图2 b1弹丸与抛丸伦叶片相对运动位置示意图

计算公式

式中R,一为定向套内径,r/R1=0, 90    如果,b<b则.弹丸运动到分丸轮外径时可以抛射出来,b> b则说明弹丸将被定向套窗口阻挡留在分丸轮与定向套间隙之间直至旋转到下一圈再抛出。    如果将p=p,建立方程求根,则由于属超越方程,解根较为困难,下面通过试查法来求:o/:的数值。计算结果列入表1。

表1

      (p一p)为负数说明弹丸受到定向套阻挡,故位置半径为0.75;的弹丸可经定向套窗口抛出,而位置半径为0.7r的弹丸只能在下一圈旋转中抛出。在取定向套中径为R,计算时,仍可取:。=0,75ra    因此要使抛丸量获得较大值,在设计时应取分丸轮内径r。二。.75r。当ro过小时,不仅位置半径小于0, 75r的弹丸不能抛出,反而影响进丸量,即影响弹丸从分丸轮中部进入叶片间隙之中。当ro}0, 75r时,分丸轮的抛丸量潜力没有得到发挥,同样使抛丸量下降。    实际使用中抛丸量为最大时的,o/:值为:    r=88mm    ra=67mm   ro/r=0.76    r=110mm   re=80mm   ro/r=0,727    实际产品的,ro/:值均与计算值0,75大致相等,且在左右取值,说明计算值是准确的。

    二、分丸轮外径的确定:

    从分丸轮叶片内弹丸运动情况可知,a:弹丸最先从分丸轮抛出,而b,点弹丸最后抛出,因此从这两个点考虑,寻求到最终抛射速度与分丸轮叶片直径的关系,则其它各点弹丸情况也定得以满足。

    1.a:弹丸所在位置半径计算    从上述推证,我们得出r0 = 0. 75r的关系,但,。取值得依赖r的具体数值。    在整个弹丸群中,a:弹丸最先以切向速度V. 0Ve-r。抛出。设与叶片相遇时,抛丸器叶片转角。t==B+400(见图3)。    从已有设计中,抛丸器叶片与a:弹丸中心夹角为400。则弹丸自由飞行始点与终点的中心角为:

o=wt-40°又设弹丸飞行距离为:,视弹丸为直线飞行,s=Ilt=忽略重力影响,r co t,依图3:

图3az弹丸与抛九抢叶片相对泛台位置示意图

tgB'=S/Y=:。t/r=。tB,=arctgt式中0一为t时间弹丸与飞行始点的中心夹角。设相撞为t时B=0'按试查法,可求得各数值如表2。

表2

    (B‘一B)为弹丸转过角度大于叶片转角,则未相遇,当t = 0, 00729s时,B‘一B0,说明已相遇。取。= 2300转/min, =240rad/s;    s=r t二1.7496r    相遇点位置半径为R0即:    R。'0=s/sin60.250=1.7496r/0.868          =2 .0152 r    此刻弹丸运动方向与叶片夹角为a即:    a=90“一60.25。二29.750    于是弹丸在叶片上径向速度为:

2 .b,弹丸位置半径计算

2 .b,弹丸位置半径计算

表3 表4

图4分丸轮直径与抛射速度关系

图4分丸轮直径与抛射速度关系

式计算结果正确。    从图4中可查得r = 0. 08m时,a:弹丸射速度有极值Tla =73.25m/sf  b,弹丸Va=73.5m/s。

三、结论:

      (1)要获得最大抛丸量,分丸轮叶片内径与外径之比应满足:o/r = 0. 750 

     (2)为了使各点弹丸抛射速度大致相等,分丸轮外径,取为0, 28738值。

     (3)抛出弹丸绝对速度计算式

    首先飞出分丸轮的弹丸(r.=240rad/s)Ya=。了0.7534r2+3,51r(8一2.0152r)+RZ    最后飞出分丸轮的弹丸( = 240r ad/s a“。侧0,9932r2+2,6394r(8一1,6188r)iR2

      (4)在R,。一定时,r与Y:具有双值函数关系,故为获得较大Y。值,r不一定取小值,而应取等于或稍大于0, 2888的数值,既可获得较大的Y。值,又可增大分丸轮内腔,便于抛丸量的提高。

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