OBRABOTKAMETALLOV Vol. 27 No. 1 2025 131 EQUIPMENT. INSTRUMENTS – проанализирована возможность замены кривошипно-шатунного механизма привода кулачковым механизмом; – выбраны необходимые параметры для синтеза кулачковой пары и проведен синтез; – предложена новая цикловая диаграмма работы устройства; – определен крутящий момент от сил сопротивления как на каждом кулачковом валу, так и суммарный момент; – определена мощность, необходимая при гомогенизации с новым приводом. Методика исследований Для проведения исследований необходимо прежде всего определиться с технологической нагрузкой, действующей при гомогенизации в процессе получения плавленого сыра. В соответствии с [37] в момент нагнетания жидкости рабочее давление в полости цилиндра составляет 20 Па [37]. Диаметр плунжера при производительности 550 л/час составляет d = 28 мм, частота вращения главного вала n = 180 мин–1. Соответственно необходимое усилие, с которым плунжер давит на жидкость в проходном сечении гомогенизирующей головки, получили равным F = 12 315 H. Кинетостатический расчет этого механизма показал, что необходимая потребляемая мощность для данного случая составляет 3,8 кВт. Теперь более подробно исследуем предлагаемую авторами конструкцию гомогенизатора с кулачковым приводом. На рис. 1 показаны расположения приводных кулачков и толкатели, обеспечивающие привод к плунжерам. Функционально все остальные элементы работают так же, как и для приводов с кривошипно-шатунными механизмами. Подробно с работой конструкции гомогенизатора можно ознакомиться в [37]. В механике известно множество законов движения для кулачковых механизмов. Для выбора рационального закона движения мы предлагаем рассмотреть из них три: простой гармонический, двойной гармонический и циклоидальный законы [7, 12, 13–27, 31–35, 38–41]. Расчетная схема для кулачкового механизма приведена на рис. 2. В качестве переменных параметров были приняты профильные углы β; фазовые углы движения для подъема и опускания – ϕ1, ϕ2, ϕ3 и ϕ4; максимальные перемещения толкателя – Smax; ϕ – текущее значение угла поворота кулачка. В связи с тем, что все расчеты проводились с использованием математического пакета, для удобства расчетов были введены следующие обозначения: перемещения – s(ϕ); скорости – v1(ϕ); ускорения – a1(ϕ); крутящие моменты на рабочем валу – М1(ϕ), М2(ϕ) и М3(ϕ) соответственно для трех кулачков, задействованных в конструкции; 1 max , 2 S k = 3 max 2 3 6 k S = − ϕ – коэффициенты для гармоничеРис. 1. Предлагаемая конструкция гомогенизатора с приводами от кулачков Fig. 1. The proposed design of a cam-driven homogenizer Рис. 2. Кулачковый механизм гомогенизатора Fig. 2. Cam mechanism of the homogenizer
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1