УСТАНОВКА ДЛЯ МОЙКИ ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ МАШИН

Изобретение относится к устройству для чистки изделий с использованием механических колебаний и предназначено для мойки деталей и узлов машин.
Известна установка для мойки двигателей, узлов и агрегатов включающая ванну с сформированными в ней дугообразными каналами с регулируемыми окнами, внутри каналов расположен перфорированный контейнер, снабженный двумя раструбами, соединенными с контейнером по сторонам, совпадающим с направлением каналов, скобу, нижним концом соединенную с контейнером, а верхним с выходным валом кривошипно-шатунного механизма, входной вал которого соединен с двигателем.(А.с.RU № 2037340, МКИ 6 В 08 В 3/10, 1991, A.c.RU № 2001106079/20, МКИ 7 В 08 В 3/04, 3/12, 2001; A.c. RU № 2000107400/12, МКИ 7 В 08 В 3/10, 2000).
Недостатками известной установки являются низкие энергетические показатели из-за использования кривошипно-шатунного механизма для преобразования вращательного движения в колебательное.
Целью изобретения является улучшения технико-экономических показателей (снижение стоимости и габаритов привода, повышение надежности машины, уменьшение потребления электроэнергии).
Поставленная цель достигается тем, что установка для мойки деталей и узлов машин, включающая ванну со сформированными в ней дугообразными каналами, снабженными регулируемыми окнами, внутри каналов расположенный перфорированный контейнер с двумя раструбами, соединенными с контейнером по сторонам, совпадающим с направлением каналов, скобу, нижним концом соединенную с контейнером и двигатель, согласно изобретению снабжена однофазным преобразователем частоты, вход которого соединен с сетью переменного тока, трехфазным асинхронным двигателем, у которого одна из обмоток соединена с сетью переменного тока, две другие обмотки, включенные последовательно, соединены с выходом однофазного преобразователя частоты, а вал двигателя соединен с верхним концом скобы.
Благодаря тому, что в установке для мойки деталей и узлов машин используется трехфазный асинхронный двигатель и однофазный преобразователь частоты, происходит улучшение энергетических показателей (снижение потерь, уменьшение потребляемой энергии).
На фиг.1 и фиг.2 представлены чертежи установки для мойки деталей и узлов машин с диаграммами моментов, скоростей и углов перемещения.
Сущность изобретения поясняется схемой, представленной на фиг.1 и фиг.2.
Установка для мойки деталей и узлов машин включает ванну 1 со сформированными в ней дугообразными каналами 2, снабженными регулируемыми окнами 5, внутри каналов расположенный перфорированный контейнер 4 с двумя раструбами 3, соединенными с контейнером по сторонам, совпадающим с направлением каналов, скобу 6, нижним концом соединенную с контейнером 4. Установка снабжена однофазным преобразователем частоты 7, вход которого соединен с сетью переменного тока, трехфазным асинхронным двигателем 8, у которого одна из обмоток соединена с сетью переменного тока, две другие обмотки, включенные последовательно, соединены с выходом однофазного преобразователя частоты 7, а вал двигателя соединен с верхним концом скобы 6.
Установка для мойки деталей и узлов машин работает следующим образом.
Загрязненные изделия помещаются в перфорированный контейнер 4, имеющий раструбы 3, приводимый в колебательное движение посредством скобы 6 двигателем 8. Перфорированный контейнер 4 с деталями движется по дугообразным каналам 2 как поршень. При движении перфорированного контейнера 4 основная часть моющего раствора
принудительно направляется через диффузор, образованный раструбом 3 и контейнером 4. Изменение направления и скорости движения контейнера 4 достигается за счет наличия трехфазного асинхронного двигателя 8 и питания его от однофазного частотного преобразователя 7. Частицы загрязнения проваливаются через перфорацию контейнера на дно ванны и не загрязняют верхние слои моющего раствора.
Закон изменения скорости движения контейнера по направлению и величине определяется схемой подключения двигателя к частотному преобразователю. Одна из обмоток трехфазного асинхронного двигателя питается от сети переменного тока, а две другие обмотки, включенные последовательно, получают питание от однофазного преобразователя частоты, напряжение на выходе которого имеет частоту, отличную от частоты сети. При данном способе включения асинхронного электродвигателя происходит непрерывное изменение сдвига фаз между двумя напряжениями питания, обуславливаемое различными величинами периодов питающих напряжений. Поле в рабочем зазоре при этом меняется от кругового до пульсирующего с изменением чередования фаз, что приводит к появлению периодически меняющегося электромагнитного момента двигателя. Частота изменения момента, а, следовательно, и скорости ротора, определяется абсолютной разностью частот питающих напряжений (Луковников В. И. Электропривод колебательного движения. -М.: Энергоатомиздат, 1984.-152с., ил.;)
к
1
2
ω=|ω-ω|, (1)
к
где ω - частота изменения момента;
1
ω - частота сети переменного тока;
2
ω - частота напряжения на выходе однофазного преобразователя частоты.
макс
Движение контейнера осуществляется циклическое, устойчивое с равными отклонениями на угол φ (фиг.2) вправо и влево от вертикальной оси OY. В прототипе такой характер движения обеспечивался наличием кривошипно-шатунного механизма. В предлагаемой установке это движение обеспечивается помимо закона управления частотой момента двигателя (1), питающегося от преобразователя частоты, моментами, действующими на вал двигателя:
дв
ст
вт
дин
М-М-М=М, (2)
ст
выт
где М=(m·g-F)·R·sin(φ) - момент, развиваемый двигателем;
дв
к
выт
М=M·sin(ω+ψ) - момент от равнодействующей силы выталкивания (F) и силы тяжести скобы, контейнера, раструбов, и загрязненных деталей;
- момент вязкого трения, пропорциональный скорости;
- динамический момент, пропорциональный ускорению;
М - амплитуда момента, развиваемого двигателем;
φ - угол отклонения оси скобы от вертикали OY (на этой оси находиться центр тяжести (т. А) подвижной части установки: скобы, контейнера, раструбов и загрязненных деталей);
ψ - сдвиг по фазе между развиваемым двигателем моментом и изменением угла отклонения скобы от вертикали (φ),
m - масса скобы, контейнера, раструбов и загрязненных деталей;
g - ускорение свободного падения;
R - радиус приведения (расстояние от центра тяжести до оси вала двигателя (фиг.2));
k - коэффициент пропорциональности;
J - момент инерции двигателя.
ст
макс
Момент М, направлен при движении в сторону равновесного состояния (к вертикали OY на фиг.2) и обеспечивает колебания с одинаковыми отклонениями скобы и влево и вправо от вертикальной оси на угол φ смещения оси колебаний со временем.
Момент вязкого трения обеспечивает демпфирование колебаний и устойчивость процесса к случайным возмущениям (изменение характеристик моющего раствора, смещение деталей и узлов машин в контейнере и т.п.). При этом значительная величина коэффициента k определяется вязкостью моющего раствора, а так же конструкцией установки: наличием диффузора, образованного раструбами и контейнером, через который моющий раствор в процессе колебаний направляется принудительно.
Амплитуда момента, развиваемого двигателем, определяется требуемой интенсивностью процесса мойки деталей и узлов, а так же кинематикой механизма:
стм
выт
макс
макс
где М=(m·g-F)·R·sin(φ) - момент от равнодействующей сил выталкивания и тяжести скобы, контейнера, раструбов и загрязненных деталей в крайней точке движения (при φ=φ);
Σ
2
J=J+m·R - суммарный момент инерции, приведенный к валу двигателя.
Частота (1) и амплитуда (3) момента трехфазного асинхронного двигателя, управляемого однофазным преобразователем частоты, обеспечивают необходимую интенсивность мойки. При этом в процессе мойки используется все пространство ванны, отпадает необходимость в кривошипно-шатунном механизме, а сам процесс мойки устойчив.
При таком использовании установки для мойки деталей и узлов машин улучшаются энергетические показатели и повышается надежность ее работы.