Техника - молодёжи 1940-08-09, страница 61

» J

ставленной задаче. Ком-плекс всех этих задач изучается в Институте машиноведения Академии наук и составляет предмет кинематики автоматов.

Но, кроме кинематики механизмов, необходимо изучать и те силы, которые действуют на детали машины во время ее движения. Изучение этих сил необходимо для расчета прочности отдельных деталей, для определения необходимых их размеров и весов. Известно, что с повышением скоростей усилия, действующие в механизмах, значительно возрастают (в большинстве случаев пропорционально квадрату скорости). Это зачастую приводит к тому, что в автоматах некоторые детали приходится рассчитывать не на рабочее усилие, а на те силы, которые возникают при движении машины. Примером могут служить льнопрядильные автоматы. В них есть одна малозаметная деталь, которая в настоящее время тормозит увеличение скорости этих машин. Около веретена имеется так называемая рогулька. Это вилка, которая тащит и закручивает нить. Само рабочее усилие, которое испытывает эта деталь, ничтожно, но рогулька вращается вокруг вертикальной оси с громадной скоростью, до 5 тыс. об/мин. Возникающая при этом центробежная сила стремится разогнуть рогульку. При нормальной рабочей скорости ножки рогульки расходятся в стороны на 2 миллиметра каждая. Но стоит увеличить скорость станка, как вращение рогульки ускорится, и она под действием центробежной силы разлетится вдребезги. Таким образом, чтобы повысить сколько-нибудь заметно скорость станка, приходится

Лист из альбома механизмов, служащего для подбора элементов автомата. При вращательном* движении левого рычага А остальные точки механизма двигаются по зачерченным кривым.

менять все рогульки на новые, способные выдержать почти вдвое ббль-шую центробежную силу.

Вот почему, когда проектируют быстроходный автомат, расчету механизмов и деталей на прочность приходится уделять особое внимание. При этом расчет ведут нередко не на рабочее усилие, а на побочные силы, возникающие при работе автомата на высоких скоростях:¹

Немалое значение имеют также и вопросы трения в подшипниках, ползунах и других сочленениях механизмов. Известно, что затраты мощности на преодоление трения пропорциональны i кубу скорости. Следовательно, если скорость станка увеличится вдвое, нужно затратить в восемь раз большее усилие, чтобы побороть трение частей.

Вопросы борьбы с трением изучаются в Институте машиноведения Академии наук. Оказалось, что здесь большую роль играет смазка. Так, например, изменение густоты веретенного масла в прядильных машинах и применение смазки под Давлением почти на 40% повысили их коэфициент полезного действия.

Изучение сил, возникающих при работе автоматов, исследование трения, колебаний валов, выбор двигателя для автоматов и другие подобные вопросы входят во второй раздел науки об автоматических машинах. Раздел этот называется динамикой механизмов-автоматов.

Третья, центральная задача, кото рая решается в Академии наук, — это поиски методов создания новых механизмов, выполняющих любое необходимое движение. Эта задача называется синтезом автоматов и является одной из самых трудных в теории автоматических машин.

Всякий автомат выполняет строго определенные движения. В автоматических металлообрабатывающих станках резец или другой инструмент подводится к детали, производится рабочее

Схема рабочего органа тестомесильной машины. При вращательном движении дальнего рычага А лопатка В идет по заданной траектории.

движение, останов и возврат инструмента. В наборной машине линотипе открываются клапаны для выпуска букв-матриц; набранная строка идет в отливку; отлитая строка попадает на стол; буквы-ма-трицы возвращаются на места.

В обоих примерах автоматы совершают целую серию движений. В металлорежущих станках эти движения сравнительно просты — здесь инструмент и деталь вращаются или двигаются по прямой линии. В наборной машине движения несколько сложнее. Но во многих современных автоматах рабочие органы совершают еще более замысловатые движения — по чрезвычайно сложным траекториям. Присмотримся, например, к работе тестомесильного автомата. Чтобы хорошо размешать тесто, лапа машины должна совершать сложное движение. При этом конец ее описывает кривую неправильной формы, похожую на треугольник, все три вершины которого сильно скруглены. Эта кривая определяет работу всего автомата и не может быть изменена.

Но как построить механизм, одна из точек которого совершала бы такое точно заданное, но очень сложное движение? Систем»у механизмов подобрать нетрудно. Главная трудность заключается в том», чтобы правильно подобрать размеры отдельных его звеньев. Только при некоторых строго определенных соотношениях в размерах отдельных звеньев рабочий орган механизма будет двигаться по заданной траектории.

Для определения этих размеров существуют различные методы. Наиболее распространены методы, основанные на некоторых геометрических построениях. Они были предложены еще в конце XIX века

69