Электростригальные агрегаты

С 1965 года промышленность выпускает унифицированные стригальные агрегаты ЭСА - 1Д и ЭСА - 12Г.

Агрегат ЭСА - 1Д с одной машинкой МСО - 77Б (3) применяется на стригальных пунктах при стрижке овец в хозяйствах, имеющих до 500 овец, а также для комплектования всех выпускаемых электроагрегатов и КТО.

Машинка приводится в действие от электродвигателя (1) через гибкий вал (2).

Электродвигатель АОЛ –012 3С (3-х фазный асинхронный) мощностью 0,12 кВт и частотой вращения 800 об/мин. Управляются электрические двигатели кнопочными пускателями ПНВ – 30.

Агрегат ЭСА – 12 Г состоит из 12 агрегатов ЭСА –1 Д, объединенных общей электрической цепью. Он предназначен для оборудования передвижных стригальных пунктов на 12 рабочих мест. Силова цепь представляет собой 4-х жильный шнур ШРПС (3-х жильные токоведушие и 4 – 5 – для заземления). В неэлектрифицированных хозяйствах применяют агрегат ЭСА – 12 Г с бензоэлектрическим агрегатом АД –4 –Г/400 мощностью 4 кВт.

В комплект агрегата ЭСА –12 Г входит доводочный агрегат ДАС – 350.

Кроме того выпускаются электрические стригальные агрегаты на 16; 24; 36; 48 и 60 машинок.

Основой любого стригального агрегата является стригальная машинка.

В зависимости от типа применяемого двигателя стригальные машинки бывают с внешним (МСО -77) и встроенным (МСУ -200) электродвигателем.

Рабочим органом стригальной машинки является режущий аппарат (режущая пара) – нож и гребенка. Работает режущий аппарат по принципу ножниц, т.е. шерсть срезается при защемлении ее между лезвиями ножа и гребенки.

1- гребенка;

2- нож;

3- двуплечий рычаг;

4- центр вращения;

5- ролик;

6- эксцентрик.

Модернизированная стригательная машинка МСО- 77 Б шириной захвата 76,8 мм приводится в работу от индивидуального электрического двигателя через гибкий вал.

Машинка состоит из корпуса, и 4-х механизмов: режущего, нажимного, эксцентрикового и шарнирного.

Нажимной механизм – для регулирования степени прижатия ножа к гребенке (в пределах 440 – 490 Н).

Эксцентриковый механизм – для преобразования вращательного движения передаточного вала в колебательное (возвратно - поступательное) движение ножа по гребенке. Ролик (5) эксцентрика (6) входит в вертикальный паз рычага (3) и при своем вращении заставляет колебаться (качаться) рычаг (3) в горизонтальной плоскости около центра вращения (4).

Шарнирный механизм – облегчает управление машинкой, делая ее частично независимой от положения гибкого вала и снижает угловую скорость эксцентрика до 290 рад/сек.

Режущий аппарат – для срезания шерсти. Нож имеет 4 зуба с шагом 19,2 мм, а гребенка – 13 зубьев с шагом 6,4 мм. Нож совершает 38 двойных ходов в секунду. Зубья гребенки при стрижке входят в шерсть, расчесывают и поддерживают ее при срезании ножом.

При стрижке тонкорунных овец гребенку устанавливают так, чтобы расстояние S от острия зуба ножа до начала скосов зубьев гребенки было 0,5 мм, а для грубошерстных овец – S =2 - 3 мм.

Машинки с гибким валом получили широкое распространение. Однако они имеют ряд серьезных недостатков:

а) значительная масса, приходящаяся на руку стригаля (до 2 кг);

б) большой реактивный момент и повышенная вибрация;

в) недостаточная маневренность машинки и скорость резания ножа.

Устранение этих недостатков оказалось возможным при создании машинки со встроенным в ручку синхронным бес коллекторным электрическим двигателем с повышенной частотой тока 200 или 400 Гц. Марки таких машинок МС – 200 и МС – 400.

Такие электродвигатели работают при напряжении 36 В при частотах вращения 12 – 24 тыс. об/мин.

Привод на эксцентриковый вал осуществляется через двухступенчатый редуктор с прямозубыми шестернями. В ВИЭСХе разработана конструкция машинки со встроенным электродвигателем и фрикционно – планетарным редуктором. Выпускают агрегаты ЭСА – 6/200; ЭСА – 12/200.

Агрегат ЭСА – 12/200 комплектуется специальных блоком - преобразователем (марки ИЭ - 9401) (дает на выходе 36 В и частоту 200 Гц)

Применение машинок МС – 200 или МС – 400 повышает производительность труда стригалей на 25 – 30 % и снижает металлоемкость машинок в 8 – 10 раз по сравнению с машинками, имеющими гибкие валы и отдельные электродвигатели.

Формула для определения количества стригальных машинок:

где - поголовье овец, подлежащее стрижке; - продолжительность стрижки овец, сут.; - продолжительность смены, час; - число смен работы в сутки; - коэффициент использования времени смены (К=0,7-0,75); - средняя часовая производительность одного стригаля; = 6-8 овец/час.

2. Основы теории и расчет стригальной машинки.

Корпус машинки колеблется под действием внешней возмущающей силы (Р), приложенной на палец эксцентрика.

Внешняя возмущающая сила изменяется по синусоиде

где - максимальное значение внешней возмущающей силы; - частота внешней силы, 1/с.

После приложения силы Р на массу корпуса m действуют две силы: возмущающая Р и сила упругости Р_уп=сх (с – жесткость материала, Н/м; х – амплитуда, м).

Дифференциальное уравнение колебаний корпуса машинки под действием этих сил

Решение данного уравнения позволяет получить (собственные колебания системы, которые быстро затухают, мы не учитываем):

Максимальное отклонение вынужденных колебаний равно:

Чем больше - тем больше .

Чем больше m - тем большей амплитуды должны быть вынужденные колебания.

Чем больше - тем больше амплитуда колебаний корпуса машинки

Величина «m» влияет на работу стригаля в 2-х случаях:

1. Как прямая нагрузка на руку стригаля (с этой точки зрения мы ее стремимся уменьшить).

2. Влияет на амплитуду колебаний (надо увеличить ее). Здесь нужен оптимум.

Исследования доцента Пруткова показали, что для машинок МСО – 77 Б амплитуда колебаний в 2 раза превышает санитарные нормы. Зависимость амплитуды от числа двойных ходов ножа в минуту:

Машинки МСО –200 имеют меньшую величину , так как отсутствует шарнирный механизм и гибкий вал. Величина «m» больше, нежели у МСО – 77. Все это значительно снижает величину «А», машинка работает «мягче».

Как рассчитать двигатель для стригальной машинке?

Механический момент обусловлен касательными составляющими усилиями Т от действующих на пальце эксцентрика сил и радиусом эксцентрика r, т.е. имеет место равенство:

, Н·м.

Расчетная схема

Касательная составляющая Т складывается из сопротивления трения ножа о гребенку Т_тр, сопротивление шерсти срезу Т_ср и сопротивление сил инерции Т_и, т.е. .

Графоаналитическим методом (А.П. Баскаковым) определены эти слагаемые:

где, - угол поворота эксцентрика.

Сила Т_ср изменяется в зависимости от размеров одновременно от срезаемых площадок шерсти с данных участков.

На Ⅰ участке ()

На Ⅱ участке ()

На Ⅲ участке

Тангенциальное усилие Т_и, обусловленное силой инерции рычага в сборе:

где, - момент инерции рычага относительно центра тяжести, ; - угловое ускорение рычага, ; - расстояние от центра вращения до точки качания рычага, ; - расстояние от центра вращения до центра тяжести, ; - масса рычага, ; - расстояние от центра вращения до оси цилиндрического паза рычага, .