Устройство вибротранспортеров

Схема линейного вибролотка (вибротранспортера) изображена на рис. 5.1. Конструкция такого вибротранспортера имеет ряд особенностей. Лоток 2 должен быть легким и жестким, а основание 4, напротив, должно быть тяжелым, как минимум, в 3…5 раз тяжелее лотка. Легкий лоток проще раскачать, а тяжелое основание хорошо гасит силы реакции со стороны вибродвигателя и вибрация не передается на окружающее оборудование. Высокая жесткость лотка необходима для исключения его изгибных деформаций и, как следствие, образование застойных зон с низкой скоростью перемещения изделий.

Рессоры, на которых закреплен лоток, могут быть круглого или прямоугольного сечения, а могут быть выполнены в виде торсионов стержней, работающих не на изгиб, а на кручение. В любом случае, рессоры изготавливаются из высококачественной пружинной стали, так как при вибрации в них возникают знакопеременные напряжения, которые могу привести к образованию трещин. Трещины в рессорах, равно как их нежесткое крепление к лотку и основанию приводит к резкому падению амплитуды колебаний.

Вибродвигатель (электромагнит), изображенный на рис. 5.1, прост и дешев, но работает удовлетворительно только при достаточно больших углах наклона рессор α и легких лотках. Для лучшей передачи тяговых сил двигателя на лоток и более эффективной его работы, электромагнит устанавливают так, как показано на рис. 5.3. Усилие, раскачивающее лоток, можно повысить установкой нескольких электромагнитов, работающих параллельно и синхронно.

Рис. 5.3. Схема установки электромагнита

В качестве вибродвигателей применяют также двигатели электродинамические, пневматические, механические, например, кулачковые. Помимо линейных вибролотков, вибротранспортирование широко используют в вибробункерах и вибронакопителях. Схема вибробункера с лотком спиральной формы изображена на рис. 5.4.

Рис. 5.4. Вибробункер:

1 – основание; 2 – рессоры; 3 – чаша; 4 – лоток; 5 – изделие;
6 – вибродвигатель; 7 – колонна

Вибробункер содержит цилиндрическую чашу 3, закрепленную на концах наклонных рессор 2. На внутренней поверхности чаши имеется винтовой лоток 4. Второй конец рессор закреплен на основании 1. Обычно используется три или четыре рессоры. Они расположены по окружности относительно оси чаши. Чашу приводит в движение пульсирующая сила со стороны вибродвигателя 6. Благодаря изгибу наклонных рессор чаша совершает колебания одновременно в двух направлениях: по вертикали – координата y и вокруг своей оси – координата γ. Если на лотке чаши имеются изделия 5, то они будут подвергаться действию таких же сил, как и на прямом лотке (рис. 5.2), и будут двигаться вверх по лотку при соответствующем направлении наклона рессор.

Чаще всего вибробункер используется как средство автоматической загрузки технологического оборудования, например, станков-автоматов, дозаторов и т. п. Изделия (детали, таблетки, гранулы) засыпаются навалом в чашу вибробункера. Под действием вибрации изделия, попадая на лоток, начинают "ползти" по нему вверх, при этом на лотке образуется однорядный поток изделий. В потоке внутри бункера часто организуется ориентирование изделий, т. е. все изделия занимают определенное положение в пространстве. Например, если в бункер засыпаны винты, то благодаря устройству ориентации, все они на выходе из бункера займут вертикальное положение головкой вверх. Это удобно для выполнения последующих автоматических операций.

Вибробункеры с наружными винтовыми лотками (рис. 5.5) используют в автоматических машинах и линиях в качестве накопителей изделий.

Цилиндр с лотками 4, часто в виде колонны 7, закреплен на наклонных рессорах 2. Вибродвигатель 6 приводит колонну в движение. Изделия 5 начинают двигаться по лотку вверх или вниз в соответствии с направлением наклона рессор. Так как длина лотка на колонне значительна, то на нем может поместиться большое количество расположенных в ряд изделий, по мере необходимости, эти изделия будут поступать в автоматическое оборудование, то есть такое устройство играет роль одновременно накопителя и питателя автоматического оборудования.

Требования к конструкции вибробункеров и вибропитателей сходны с требованиями к линейному вибролотку.

Рис. 5.5. Вибронакопитель:

1 – основание; 2 – рессоры; 3 – чаша; 4 – лоток; 5 – изделие;
6 – вибродвигатель; 7 – колонна

Масса чаши 3 или колонны 7 должна быть, по возможности небольшой, масса основания 1 должна в несколько раз превышать массу движущихся частей. Так как масса чаши, полностью наполненной изделиями, и чаши пустой существенно отличаются, отличается и собственная частота колебаний чаши. Поэтому для работы вблизи резонанса необходима подстройка частоты вибродвигателя, что и реализуется в современных виброприводах. Другие параметры конструкции – угол наклона и жесткость рессор, амплитуда вибрации и прочее обычно находятся экспериментально в каждой конкретной ситуации.

Не забыть про картинки в самом конце пособия!!!

Механизмы приводов

Если раньше в приводах для создания различных законов движения исполнительных органов применялось множество разнообразных, иногда очень сложных механизмов, то в современных машинах используется ограниченный набор относительно простых механизмов, а сложные законы движения реализуются программным путем. Однако исключить в приводах механизмы полностью, т. е. перейти к «прямым» приводам, удается не часто из-за сложности согласования параметров движения двигателя и рабочего органа. Перечислим причины, по которым в приводах используются механизмы.

1. Известно, что подавляющее число двигателей, особенно двигателей средней и большой мощности, являются вращательными. В то же время исполнительные органы машин могут двигаться по-разному: вращаться, двигаться поступательно, совершать колебательное или иное сложное движение. Для преобразованиявида движения (вращательного двигателя в движение исполнительного органа) нужен механизм.

2. Известно, что мощность двигателя существенно зависит от его скорости. Для увеличения мощности при фиксированном моменте или силе, а, следовательно, и при ограниченных габаритах двигателя, стремятся увеличивать его скорость. В то же время исполнительный орган может двигаться медленно. Для преобразованиядвижения по скорости нужен механизм.

3. Двигатель небольших габаритов развивает небольшое усилие (момент или силу). В то же время усилие на исполнительном органе может быть значительным. Для преобразованиядвижения по усилию нужен механизм.

4. По условиям компоновки машин двигатель часто расположен далеко от исполнительного органа. Поэтому нужен механизм для передачи движения на расстояние.

6.1 Механизмы для преобразования вида движения

Для преобразования вида движения в приводах используются различные механизмы. Выбрать нужный (оптимальный) механизм сложно. При выборе нужно учитывать множество "противоречивых" факторов: геометрия, кинематика и динамика механизма, компоновка, стоимость, несущая способность, долговечность, точность, жесткость и т. д. Но прежде всего при выборе механизма нас интересует: вид преобразованного движения, передаточное отношение механизма, основные силовые зависимости и связанные с ними размеры механизма.

Рассмотрим с этих позиций наиболее часто встречающиеся (типовые) механизмы с передачами: рейка-шестерня, винт-гайка, цепь-звездочка, зубчатый ремень-зубчатый шкив, кулачок-толкатель, поводок-мальтийский крест, собачка-храповик, кривошип-шатун-коромысло, кривошип-шатун-ползун, кривошип-ползун-кулиса. Схемные и конструктивные исполнения механизмов на основе этих передач весьма разнообразны.