книги / Расчёт и конструирование вибрационных питателей
..pdfуменьшения вихревых токов стакан 6 имеет три продольных разреза.
На сердечник стакана надета катушка с обмоткой. Якорь вибратора7 (выполнен из армко железа) крепится к основанию 12. Такой ви
братор имеет несколько большие тепловые потери в железе, чем на бранный из пластин электротехнической стали (см. фиг. 33). Для
|
конструкций вибропита |
|||||||
|
телей, |
|
потребляющих |
|||||
|
малую мощность поряд |
|||||||
|
ка 3—5 вт, повышенные |
|||||||
|
потери не играют суще |
|||||||
|
ственной роли, но зато |
|||||||
|
конструкция |
вибратора |
||||||
|
получается |
д о в о л ь н о |
||||||
|
простой |
|
и технологич |
|||||
|
ной. |
|
|
виброизоляции |
||||
|
Для |
|
||||||
|
питатель |
опирается |
на- |
|||||
|
двойные |
|
цилиндричес |
|||||
|
кие пружины 14, |
кото |
||||||
|
рые |
дают |
возможность |
|||||
|
при |
помощи |
гайки |
на |
||||
|
шпильке- |
13 |
регулиро |
|||||
|
вать |
по |
высоте положе |
|||||
|
ние чаши |
относительно |
||||||
|
рабочих |
|
органов |
авто |
||||
|
мата. Устойчивость |
пи |
||||||
|
тателя |
в- |
|
горизонталь |
||||
|
ном направлении |
обес |
||||||
|
печивается |
осью Д вхо |
||||||
|
дящей |
во |
|
втулку |
2У |
|||
|
скрепленную с плитой 4. |
|||||||
|
|
Коническая |
фор |
|||||
Фиг. 36 |
ма чаши |
|
обеспечивает |
|||||
|
удобство |
попадания |
де |
|||||
|
талей на позицию счета, |
|||||||
а также удобство замены чаш для различных деталей. |
Для |
смены |
||||||
чаши достаточно отвернуть болт 11, |
имеющий шайбу 15 для снятия |
|||||||
чаши с посадочного места. |
|
|
|
|
|
|
|
|
В других конструкциях питателей чаша выполняется конической, когда необходимо обеспечить малый шаг спирали при относительно высоких заготовках.
Вибропитатель с регулируемым воздушным зазором электромагнита.
На фиг. 36 показана конструкция вибропитателя, в котором скорость, движения заготовок регулируется путем изменения зазора в электро магните [14]. Этот способ регулирования основан на зависимости усилия электромагнита от воздушного зазора между якорем и серт дечником.
62
Регулирование производительности питателя осуществляется сле дующим образом. Нижняя плита 5 питателя, к которой прикреплены
пружинные цилиндрические стержни 2, выполнена в виде кольца, расположенного на опорных шпильках 7. Электромагнит 3 прикреп
лен к основанию 6, которое может перемещаться в вертикальном на правлении, скользя по шпилькам 7. Плита 5 питателя и основание 6 электромагнита скреплены регулировочной муфтой 4. При враще нии муфты 4 благодаря резьбовому соединению будет перемещаться основание 6 с электромагнитом относительно плиты 5.
При этом будет изменяться воздушный зазор между электромаг нитом 3 и якорем 1, прикрепленным к днищу чаши питателя. С уве
личением воздушного зазора будет уменьшаться усилие электро магнита, а следовательно, и скорость движения заготовки по спираль ному лотку.
Недостатком такого способа регулирования является увеличение потребляемого тока при уменьшении скорости деталей, так как с ростом зазора уменьшается индуктивное сопротивление, а также невозможность дистанционного управления.
Способ регулирования при помощи изменения воздушного зазора в электромагните находит применение в конструкциях небольших вибропитателей, в которых вибраторы имеют значительный запас мощности.
10.Конструкции бункерных вибропитателей
стангенциальными вибраторами
Вибрационный питатель с многослойными подвесками. Конструк
ция вибропитателя с |
многослойными |
подвесками, разработанная |
в МВТУ им. Баумана |
[10], показана |
на фиг. 37. |
На массивной плите 1 смонтированы три опоры 2, на которых установлены три подвески — многослойные плоские пружины 3. На опорах 2 устанавливаются три кронштейна 9, в верхней части которых закреплены электромагниты 8, На подвесках 3 монтируется плита 5,. на которой в специальных пазах закрепляются якоря 4 электромаг нитов. Днище 6 чаши 7 крепится винтами к плите 5.
Питание электромагнитов осуществляется через селеновый вы прямитель 10. Регулирование амплитуды колебания чаши осуществ
ляется за счет изменения напряжения посредством регулируемого автотрансформатора и воздушного зазора между якорем и сердеч ником электромагнита; последнее достигается передвижением крон штейна 9 по опоре 2.
Вибрационный питатель с предбункером и подвеской чаши на цилиндрических стержнях. На фиг. 38 показан питатель с предбун
кером конструкции Львовского политехнического института, пред назначенный для загрузки заготовок типа дисков (подшипниковые кольца, плашки и т. д.).
63
Питатель состоит из чаши /, на внутренней цилиндрической по верхности которой имеется спиральный лоток 2. Днище 3 чаши укреп
лено на трех наклонных цилиндрических стержнях б, расположен ных по касательной к окружности радиуса г, проходящей через точ ки крепления стержней к днищу чаши. На нижней массивной плите 7 тангенциально установлены три электромагнитных вибратора 12.
Загруженные в бункер заготовки сползают по конусу 13 к лотку 2 и вследствие вибрации поднимаются по лотку вверх и попадают « приемную часть магазина 14.
Днище чаши соединено с направляющим валиком 4, свободно перемещающимся в подшипниках 5. Валик 4 облегчает установку
пружинных стержней б и создает некоторое демпфирование в системе. При достаточно точной установке пружинных стержней б приме нение валика 4 необязательно.
Чтобы не увеличивать значительно размеры чаши при больших объемах партии загружаемых заготовок, над чашей питателя уста навливается неподвижный предбункер 17. Для устранения возмож ности заклинивания заготовок между конусом 13 и предбункером последний свободно висит на концах винтов 16, завинченных в стой ки 15. Винты предназначены для изменения зазора между воронкой
предбункера и днищем чаши, чем регулируется скорость поступ ления заготовок в бункер. Для опрокидывания заготовок, двигаю щихся по днищу в вертикальном положении, служит опрокидыва тель 18.
Для виброизоляции питатель устанавливается на амортизаторах —
64
3
■
А -А
5 Повидайло |
65 |
витых цилиндрических пружинах 11 сравнительно малой жесткости. Вибрация основанию 10 будет передаваться тем меньше, чем больше
будет разница между частотой колебаний чаши и собственной часто той колебаний опорной плиты 7 на витых пружинах.
Для устранения чрезмерной подвижности амортизированного пи тателя к основанию 10 крепится ось 9, входящая во втулку 8 с не
большим зазором. Эта ось, обеспечивая амортизированной системе
две степени свободы — перемещение по вертикали и вращение вокруг вертикальной оси, ограничивает возможность остальных перемещений.
На фиг. 39 показана конструкция вибратора и способ крепления пружинных стержней. Неподвижная часть вибратора состоит из на бора пластин электротехнической стали, пакет 1 которых закреплен
в стойке 2, прикрепляемой болтами к основанию бункера 3. На сред ний выступ пакета 1 надевается катушка с обмоткой 4. Подвижная
часть вибратора состоит из набора пластин электротехнической стали, пакет 5 которых крепится к кронштейну 6. Кронштейн 6 вместе
с верхним башмаком 7 соединяется с днищем чаши. Наклонные цилин дрические стержни 8 закрепляются зажимом в верхнем 7 и нижнем 9 башмаках.
Вибрационный питатель рассмотренной конструкции, предназна ченный для подачи поковок подшипниковых колец диаметром 76 мм и высотой 24 мм9 обеспечивает производительность, регулируемую
в пределах от 20 до 80 шт. заготовок в минуту.
66
Глава III
ВИБРАЦИОННЫЕ ПИТАТЕЛИ-ПОДЪЕМНИКИ
11. Общие сведения и классификация виброподъемников
Вибрационные питатели-подъемники (для сокращения будем их называть виброподъемниками) используются в машиностроении для автоматической подачи заготовок в рабочий орган станка, располо женный на определенной высоте. В автоматических линиях вибро подъемники выполняют функции накопителей — бункеров для по вышения коэффициента использования автоматических линий.
Принцип работы виброподъемников такой же, как и у бункер ных вибрационных питателей. Отличаются они значительной высотой рабочего органа (до 6 м) и имеют винтовой — спиральный желоб,
выполненный обычно на наружной цилиндрической поверхности этого органа.
Известные конструкции виброподъемников имеют значительные габариты и большинство их рассчитано на большую мощность, чем бункерные вибропитатели. Если в существующих конструкциях бун керных вибропитателей заданное направление колебаний осуществ ляется главным образом по способу направленной подвески, то среди конструкций виброподъемников значительное количество работает по способу свободной зарезонансной подвески, где заданное направление колебаний обеспечивается конструкцией вибратора. Известные кон струкции виброподъемников можно разделить на конструкции: а) с эксцентриковым приводом, б) с инерционным приводом и в) с элек троприводом.
12. Виброподъемники с эксцентриковым приводом
На фиг. 40 приведена конструкция одномассового виброподъем ника с направленной подвеской Московского станкоинструменталь ного института [32].
Подъемник имеет высоту 1800 мм и привод от электродвигателя мощностью 0,6 кет.
Работает подъемник следующим образом.
Движение от электродвигателя 1 передается посредством эксцент рика 2 , который находится в контакте с угольником 4, закреплен
ным на диске 5. На эксцентрик надет шарикоподшипник 5, наружная обойма которого во время работы неподвижна. Диск 5 установлен на плите 9 на трех плоских пружинах 15, закрепленных посредством угольников 16 и 10.
В центре диска в подшипниках 11 расположен шпиндель б, на
коническую шейку которого надет спиральный лоток <?, закреплен ный винтом 12. Под действием эксцентрика 2 шпиндель и спираль
ный лоток получают возвратно-вращательные колебания по спирали с амплитудой, равной 3,5 мм (число колебаний составляет 1440 кол!мин).
67
Благодаря этому заготовки, поступающие из бункера 13 в нижнюю
часть |
спирального |
лотка, движутся |
по нему вверх. |
|
Для |
обеспечения |
надежного поступления |
заготовок из бункера |
|
к спиральному лотку в дне бункера |
сделано |
окно, перекрываемое |
Фиг. 40
снизу заслонкой 17, прикрепленной к трубе 7; вибрация заслонки содействует продвижению заготовок из бункера. Перегородка 14
предохраняет от западания заготовок из бункера в верхние витки спиг рального лотка.
13. Виброподъемники с инерционным приводом
Существующие виброподъемники с инерционным приводом работают по способу свободной подвески, т. е. опираются или под вешиваются на спиральных пружинах сравнительно небольшой жест кости. Заданное направление колебательного движения по спирали обеспечивается конструкцией вибратора.
Виброподъемники с двумя дебалансными вибраторами выпуска
ются фирмой «Уде» (ФРГ).
В конструкциях этого типа широко применяется привод, состоя;
68
щий из двух мотор-вибраторов, расположенных с разных сторон вер тикальной оси виброподъемника.
Принципиальная схема подобного подъемника представлена на фиг. 41.
В нижней части трубы жестко крепятся два расположенных на клонно мотор-вибратора 1.
Мотор-вибраторы при вращении дебалансных валов в одном на правлении (что необходимо учитывать при подключении) автомати чески синхронизируются, чем обеспечивают нужное винтовое колеба тельное движение рабочего органа.
Горизонтальные составляющие возмущающих сил мотор-вибраторов в направлении прямой,* соединяющей центры вращения дебалансов, взаимно уравновешиваются, а возмущающие силы, действующие нор мально к этой прямой, раскладываются на вертикальные и горизон тальные. Суммарная вертикальная составляющая сил от двух вибра
торов равна |
|
Fy — 2 Q0cos 7 coso>£, |
(81) |
где Qo — центробежная сила, развиваемая при,вращении дебаланса вибратора и определяемая по формуле-(78);
у —- угол наклона оси вибратора к горизонту. Горизонтальные составляющие сил от двух вибраторов создают
суммарный возмущающий момент в горизонтальной плоскости |
|
Му = 2Q0asirrf c©s<D ty |
(82) |
где а — половина расстояния между осями вибраторов.
Виброподъемники с четырехмассовым двухвальным вибратором. Для
возбуждения винтовых колебаний в ряде конструкций применяется четырехмассовый двухвальный вибратор с синхронизацией валов при помощи шестерен, показанный на фиг. 30, г.
На фиг. 42 показана схема чехословацкого виброподъемника [34]
69
с аналогичным четырехмассовым вибратором. Труба с наружным спиральным лотком 1 подвешивается на пружине 4. Четырехмас совый вибратор 3 крепится к нижней части трубы и приводится в движение от электромотора 2 через шарнирный вал или клиноремен
ную передачу.
Фиг. 43
На фиг. 43 показан четырехмассовый двухвальный вибратор, примененный в конструкции виброподъемника, разработанного ВНИИстройдормашем [8 ].
Вибратор состоит из двух валов 7, на концах которых закреплены дебалансы 2. Вращение валам 7 сообщается от электромотора 5 через синхронизатор 4 и карданные валы 3. Синхронизатор 4 предназна
чен для сообщения дебалансным валам 7 синхронного вращения в противоположные стороны.
Вибратор крепится к нижнему торцу трубы спирального желоба виброподъемника 6.
Виброподъемник подвешивается на витых пружинах 7. Для устой чивости подъемника против случайных боковых нагрузок верхний конец виброподъемника соединен с неподвижной стойкой при помощи витых пружин.
70
На фиг. 44 показана схема действия возмущающих сил вибратора. Дебалансы 1 и 3 на параллельных валах смещены один относительно другого на угол 90°. Дебалансы 2 и 4, расположенные на концах од
ного вала, установлены по отношению друг к другу со смещением на угол 2у.
Угол бросания (3, обеспечиваемый этим вибратором, определяется следующим образом.
Благодаря наличию центробежных сил дебалансов на рабочий орган виброподъемника будет действовать в вертикальном направ лении суммарная возмущающая сила
Fy = 2 Q0 [sin со t + sin (CDt + |
2?)] |
(83) |
||
и момент в горизонтальной плоскости |
|
|
|
|
Му = 2Q0a [cos CD t — cos ( CD t + |
2y)], |
(84) |
||
где Q0— центробежная сила; |
|
|
|
|
2a — расстояние между дебалансами. |
|
|
|
|
После преобразования уравнений (83) и (84) получим: |
|
|||
Fy = |
4Q0cos у sin ( CD / + |
у); |
(85) |
|
My = |
4Q0a sin у sin ( CD t + |
y). |
(86) |
Дифференциальное уравнение движения в вертикальном направ
лении будет |
|
Fy — ту, |
(87) |
где т — масса подвижной части виброподъемника; у — вертикальное перемещение.
Из уравнения (87) с учетом уравнения (85) вертикальное ускоре
ние виброподъемника |
равно |
|
.. |
F |
40Л |
У ==т = ~т C0S Т Sin 1 +
7 I