Взаимодействие горизонтального толкателя с грузом

При перемещении горизонтальным толкателем груза, установленного на непод­вижной плоскости, возможны различные схемы сил, действующих на груз. На рис. 16, а показан случай взаимодействия, при котором направление внешней силы F (усилие толкателя) проходит через центр тяжести опорной плоскости, сов­падающий с центром симметрии. На рис. 16, б направление силы F проходит через центр тяжести О_т, который не совпадает с центром симметрии О_с.

Рис. 16. Силы взаимодействия, толкателя с грузом: а — на­правление действия силы F проходит через центр тяжести; б — направление действия силы F проходит через центр тя­жести, не совпадающий с центром симметрии; в — направ­ление действия силы F не проходит через центр тяжести

С ила сопротивления перемещению (сила трения) F_c = G_rf_n , где f_п - коэффициент трения покоя, приложена к центру тяжести опорной плоскости и направлена в сторону, противоположную действию силы F. Если направление действия внешней силы F не проходит через центр тяжести опорной плоскости груза (рис. 9.3, в), то на груз действует момент М = Fl, который стремится развернуть груз вокруг точки О_т. В этом случае траектория движения центра тяжести О_т будет совпадать с дугой окружности с центром в точке О, лежащей на прямой, перпендикулярной направлению действия силы F. Сила, которую необходимо приложить к грузу,

(23)

где r_T – радиус трения опорной плоскости груза (по табл.4). Рис.16 .Схема сил при сталкивании груза.

Из (табл.4) видно, что если необходимо развер­нуть груз, то следует для уменьшения модуля силы F сместить точку приложения силы F к углу груза, т. е. увеличить плечо l.

При перемещении горизонтальным толкателем груза, находящегося на движущейся плоскости, в направлении, перпендикулярном движению несущей плоскости, на груз действует система сил, как показано на рис.16. Для сталкивания груза с несущей пло­скости необходимо приложить усилие

где f_П.П — коэффициент трения покоя груза относительно несущей плоскости; f_CT,— коэффициент трения скольжения боковой плоскости груза по рабочей плоскости толкателя.

Начальный момент контакта толкателя с движущимся грузом характеризуется периодом неустановившегося движения груза относительно толкателя. После окон­чания переходного периода относительная скорость перемещения груза по рабочей плоскости толкателя имеет постоянное значение при условии постоянства скорости несущей плоскости _П и скорости толкателя _Т . Установившееся значение ₀ всегда меньше _П.

Т а б л и ц а 4. Значения радиуса трения

Конструктивные особенности.

На конструкцию горизонтальных сталкивателей оказывает влияние следующее: параметры груза и тары (масса, габариты, прочностные качества), параметры ус­тройств, с которых и на которые производится перегрузка (тип, скорость, разме­щение), требуемая производительность перегружателя, характер перегрузочного процесса (двухпозиционный или многопозиционный) и т. д.

Значительное влияние на конструкцию горизонтального переталкивателя ока­зывает тип привода: гидравлический, пневматический, электрический. Выбор привода должен производиться на основе сравнительного анализа преимуществ и недостатков различных типов приводов. Наибольшее распространение в качестве привода перегружателей толкающего типа получили гидравлические и пневматические силовые цилиндры, позволяющие без промежуточных элементов осуществлять поступательное движение рабочего органа.

При переталкивании тяжелых грузов больших габаритов применяют сложный привод, включающий два и более силовых цилиндра. Применение многоцилиндрового привода позволяет не только переместить груз, но и изменить его положение на несущей плоскости. Груз 1, который может занимать произвольное положение, переталкивается двумя силовыми цилиндрами 2 и 3 (рис. 9.5, а). При этом вначале груз разворачивается цилиндром 2 и затем перемещается под воздействием двух цилиндров.

Рис.17. Переталкиватель с двумя ци­линдрами:

а — цилиндры независимы; Рис.18.Толкатель с дополнительными

б — цилиндры жестко связаны друг с другом направля­ющими

На рис. 17, б показана кон­структивная схема перегружателя с двумя силовыми цилиндрами 3 и 4, штоки ко­торых жестко соединены с толкающим упором 2, непосредственно воздействующим на груз 1.

С целью разгрузки штока силового цилиндра и для выравнивания нагрузки на толкающий упор принимают конструкцию переталкивателя с дополнительными направляющими (рис. 18). Шток цилиндра 6 с помощью шарнирного устройства 3 соединен с толкающим упором 1. Дополнительные направляющие 4 и 7 перемещаются в опорах скольжения 5 и также при помощи шарнирных устройств 2 соединены с тол­кающим упором.

Рис. 18. Упоры и захваты горизон­тальных толкателей: а ~ упор прямо­угольной формы; б — упор в виде роли­ка; в — консольный упор; г— толка­тель для грузов с выемками; д — П-об-разный толкатель; е — захват-толка­тель для круглых грузов; ж —электро­магнитный захват-толкатель; з — тол­катель-подхват

В зависимости от типа груза и особенностей перегрузочного процесса на гори­зонтальных переталкивателях устанавливают толкающие упоры различной конфи­гурации или захватные устройства. Толкающие упоры только передают усилие грузу при прямом или обратном ходе переталкивателя. Захваты выполняют более сложные функции по сохранению определенного положения груза в процессе перегрузки, по обеспечению захвата груза при прямом и обратном ходах переталкивателя, по из­менению положения груза в период перегрузки.

Толкающий упор прямоугольной формы, используемый при переталкивании прямоугольных тарно-штучных грузов, находящихся на неподвижных несущих плоскостях, дан на рис.18, а. Толкающий упор в виде ролика показан на рис. 18 б, 6.

Толкающий упор с консольным расположением относительно штока силового цилиндра представлен на рис. 18, в. Груз 1 переталкивается консоль­ным упором 2 по направляющим 3.

При переталкивании грузов на движущуюся плоскость возможно разворачи­вание груза. В этих случаях применяют толкатели захватного типа. На рис. 18, г показан толкатель для грузов с выемками или отверстиями. Наличие штырей на захвате позволяет строго фиксировать положение груза. Аналогичную роль выполняет П-образный толкатель-захват для прямоугольных грузов (рис. 18, д) и тра­пециевидный захват-толкатель для грузов круглой и полукруглой форм (рис. 18, е). Применение электромагнитного захвата-толкателя (рис. 18, ж) позволяет выпол­нять перегрузку при прямом и обратном ходах штока силового цилиндра. При этом включение электромагнита может производиться только при обратном ходе штока. На рис. 18, з показано использование толкателя-подхвата для перегрузки тарных грузов с одной плоскости на другую, расположенную на определенном расстоянии от первой. Тара 3 имеет боковые кронштейны 4, с помощью которых осуществляется подхват груза толкателем 5 в момент его перехода с плоскости 6 на плоскость 7, имеющую скос 2, облегчающий заталкивание на нее груза,

Рис. 19. Схема пневмопри­вода с Рис, 20. Цилиндр с демпфированием

тормозным золотни­ком поршня

При высоких скоростях перемещения поршня пневмо- и гидроцилиндров воз­никает опасность удара при подходе к крайним положениям, что может вызвать повреждение груза и поломку механизмов. Для пневмоприводов применяют два метода торможения поршня при подходе к крайнему положению: с применением специальных тормозных устройств и автоторможение.

В качестве тормозного устройства используют тормозной золотник типа В77-3 или другие устройства, например пневмодроссель типа П-ДТ. На рис. 19 показана схема пневмопривода с торможением поршня в крайнем правом положении с при­менением тормозного золотника, совмещающего функции путевого переключателя 3 и дросселирующего устройства 4. Силовой цилиндр 1 управляется воздухораспре­делителем 5. Золотник имеет ролик, на который в определенной точке пути воздей­ствует упор 2, закрепленный на конце штока. При нажатии на ролик дроссельный клапан золотника смещается, перекрывая часть выпускного отверстия. В резуль­тате повышается давление в правой полости, возникает воздушная подушка, и ско­рость движения поршня падает. Следует отметить, что при обратном ходе поршня золотник не препятствует подаче воздуха в правую полость даже в тот период, когда ролик продолжает оставаться нажатым.

Метод автоторможения не требует включения в схему привода дополнительных устройств, фиксирующих подход поршня к крайнему положению. В схемах авто­торможения используется то обстоятельство, что в случае подачи воздуха в рабо­чую полость с атмосферным давлением поршень вначале быстро разгоняется, а за­тем при определенной настройке дросселя на выхлопной магистрали движется мед­ленно в результате образования воздушной подушки.

Для предотвращения удара поршня о крышку гидроцилиндра применяют различные методы торможения. Один из методов демпфирования поршня 2 преду­сматривает расточку в крышке силового цилиндра 1 цилиндрической впадины 3, в которую входит утолщенная часть штока 4 при подходе к крайним положениям (рис. 20). Эффект демпфирования достигается за счет выдавливания жидкости через зазор между расточкой и утолщением. Другой метод торможения поршня гидроцилиндра предусматриваем включение в напорную магистраль дроссельного клапана.

Электропривод для перегружателей толкающего типа применяется при исполь­зовании цепных и реечных передач для перемещения грузов. Горизонтальный тол­катель с грузоведущей цепью, предназначенный для загрузки и разгрузки четырех роликовых конвейеров, расположенных попарно под углом 90° друг к другу, пока­зан на рис. 21 Цепной перегружатель размещен над конвейерами в зоне их сты­ковки и позволяет производить передачу груза с любого конвейера на любой другой.

Рис. 21. Горизонтальный толкатель с электроприводом.

Толкатель 3 представляет собой металлическую конструкцию, закрепленную на тележке 5, которая перемещается по направляющим 7, закрепленным на опорных стойках 1 и 10. Тележка соединена с двумя замкнутыми цепями 11 и 13. Привод тележки толкателя содержит короткозамкнутый двигатель 9, редуктор 12, привод­ные 8 и натяжные 4 звездочки. Рабочая поверхность толкателя имеет накладки 2 из конвейерной ленты, что позволяет смягчить удар при первоначальном контакте груза 6 с толкателем.