книги / Расчёт и конструирование вибрационных питателей

Регулирование величины возмущающей силы в принятом диапа­ зоне будем осуществлять при помощи пятиступенчатого переключа­

Глава VI

ПРЯМОЛИНЕЙНЫЕ ВИБРАЦИОННЫЕ ПИТАТЕЛИ — ВИБРАЦИОННЫЕ ТРАНСПОРТЕРЫ

25. Классификация прямолинейных вибрационных питателей

Применяемые в машиностроении прямолинейные вибрационные питатели — вибрационные транспортеры по назначению можно разделить на три группы:

1. Вибрационные транспортеры для перемещения сыпучих мате­ риалов и заготовок навалом.

2.Вибрационные транспортеры-лотки для перемещения ориен­ тированных заготовок.

3.Вибрационные транспортеры-лотки для подачи заготовок из бункерного питателя в рабочий орган станка.

Назначение прямолинейных вибропитателей предъявляет опреде­ ленные требования к конструкции и режиму работы питателя.

Вибрационные транспортеры для транспортирования заготовок

навалом и перемещения стружки, как правило, имеют большую дли-

133

ну и мощность; рабочий желоб транспортера имеет поперечное сече­ ние, позволяющее перемещать значительные объемы материалов.

Вибрационные транспортеры-лотки для перемещения ориентиро­ ванных заготовок имеют небольшие габариты в поперечном сечении. К жесткости рабочего органа такого транспортера предъявляются повышенные требования.

Вибрационные лотки, предназначенные для подачи заготовок из бункерного вибропитателя в рабочий органа станка, имеют обычно небольшую длину, и привод их может осуществляться от колеблющей­ ся чаши бункерного питателя, что значительно упрощает конструкцию.

По принципиальному устройству динамической системы вибро­ транспортеры разделяются на: а) одномассовые; б) двухмассовые и в) многомассовые, а по способу сообщения направленной вибрации на: а) вибротранспортеры с направленной подвеской; б) вибротран­ спортеры со свободной подвеской и направленной вибрацией, осу­ ществляемой за счет направленной возмущающей силы.

На фиг. 66, а показана схема одномассового вибротранспортера.

Вибротранспортер состоит из рабочего органа 7, пружинных резо­ нансных подвесок 2 и вибратора 3, жестко укрепленного на непо­

движном фундаменте. Колеблющейся массой у данной конструкции является рабочий орган 7, направление движения транспортера опре­ деляется углом наклона подвесок 2. Направление возмущающей силы

вибратора у таких систем может быть постоянным (электромагнит­ ные, инерционные типа «самобаланс» и др.) или переменным (дебалансные, пневматические и шариковые вибраторы).

На фиг. 66, б показана схема одномассового вибротранспортера

на свободной подвеске, направление колебаний которого определя­

66, г показан вибротранспортер с заданным направлением колебании

134

рабочего органа, кбторое обеспечивается за счет возмущающей силы вибратора.

Одной массой таких вибротранспортеров является рабочий орган 7, а другой массой является вибратор 2, связанный с массой 7 пружи­ нами 3. Пружины 4Уна которых подвешивается рабочий орган, вы­

полняют роль амортизаторов, поэтому их жесткость может быть мень­ шей, чем у одномассовых систем. Поэтому такие системы передают на фундамент значительно меньшие динамические нагрузки, чем одномассовые с направленной подвеской.

26. Вибрационные транспортеры для перемещения сыпучих материалов и заготовок навалом

Вибрационные транспортеры, перемещающие сыпучие материалы, применяются в механических цехах для уборки стружки и перемеще­ ния мелких заготовок навалом, а в литейных цехах — для транспорти­ рования и одновременного отделения формовочной смеси от отливок.

этого могут применяться в станинах станков или в узких проходах между станками.

На фиг. 67 показана схема установки вибротранспортеров, встро­ енных в станины станков. Транспортироваться может как сухая, так и мокрая стружка, при этом жидкость не разливается и может воз­ вращаться по желобу. Для этого транспортер устанавливается с не­ большим уклоном (до 2°) в сторону, обратную направлению движе­ ния стружки.

В случае установки продольных перегородок по желобу могут транс­ портироваться одновременно по крайней мере два вида стружки 7 и 2 в одном транспортере. Такого рода транспортеры целесообразно устанавливать на уборке чугунной и мелкой стальной, а также витой стружки с мелкими витками.

Простейшими в конструктивном отношении являются одномас­ совые вибротранспортеры. Для уменьшения динамических нагрузок,

В таких транспортерах применяют привод от кривошипно-шатун­ ного механизма, сообщающего желобу возвратно-поступательное движение. Наклонные рессоры в этом случае служат для сообщения желобу -движения под определенным углом бросания (3. Транспорте­ рами этого типа можно передавать стружку по цеху на расстояние до 30 м от одного привода. Скорость движения стружки составляет примерно от 6 до 15 м/мин. Производительность транспортера дли­ ной 30 м с размерами желоба 100 X 60 мм, приводимого электродви­ гателем мощностью 1 кет, составляет приблизительно 6 т/ч [31].

135

Ё настоящее время для транспортировки сыпучих грузов полу­ чили распространение уравновешенные двухмассовые транспортеры с эксцентриковым приводом. Транспортеры этого типа первоначально были выпущены австрийской фирмой «Биндер» [36]. Они хорошо себя зарекомендовали в эксплуатации и сейчас выпускаются в ряде запад­

ноевропейских стран и США.

Структурная схе­ ма уравновешенного резонансного вибра­ ционного транспорте­ ра с эксцентриковым приводом показана на фиг. 68. Транспортер состоит из двух грузонесущих органов — желобов 1 и 2, соеди­

ненных между собой пластинчатыми рес­ сорами 4, установленными попарно с каждой стороны желобов. Ме­

жду рессорами упругой подвески устанавливаются шатуны 5 с тремя резиновыми шарнирами. При помощи крайних шарниров шатун кре­

ческих нагрузок и позволяет снизить мощность приводного двига­ теля. Другим достоинством таких конструкций является то, что обе колеблющиеся массы могут полностью использоваться для полезной работы.

136

При установке грузонесущих органов транспортера на шатунах в современных конструкциях широко применяются резино-метал­ лические упругие элементы, работающие на кручение (сайлентблоки). Сайлентблок состоит из двух втулок, между которыми запрес­ совано резиновое кольцо (фиг. 69).

Внутренняя втулка неподвижно крепится на пальце, который устанавливается на грузонесущем органе. Внешняя втулка закреп­ ляется в шатуне. Поворачивание шатуна на небольшой угол осуще­ ствляется вследствие деформации резинового кольца.

Вибрационные транспортеры, предназначенные для уборки струж­ ки и т. п., должны иметь небольшую высоту.

находились с одной и с другой стороны желоба. Торсион одним концом жестко крепится в раме 5, а другой его конец пропускается через резиновый шарнир 4, установленный в раме. На свободном консоль­ ном конце торсиона жестко устанавливается шатун. Верхний шарнир шатуна выполняется с резино-металлическим упругим элементом. Таким образом, во всей подвеске нет ни одной пары скольжения. Все упругие элементы работают на сдвиг. Благодаря тому, что торсион жестко зажат только с одного конца, а другой его конец свободно проворачивается в резиновом шарнире, он может иметь достаточно большую рабочую длину. Вследствие этого шатун может делать значительные размахи, причем материал торсионного стержня не испытывает высоких напряжений.

27. Вибрационные лотки для транспортирования ориентированных заготовок

готовки от станка к станку, предъявляются специальные требования. Вибрационный лоток должен обеспечить равномерное движение за­ готовки по всей длине лотка. Для этого вертикальные колебания лот­ ка по всей его длине должны быть одинаковыми, не превышающими предельных значений, при которых начинается хаотическое движе­ ние в результате влияния упругого удара. Так как поперечное сечение лотка, перемещающего заготовки в один ряд, невелико, же­ сткость такого лотка очень часто может оказаться соизмеримой с жесткостью пружинных подвесок, в результате чего появляются до­ полнительные поперечные колебания лотка, неодинаковые по всей его длине и различные по фазе. Амплитуда дополнительных попереч­ ных колебаний в зависимости от фазы будет суммироваться или вы­ читаться из амплитуд основных колебаний, сообщаемых вибратором,

врезультате чего процесс движения заготовок будет нарушаться. Устранение описанных явлений в вибрационных лотках для по­

дачи ориентированных заготовок достигается следующим:

1)установкой лотка на мягких (зарезонансных) подвесках и при­ ложением возмущающего усилия вдоль лотка;

2)работой лотка на низкой частоте колебаний, где требуемая жесткость лотка будет значительно меньше;

3)значительным увеличением жесткости лотка в поперечном сече­ нии относительно горизонтальной плоскости.

Одномассовый вибрационный лоток на резонансной направленной

подвеске. При небольшой длине и значительной жесткости лотка,

когда его можно крепить к массивному основанию станка или пресса и передача вибрации станку не является вредной, весьма простой оказывается конструкция одномассового резонансного лотка, выпол­ ненного по схеме, приведенной на фиг. 66, а.

Лоток устанавливается на наклонных плоских пружинах, и си­ стема настраивается на околорезонансный режим. Якорь электромаг­ нитного вибратора крепится к лотку, а статор — к неподвижному осно­ ванию. Конструкция вибратора аналогична приведенной на фиг. 39.

Настройка системы на заданную частоту собственных колебаний v0 осуществляется путем расчета размеров пружин соответственно массе т

лотка.

Требуемая жесткость пружинных подвесок при общем их коли­ честве в системе, равном I, определяется по формуле

(233)

Определяем необходимый момент инерции пружинной подвески по формуле

(234)

138

Момент инерции плоской пружины прямоугольного сечения равен

Приравнивая формулы (234) и (235), получаем формулу для опре­ деления толщины пружины:

Ширина пружины выбирается конструктивно исходя из ширины лотка и способа крепления пружины. Длина пружины выбирается конструктивно исходя из высоты вибратора и проверяется на уста­ лостную прочность:

Формула (238) выведена из тех же соотношений, что и формула (191) для определения минимальной длины цилиндрических стержней

Амортизированный вибрационный лоток с динамическими гаси­ телями колебаний. Жесткое крепление одномассового резонансного

лотка к основанию станка вызывает довольно ощутимые колебания последнего, что значительно ограничивает область его применения. Амортизация таких лотков при помощи подвески основания на витых пружинах сравнительно небольшой жесткости, дающая эффект у бун­

139

При установке вибрационного лотка на пружинных амортиза­ торах (фиг. 71) переменные силы Fx и Р2, воздействующие через

пружины на верхнюю и нижнюю массы, заставят всю систему коле­

баний системы может быть ис­ пользован известный из теории колебаний принцип работы динами­ ческого гасителя колебаний, который заключается в следующем. Колебание основной массы, на которую действует переменное воз­ мущающее усилие, можно погасить, присоединив к этой массе дру­ гую массу на пружине. Если частота собственных колебаний вто­ рой массы на пружине будет точно соответствовать частоте возму­ щающего усилия, то возникшие резонансные колебания погасят ко­ лебания основной системы.

На фиг. 72 показана конструкция вибрационного прямолиней­

мы для перемещения цилиндрических заготовок. Сверху дорожка прикрывается съемной планкой 6. Основание питателя 7 подвешено на четырех парах витых пружин 5 сравнительно небольшой жестко­ сти, стянутых болтами 4. На основании 7 установлены нижние баш­ маки 9, в которых защемлены плоские пружины 2. Лоток 3 соединен с пружинами 2 при помощи верхних башмаков /. Привод питателя осуществляется электромагнитом 12, который колеблет якорь //, установленный на пружине 10. Лоток 3 на пружинах 2 и груз 8 на

и якорь И задемпфированы резиной. Демпфера представляют собой резиновые буфера 13, которые ограничивают амплитуду колебаний якоря И и груза 8. Система настраивается так, что якорь 11 и груз 8

Повидайло В. А. и Силин Р, А., Авторское свидетельство № 126038.

140

постоянно ударяются о буфера, которые ограничивают их амплитуды колебаний.

При уменьшении напряжения или изменении частоты сети амп­ литуда колебаний должна была бы уменьшиться, но у данной конст­ рукции уменьшается только степень ограничения амплитуды (т. е. сила удара о буфер).

Питатель для успешной работы должен быть правильно настроен,

вместе с лотком 3 при настройке перемещаются в башмаках 9.

Двухмассовые вибрационные лотки на зарезонансной подвеске. При

резонансной подвеске, в местах заделки подвесок на лоток будут воздействовать значительные изгибающие моменты. Поэтому лотки с резонансной подвеской должны обладать значительной жесткостью, а следовательно, иметь небольшую длину.

Для уменьшения требуемой жесткости лотка его устанавливают на зарезонансной (мягкой) подвеске. Кроме того, установка лотка на мягкой подвеске значительно уменьшает динамические усилия, пере­ даваемые на неподвижное основание. Лотки этого типа выполняются по двухмассовой схеме с направленной (см. фиг. 66, в) и свободной (см. фиг. 66* г) подвесками.

141