Ротор для транспортирования и бракеровки жестяных консервных крышек

 

Изобретение относится к технике транспортирования и отбраковки тонколистовых изделий и может быть использовано на автоматических роторных линиях производства жестяных консервных крышек. Цель изобретения - расширение технологических возможностей и повышение надежности устройства. Устройство содержит симметрично закрепленные на вращающемся диске ротора электромагнитные схваты. Каждый из схватов имеет электрическую катушку и датчики, состоящие из чувствительных и коммутирующих элементов. Система управления ротора выполнена в виде щеточно-коллекторного механизма. Электрические щетки подключены к катушкам соответствующих схватов и электрически связаны между собой через вентили и выходные цепи коммутирующих элементов. Коллектор содержит семь последовательно закрепленных на его плоской рабочей поверхности контактных пластин, электрически связанных с тремя источниками тока. В процессе вращения ротора щетки скользят в соответствующих кольцевых зонах коллектора, поочередно контактируя с контактными пластинами. При этом осуществляется захват консервных крышек поочередно каждым из электромагнитных схватов. Отбраковка крышки производится в случае отсутствия срабатывания одного из коммутирующих элементов схвата. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 (51)5 13 21 D 43/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbITHflM

ПРИ ГКНТ СССР

К A ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4354831/3 1-27 (22),04.01.88 (46) 23.03.90. Бюл. N - 11 (71) Днепропетровский горный институт им.Артема и Научно-производственное объединение по механизации, роботизации труда и совершенствованию ремонтного обеспечения на предприятиях черной металлургии "Черметмеханизация" (72) А.С.Головченко, Г.П.Зиненко, А.Б.Иванов, О.И.Моргунов, В.ф.Рогов и A.И.Рясса (53) 621.73.06(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)I 1199372, кл . В 21 D 43/00, 1984 . (54) РОТОР ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ И

БРАКЕРОВКИ ЖЕСТЯНЫХ КОНСЕРВНЫХ KPbmlEK (57) Изобретение относится к технике транспортирования и отбраковки тонколистовых изделий и может быть использовано. на автоматических роторных линиях производства жестяных консервных крьппек. Цель изобретения — расширение технологических возможностей и повыИзобретение относится к технике транспортирования и отбраковки тонколистовых иэделий и может быть использовано на автоматических ротных линиях производства жестяных консервных крышек.

2 шение надежности устройства. Устройство содержит симметрично закрепленные на вращающемся диске ротора элект ромагнитные схваты. Каждый из схватов имеет электрическую катушку и датчики, состоящие из чувствительных и коммутирующих элементов. Система управления ротора выполнена в виде щеточно-коллекторного механизма.

Электрические щетки подключены к катушкам соответствующих схватов и электрически связаны между собой через вентили и выходные цепи коммутирующих элементов. Коллектор содержит семь последовательно закрепленных на его плоской рабочей поверхности контактных пластин, электрически связанных с тремя источниками тока. В процессе вращения ротора щетки скользят в соответствующих .кольцевых зонах коллектора, поочередно контактируя с контактными пластинами. При этом осуществляется захват консервных крьппек поочередно каждым из электромагнитных схватов. Отбраковка крьппки производится в случае отсутствия срабатыва-. ния одного из коммутирующих элементов схвата. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Цель изобретения — расширение технолог ичес ких в озможн остей и п овыше- ние надежности устройства.

На фиг. 1 приведена схема ротора; на фиг. 2 — принципиальная электрическая схема оотора; на фиг. 3

1551453 в роторной линии. производства жестяных крышек из ленточной жести для транспортирования крышек непосредственно после процесса их штамповки разделительными штампами на технологичесKQM роторе штамповки. Благодаря .тому, что угол оС выбран меньше прямого угла на заранее определенный угол

3, возможные усечения в виде "полуI месяца на бракованных крышках оказываются в зоне размещения чувствительных элементов 13 датчиков благодаря чему надежная отбраковка консервных крьш ек может быть обеспечена при относительно малом количестве датчиков в электромагнитных схватах. Так, в случае возможного появления бракованных консервных крышек лишь в результате нарушения синхронизма или обрыва ленты, каждый электромагнитный схват может быть снабжен лишь двумя датчиками, чувствительные элементы которых размещены диаметрально противоположно под углом Ы, к прямой, соединяющей центр схвата с центром вращающегося диска 2.

С учетом того, что бракованные крышки могут появляться и в результате черезмерного отклонения ленты в боковом направлении, калСцьпл электромагнитный схват в предлагаемом устройстве снабжен четырьмя датчиками с симметрично размещенными чувствительными элементами для повьппения надежности отбраковки жестяных крыности.

Ротор (фиг. 2) содержит также цополнитслькые вентили 27 и 28, резисторы 29 и 30.

В нижней части осевой зоны 31 магйитопровода 32 шарнирно закреплен чувствительный элемент каждого датчика.

Ирышка 33 образовывает нижнюю кромку 40 электромагнитного схвата. С помощью с, оответствующих узлов 34 урепления каждый схват 1 закреплен на диске 2. .К диску 2 прикреплены си1лметрично щеткодержатели 35 — 40. На рабочей по— верхности коллектора 4 выделены коль— цевые зоны 41-46.

На фиг. 3 приняты обозначения: задняя граница 47 пластины 74, передняя граница 48 пластины 20, задняя грани- 50 ца 49 пластины 22.

Каждый электромагнитный схват 1 закреплен на врап;ающемся диске 2 с помощью соответствующих узлов 34 крепления так, чтобы угол <6 между дву. мя прямьпли в горизонтальной плоскости, соединяющими центр схватя с осью 1иск» 2 и передним по направлению вращения диска чувствительным элементом схема коллектора, на фиг. 4 — электромагнитный схват на фиг. 5 — схема крепления схвата.

Ротор для транспортирования и бра5 кЕровки жестяных коксервкых крьппек с Одержит несколько, например шесть, электромагнитных схватов 1,. симметрично закрепленных на вращающемся диске 2, и систему 3 управления, выполненную в виде щеточно-коллекторнОго механизма,;.:îñòîÿùåãî из коллектОра 4, основных электрических щетОк 5 — 10 и вспомогательной электрическ эй щетки 11„ 15

Каждьп из электромагнитных схватов

1 содержит катушку 12 и датчики, с острящие из чувствительных элементов

i ) и коммутирующих элементов 14, выходные цепи которых электрически сое- 2р д кены между собой последовательно.

Система 3 управления содержит также вентили 15 и три источника 16-18 тока, причем первьп источник 16 имеет повышенное напряжение и соединен сво- 25 и1л отрицательным полюсом с отрицательк пл полюсом источника 17 и положи1 тельным полюсом источника 18.

Коллектор 4 содержит контактное кольцо 19 и семь контактных пластин

20 — 26, закрепленных посгедовательно на его рабочей поверхности по окруж13, был менее прямого угла на заранее выбранную величину ф . Такое крепление электромагнитных схватов 1 позволяет обеспечить повьппенную надежность отбраковки жестяных консервных крышек при минимальном количестве датчиков в случ ае применения устройства шек.

Коллектор 4 выполнен в виде диска с плоской рабочей поверхностью. Та— кой коллектор проще и меньше по занимаемому объему по сравнению с коллектором, имеющим, например, цилиндрическую или коническую рабочую поверхность. Коллектор 4 закреплек с возможкостью его поворота на ограниченный угол относительно своей оси, совмещенной с осью диска 2. При этом первая контактная пластина 20 электрически связана с положительным полюсом первого источника 16 тока повьппенного напряжения, вторая пластина 21, третья 22 и пятая 24 пластины вЂ,с

5 15514 положительным полюсом второго источника 17 тока, четвертая пластина 23 и шестая пластина 25 — с отрицатель- ным полюсом третьего источника 18 то5 ка, а седьмая пластина 26 — с общей точкой соединения источников 16-18, подключенной к контактному кольцу 19.

Промежутки между пластинами 2026 заполнены диэлектриком до рабочей поверхности этих пластин. При этом величина промежутка между первой

20 и седьмой 26 пластинами повьппает расстояние между сос.едними основными щетками, что исключает одновременно контактирование с первой 20 и седьмой

26 пластинами двух соседних основных щеток, а величина остальных промежутков между пластинами 20-26 меньше ширины основных щеток, что обеспечиваю ет перемыкание соседних контактных пластин основными щетками. Длина контактной пластины 20 выбрана минимально возможной исходя из требуемой продолжительности форсированного режима 25 работы электромагнитного схвата. Длина контактной пластины 24 превьппает, расстояние между соседними основными щетками.

Вентиль 27 обеспечивает электричес-3р кую развязку источников 16 и 17 тока в периоды перемыкания первой пластины 20 и второй пластины 21 основными щетками 5-10, исключая тем самым подачу повышенного напряжения на пластины 22 и 24, повьппенный нагрев катушек 12 и перегрузку источника 16 тока. Кроме того, вентиль 27 исключает искрение основных щеток в моменты окончания периодов перемыкания плас- 4р тин 20 и 21 основными щетками и повышает тем самым надежность работы ще" точно-коллекторного механизма. Вентиль 28 также повьапает надежность работы щеточно-коллекторного механиз- 4r ма за счет исключения искрения основных.щеток в моменты окончания периодов пер емыкания пластин 25 и 26 этими щетками. Резисторы 29 и 30 ограничивают тока в контурах 17-22-23-29-18- 5О

1 7 и 1 7-24-25-30-18-1 7 в периоды перемыкания основными щетками пластин соответственно 22-23 и 24-25, значительно ослабляя тем самым искрение основных щеток в моменты окончания периодов перемыкания указанных пластин.

Кроме этого, резисторы 29 и 30 исключают подачи положительного потенциала от источника 17 на пластину 23

53 в периоды геремыкания основными щетк, :. ми пластины 24-25 и, наоборот, на пластину 25 в периоды перемыкания пластин 22-23 и упрощают тем самым выбор основных размеров контактных пластин коллектора 4 при заданных углах транспортирования качественных и бракованных крьппек.

Чувствительньп» элемент 13 каждого датчика выполнен в виде подпружиненного рь»чага, выступающего одним из своих концов за пределы нижней кромки схвата на расстоянии от его центра, несколько меньшем внешнего радиуса консервной крышки. Друг.»м своим концом рычаг 13 механически связан с соответствующим коммутирующим элементом 14 . В качестве коммутирующего элемента 14 может быть использован, например, концевой микропереключатель с замыкающими контактами и подпружиненной кнопкой, контактирующей с другим концом рычага 13 ° Зигзагообразная форма рычагов 13 и крепление этих рычагов и коммутирующих элементов 14 в нижней части осевой зоны 31 магнитопровода 32 обеспечивают максимальное возможное использован»»е рабочего пространства схвата и существенное снижение усилия, которое необходимо преодолеть со стороны выступающего за пределы кромки схвата рычага 13, для срабатывания микропереключателя

14, что важно в связи с тем, что усилия срабатывания микропереключателей с требуемыми электрическими характеристиками в несколько раз превьппает вес консервной крьппки. Перечисленные достоинства формы рычага 13 позволяют в итоге существенно снизить габариты электромагнитных схватов. Нижняя кромка схвата 1 образована крышкой 33 с отверстиями, через которые выступают чувствительные элементы

13. с возможностью их свободного перемещения (без тре»»ия о крышку 33) .

Указанные от";-.åðñòèÿ расположены диаметрально противоположно на расстоянии от сси схвата 1, несколько меньшем вне»снего радиуса консервной крьппки. Крьппка 33 изготовлена из материала, обладающего очень низкой магнитной проницаемостью. Иагнитопровод

32 изготовлен из магнптомягкого ма —териала.

Основные щетки 5-10 закреплены в щеткодержателях 35-40, симметрично

1551453 прикрепленных к диску 2, с возможностью их смещения в радиальных направлениях в горизонтальной плоскости, параллельной рабочей поверхности коллектора 4. В общем случае щетки 5-10 могут быть размещены на различном расстоянии с таким расчетом, чтобы этим щеткам были выделены соответствующие кольцевые зоны 41 46 на рабочей поверхности коллектора 4.

Задняя граница 47 пятой пластины 24 состоит из участков с различными угловыми координатами. Это достигнуто за счет того, что задняя граница 47 пластины 24 в пределах каждой из кольцевых зон 41-46 не совпадает с радиальной линией. Передняя граница

48 первой пластины 20 коллектора 4 выполнена прямолинейной с одинаковы- 20

1 ми угловыми координатами ее точек, т.е. совпадающей с радиальной линией.

Такая форма первой пластины 20 и пятой контактной пластины 24 позволяет сравнительно просто регулиро- 25 вать угол транспортирования качественных консервных крьппек за счет смещения основных щеток 5-10 в радиальном направлении в пределах выделенных кольцевых зон 41-46 и упрощает 30 тем самым наладочные работы. В прост ейшем случае, к огда ос нов ные щетки

5-10 смещены на одинаковые расстояния с выделением для них единой кольЦеВОЙ зОны например зоны 41 задняя граница 47 пластины 24 может быть выполнена в виде прямой линии, не совпадающей с радиальной линией.

Для расширения функциональных воз( можностей ротора задняя граница 49 40 третьей пластины 22 и задняя граница

47 пятой пластины 24 коллектора 4 выполнены по форме соответственно сту11 л пенчатой и зубчат ой. При эт ом зубья задней границы 47 пластины 24 расположены в соответствующих кольцевых зонах 41 46 и в пределах одного сектора коллектора 4. "Ступеньки" задней границы 49 пластины 22 также расположены в соответствующих кольцевых зонах 41-26,однако занимают различ— ные секторы коллектора. При такой форме задней границы 49 пластины 22 каждому электромагнитному схвату 1 соответствует своя зона сброса бра.кованных консервных крышек, благодаря чему расширяются функциональные возможности предлагаемого устройства.

Ротор работает следующим образом.

В процессе вращения диска 2 основные щетки 5-10 скользят в соответствующих кольцевых зонах 41-46 коллектора 4, поочередно контактируя с контактными пластинами 20-26 коллектора.

Пусть в некоторьпг момент времени щетка 5 коснулась пластины 20. В этот момент катушка соответствующего электромагнитного схвата 1 подключается к первому источнику 16 тока повышенного напряжения, в результате чего этот схват в форсированном режиме захватывает консервную крышку в позиции захвата. Для совмещения центров схвата и захваченной консервной крышки коллектор 4 предварительно (в процессе наладки) повернут и затем зафиксирован в соответствующем положении. В момент захвата консервная крышка нажимает на рычаги 13 и замыкает тем самым выходные цепи соответствующих коммутирующих элементов 14 датчиков этого схвата, соединенные между собой последовательно. При этом, если консервная крьппка качественная, то нажимаются все рычаги 13 данного схвата и, следовательно, замыкаются выходные цепи всех соответствующих элементов 14.Если же крьппка бракованная,то некоторые рычаги 13 оказываются ненажатыми, а цепь соединения элементов- 14 — разомкнутой.

Затем щетка 5 замыкает пластины 20 и 21, в результате чего повышенное напряжение от источника 16 передается на пластины 21, вентиль 27 запирается и тем самым предотвращает подачу повышенного напряжения на другие пластины и катушки.

Форсированный режим работы схвата прекращается в момент прекращения контактирования щетки 5 с пластиной

20. Возможное искрение щетки 5 в этот момент предотвращается за. счет контура 12-11-19-17-27-21-5-12, в котором ток в катушке 12 плавно снижается до значения, достаточного для надежного удержания захваченной консервной KpbEIKH

Переход щетки 5 Eid THH 22 со провождается переключением тока с вентиля 27 на перемычку, соединяющую источник 17 с пластиной 22, причем этот переход не вызывает каких-либо изменений и не сопровождается искрением щетки 5.

B момент перемыкания пластин 22 и 23 напряжение источника 17 пере1551453

10 дается на пластину 23, не изменяя при этом напряжение на выходе источника

18 и на пластине 25. благодаря наличию резисторов 29 и 30.

В момент исчезновения контакта с пластиной 22, в случае бракованной консервной крьппки, в катушке 12 образуется новый контур 12-11 — 19-18

29-23-5-12, в котором источник 18 включен встречно первоначально протекаемому току удержания. При этом ток в катушке 12 быстро спадает до некоторого отрицательного значения от напряжения источника 18 и сопро- 15 тивления резистора 29 и выбираемого из условия практически полного размагничивания магнитопровода 32 элект-. ромагнитного схвата 1. В результате этого бракованная консервная крьппка 20 надежно (без "залипания") сбрасывается в зоне а, определяемой угловой координатой участка задней границы

49 пластины 22 находящегося в кольцевой зоне 41 коллектора 4, отведенной для щетки 5. Последующее перемыкание пластин 23 и 24 в этом случае сопровождается повторным возрастанием тока в катушке 12, но уже при отсутствии на роторе бракованной консервной 30 крышки.

В случае же качественной консервной крышки в момент исчезновения контакта с пластиной 22 для тока в катушке 12 образуется замкнутый контур 12-11-19-17-24-10-15-14-12, благодаря которому в катушке сохраняется ток, достаточньп для удержания качественной консервной крышки. Последующее перемыкание пластин 23 и 24 40 сопровождается образованием контура

12-11-19-17-24-5-12, обеспечивающего удержание качественной консервной крышки независимо от состояния выходньтх цепей контактирующих элементов 45

14 и положения впередискользящей щетки 10. При этом вентиль 15 исключает подачу напряжения от щетки 5 на впередискользящую щетку 10 через коммутирующие элементы 14 и, следователь- 50 но, исключает взаимовлияние электромагнитных схватов, В момент перемыкания пластин 24 и

25 напряжение источника 17 передается на пластину 25, не изменяя при этом напряжение на выходе источника

18 и на пластине 23, благодаря нали- чию резисторов 29 и 30.

В момент исчезновения контакта с пластиной 24 для тока в катушке 12 образуется контур 12-11 — 19-18-30-255-12; в котором источник 18 включен встречно току удержания. При этом ток в катушке 12 изменяется также, как и в описанном случае сброса бракованной консервной крьппки. В результате происходит быстрое размагничивание магнитной системы 32 схвата и сброс качественной крышки в зоне, определяемой положением задней границы 47 пластины 24 в пределах кольцевой зоны

41. Сброс качественной крышки осуществляется вне зависимости от состояния выходных цепей коммутирующих элементов, так как в этот период впередискользящая щетка 10 скользит по диэлектрической поверхности в промежутке между пластинами 20 и 26.

Последующее пер емыкание пластин

25 и 26 сопровождается запиранием вентиля 28.

В момент исчезновения контакта с пластиной 25 вентиль 28 переходит в проводящее состояние, обеспечивая плавное спадение до нуля ранее протекающего размагничивающего тока по контуру 12-5-26-28-19-11-12 и, следовательно, безискровое скольжение щетки 5. Далее цикл работы рассмотренного электромагнит;orо схвата и связанных с ним элементов повторяется.

Аналогично работают и другие электромагнитные схваты при соответствующем сдвиге во времени с тем лишь отличием, что сброс бракованных консервных крышек осуществляется в зонах b, с, d, е, f, положение которых определяется угловыми координатами участков задней границы 49 пластины 22 в пределах соответствующих кольцевых зон 42-46 коллектора.

В процессе наладки ротора регулируется угол транспортирования качественных консервных крышек за счет смещения основных щеток 5-10 в радиальных направлениях в пределах выделенных соответствующих кольцевых зон

41-46. Такая регулировка необходима в связи со сложностью точного расчета траек-ории падения крышки, подверженной влиянию трудно учитываемых факторов из-за очень малой массы и относительно большой площади консервной крышки. Описанная форма передней границы 48 первой пластины 20 обеспе1551453

5

20

30

40

Формул а изобретения

1. Ротор для транспортирования и бракеровки жестяных консервных крышек, содержащий электр омагнитные схваты с датчиками, чувствительные элементы которых связаны через коммутируюцие элементы с обмотками катучивает возможность раздельного и„ следовательно, простого и удобного регулирования зоны захвата крышек и зоны сброса качественных крышек в процессе наладки ротора и роторной линии в целом.

Схема управления электромагнитными схватами отличается простотой при любом количестве схватов и обеспечивает не только практически безискровую и надежную работу электрических щеток, но и просто обеспечивает пол, ное размагничивание магнитной систе мы схватов обратным (размагничивающим) током для надежного сбрасыва ния (без "залипания") легких консервных крышек ° Благодаря тому., данный ротор отличается от известных транспортных средств с использованием электромагнитных схватов, в которых совмещение задачи улучшения условий коммутации катушек схватов, решаемой чаще всего шунтированием катушек обратными вентилями, с задачей размагничивания этих же катушек сопряжено с необходимостью значительного усложнения системы управления, так как обратные вентили препятствуют размагничиванию катушек обратным током.

Ступенчатая форма задней границы

49 третьей пластины 22 обеспечивает автоматическое изменение зоны сброса бракованных консервных крышек в зависимости от номера электромагнитного схвата и, следовательно, возможность распознавать место и причины возникновения брака с помощью простейших средств автдматики.

Экономический эффект от использования предлагаемого устройства роторной линии производства жестяных крышек обуславливается повьппением надежности бракеровки консервных крышек и, следовательно, надежности оборудования линии, простотой основных узлов, наладки и обслуживания устройства и расширением функциональных возможностей. шек соответствующих схватов, о т л ич ающи йс я тем, что, с целью расширения технологических возможностей и повышения надежности в работе, он снабжен системой управления и вращающимся диском, снаружи которого на равном расстоянии по окружности расположены электромагнитные схваты, каждый из которых снабжен последовательно соединенными коммутируюцими элементами и датчиками с чувствительными элементами, а система управления выполнена в виде щеточно-коллекторного механизма, состоящего из коллектора с плоской рабочей поверхностью, восьми вентилей, двух резисторов, трех источников тока, щеток и одной вспомогательной щетки, при этом щетки подключены к первым концам кату- . шек соответствующих схватов и электрически связаны между собой через коммутируюцие элементы каждого схвата и шесть последовательно соединенных между ними вентилей, а коллектор снабжен контактным кольцом и семью последовательно закрепленными на его рабочей. поверхности контактными пластинами, причем первая пластина электрич ес ки с вя зана с одним, из и олюс ов источника тока повышенного напряжения, вторая пластина через седьмой вентиль, а третья и пятая пластины непосредственно связаны с одним из полюсов второго источника тока той же полярности, четвертая и шестая пластины через соответствующие резисторы связаны с одним из полюсов третьего источника тока другой полярности, а седьмая пластина через восьмой вентиль связана с общей точкой соединения других полюсов источников тока и подсоединена через контактное кольцо коллектора и вспомогательную шетку к общей точке соединения вторых концов катушек схватов, при этом коллектор закреплен с возможностью его поворота на ограниченный угол относительно своей оси, совмещенной с осью диска.

2. Ротор поп. 1, отлич аюшийся тем, что чувствительный элемент каждого датчика выполнен в виде подпружиненного и выступающего за пределы нижней кромки схвата рычага, причем чувствительные элементы размещены относительно центра схвата симметрично и диаметрально противоположно на расстоянии внешнего радиу13 1551453 14 са консервной крышки, а геометричес- 3. ротор по п. 1, о т л и ч а ю— кая ось переднего по направлению вра- шийся тем, что щетки закреплены щения диска чувствительного элемента,, с возможностью их смещения я по нan авпроходящая через центр схвата, рас- 5 ляющим а передняя гр ц первой положена под углом, меньшим прямого пластины коллектора выполне р выполнена прямоугла на заранее выбранную величину, линейнои в ридальном направлени нап авлении колoTHocHTeJIbHo геометрической оси, сое- лектора, задние границы третьер

ы т етьей и пядиняющей центр схвата с осью диска. тои пластин коллектора выпол т а выполнены по

10 форме соответственно ступенчатой и зубчатой.

1551453

1551453 фиг.5