Устройство для вибрационной обработки сыпучих грузов в вагоне

 

Использование для механизации и интенсификации погрузки открытого подвижного состава, для разравнивания и уплотнения сыпучих грузов в полувагонах и хопперах-дозаторах. Устройство содержит опорные балки 1, имеющие с передней стороны скосы для преодоления неровностей и расположенные снаружи ограничительные упоры 2, рабочий орган 3, представляющий собой плиту, имеющую заходную криволинейную часть и трапецеидальное поперечное сечение рабочей поверхности. На оси 4 смонтирован одновальный дебалансный вибровозбудитель 5, снабженный механизмом изменения угла его наклона в виде шарнирно закрепленного на оси 6 винта 7 с гайкой 8. Рабочий орган 3 соединяется с опорными балками 1 с помощью упругих элементов 9, которые имеют нажимной винт 10, позволяющий регулировать по высоте положение рабочего органа относительно балок 1. Центр масс O₁ вибровозбудителя 5 смещен относительно центра масс 0 рабочего органа в сторону, противоположную его движения. Ось дебалансного вала 11 составляет с продольной осью рабочего органа острый угол β . Вследствие статической неуравновешенности рабочего органа между рабочей поверхностью плиты и горизонталью образуется угол a . При работе вибровозбудителя устройство перемещается по верхней обвязке кузова вагона, разравнивая и уплотняя груз. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к средствам механизации и интенсификации разравнивания и уплотнения сыпучих грузов в открытом подвижном составе, преимущественно в полувагонах и хопперах-дозаторах.

Известно вибрационное устройство для разравнивания и уплотнения поверхности сыпучих грузов в полувагонах, содержащее связанный посредством рамы, снабженной шарнирно-рычажной и блочно-тросовой системой, с порталом рабочий орган, представляющий собой подъемно-опускной каток, концы которого выполнены в виде усеченных конусов, примыкающих меньшими основаниями к его средней цилиндрической части, снабженной плитой, наклонно установленной перед катком в направлении его качения, и вибровозбудитель направленного действия, сообщающий колебания катку и плите.

Недостатком такого устройства является недостаточная эффективность, так как реализуется только способ поверхностного уплотнения груза.

Известно также самоходное вибрационное устройство, принятое за прототип, содержащее раму со скосами и ограничительными упорами, на которой смонтирован вибровозбудитель дебалансного типа с наклонной осью, которая составляет с продольной осью рамы острый угол, направленный в сторону движения устройства по вагону.

Недостатком данного устройства является возможность реализации только объемного способа уплотнения груза без разравнивания и уплотнения его поверхности, что также снижает его эффективность.

Цель изобретения - повышение эффективности при уплотнении и разравнивании груза.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено установленной посредством упругих элементов на опорных балках профилированной в нижней части плитой для взаимодействия с грузом, при этом вибровозбудитель установлен на последней с возможностью поворота и фиксации в продольной вертикальной плоскости, а центр масс вибровозбудителя смещен в указанной плоскости относительно центра масс плиты с балками.

На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство; общий вид; на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.3 - схема сил, приложенных к центру масс вибровозбудителя, действующих в плоскости чертежа на фиг.1.

Вибрационное устройство содержит опорные балки 1, имеющие с передней стороны скосы для преодоления неровностей, и расположенные снаружи ограничительные упоры 2, взаимодействующие с боковыми поверхностями верхней обвязки кузова, рабочий орган 3, представляющий собой плиту, имеющую заходную криволинейную часть и трапецеидальное поперечное сечение рабочей поверхности, обращенной большим основанием вниз. На оси 4 смонтирован одновальный дебалансный вибровозбудитель 5, снабженный механизмом изменения угла его наклона в виде шарнирно закрепленного на оси 6 винта 7 с гайкой 8. Рабочий орган 3 соединяется с опорными балками 1 с помощью упругих элементов 9, например из резины, которые имеют нажимной винт 10, позволяющий регулировать по высоте положение плиты 3 относительно балок 1. Центр масс О₁ вибровозбудителя 5 смещен относительно центра масс О рабочего органа 3 на величину е, создавая статическую неуравновешенность последнего. Благодаря этому между рабочей поверхностью плиты 3 и горизонталью образуется угол α = 2^о...5^о, который в сочетании с криволинейной частью плиты способствует устранению призмы волочения перед рабочим органом при его движении. Ось дебалансного вала 11 составляет с продольной осью рабочего органа 3 острый угол β с вершиной, направленной в сторону движения устройства.

Устройство работает следующим образом.

Краном (не показан) устройство опорными балками 1 устанавливают на верхнюю обвязку кузова вагона 12. Под действием веса рабочего органа 3 упругие элементы 9 деформируются и он устанавливается под углом α на груз. Затем включается вибровозбудитель 5, генерирующий при вращении вала 11 с частотой ω круговую вынуждающую силу Р_оsin ωt с амплитудой Р_о. При этом возникают вертикальная Р₂ = =Р_оsinω tcos β, продольная Р_х = Р_оsinω tsinβ и поперечная Р_у = Р_оcos ωt составляющие кругового вектора. Вертикальная составляющая Р_z обеспечивает поверхностное уплотнение груза, а также вертикальные колебания кузова вагона, которые передаются через упругие элементы 9 и опорные балки 1. Наряду с этим кузову вагона сообщаются горизонтальные колебания через опорные балки 1 и ограничительные упоры 2 при действии поперечной составляющей Р_у. Наличие эти двух составляющих вынуждающей силы позволяет повысить эффективность процесса за счет реализации поверхностного и объемного виброуплотнения груза в вагоне, кузов которого при объемном уплотнении выполняет функции рабочего органа. Кроме того, вертикальная составляющая Р_z, действуя на плече е относительно центра масс О, сообщает рабочему органу помимо вертикальных, еще и крутильные колебания, которые способствуют повышению эффективности процесса уплотнения и разравнивания.

Продольная составляющая Р_х, суммируясь с проекцией на ось х силы тяжести вибровозбудителя, за счет геометрической асимметрии обеспечивает вибрационное перемещение устройства по верхней обвязке кузова вагона под действием силы mgsinβ cos β в сторону вершины угла β при одновременном взаимодействии рабочего органа 3 с грузом. Благодаря смещению общего центра масс рабочего органа 3 в сторону, противоположную его движению, за счет образования угла α и наличия крутильных колебаний, в верхних слоях груза увеличиваются касательные напряжения и обеспечивается более качественное разравнивание груза, свободная поверхность которого в сечении приобретает форму трапеции. В зависимости от высоты "шапки" груза вертикальное положение рабочего органа регулируется с помощью винтов 10.

После уплотнения и разравнивания груза устройство переходит на следующий вагон и так далее до последнего вагона. Затем оно снимается и краном устанавливается за габарит приближения строений в ожидании следующей партии вагонов и циклы повторяются.

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить эффективность уплотнения груза за счет одновременной реализации поверхностного и объемного виброуплотнения путем передачи колебаний грузу рабочим органом 3 и несущими элементами кузова вагона, которому они сообщаются через верхнюю обвязку опорными балками 1.

Таким образом, улучшается использование колебательной энергии, которая расходуется на перемещение устройства вдоль вагона и на уплотнение и разравнивание груза.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ СЫПУЧИХ ГРУЗОВ В ВАГОНЕ, содержащее опорные балки со скосами и ограничительными упорами, несущие дебалансный одновальный вибровозбудитель, ось которого расположена к продольной оси балок под острым углом, направленным в сторону движения устройства по вагону, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности при уплотнении и разравнивании груза, оно снабжено установленной посредством упругих элементов на указанных балках, профилированной в нижней части плитой для взаимодействия с грузом, при этом вибровозбудитель установлен на последней с возможностью поворота и фиксации в продольной вертикальной плоскости.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что центр массы вибровозбудителя смещен в продольной вертикальной плоскости относительно центра масс плиты с балками.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3