Устройство для вибрационного транспортирования

 

Изобретение используется в устройствах для вибрационного транспортирования, в приборостроении, при создании виброконвейеров. Устройство включает гибкую замкнутую плоскую ленту, расположенную горизонтально и охватывающую с натягом роликоопоры и два барабана, установленные на стойках. Барабаны закреплены на стойках неподвижно без возможности относительного поворота, наружные поверхности барабанов выполнены с отличными друг от друга коэффициентами трения скольжения. Стойки для крепления барабанов соединены с вибровозбудителем продольных колебаний в направлении транспортирования. Снижаются энергозатраты на транспортирование. 2 ил.

Изобретение относится к вибрационному транспортированию и может быть использовано в приборостроении, при создании виброконвейеров и т.п.

Известны устройства для вибрационного транспортирования, содержащие горизонтально расположенную на упругой подвеске транспортирующую платформу, соединенную с вибровозбудителем низкочастотных гармонических колебаний в плоскости транспортирования, а также с генератором импульсов высокочастотных колебаний, перпендикулярных плоскости транспортирования /см. а.с. СССР N 757418, кл. B 65 G 27/24, 1980; а.с. СССР N 1022895, кл. B 65 G 27/00, B 65 G 27/18, 1983 г./.

Известны также устройства для вибрационного транспортирования, содержащие установленный на регулируемых амортизаторах горизонтальный транспортирующий орган, соединенный с высокочастотными вибраторами продольных бегущих волн и дополнительных вертикальных колебаний с частотой, отличной от частоты возбуждаемой продольной бегущей волны в транспортирующем органе /см. а.с. СССР N 565004, кл. B 65 G 27/00, 1977 г; а.с. СССР N 593982, кл. B 65 G 27/00, 1978 г/.

Недостатками известных устройств являются большие энергозатраты для создания виброрежимов, значительная сложность конструкции, схемных решений, эксплуатации и, как следствие - ограничение областей применения, что обусловлено сложностью установки транспортирующего органа на регулируемой упругой подвеске с возможностью одновременного смещения в горизонтальной и вертикальной плоскостях, наличием специального электромеханического оборудования, а главное - сложностью регулировки и взаимной синхронизации транспортирующего органа, представляющего собой колебательную систему несколькими степенями свободы, причем, в разных плоскостях, вибровозбудителей низко- и высокочастотных колебаний в различных плоскостях, а также генератора высокочастотных импульсов. Кроме того, известные устройства предъявляют серьезные требования к характеру колебаний, не позволяют использовать для вибротранспортирования паразитные, вторичные вибрации, возникающие на производстве как неизбежные последствия сложных производственных процессов, а требуют создания специальных синхронизированных режимов колебаний.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является передвижной ленточный горизонтальной конвейер, включающий приводное устройство в виде электродвигателя, редуктора, приводного и концевого барабанов, гибкую замкнутую плоскую ленту и поддерживающие роликоопоры /см. Левинсон В.Н. Транспортные устройства непрерывного действия. - М.: Машгиз, 1960, с. 77 - 106 или RU 2051852, 1996 г., принятый за прототип/.

Однако, данное устройство, имея по сравнению с известными устройствами вибрационного транспортирования значительные достоинства, также имеет ряд серьезных недостатков. Главным образом - это наличие специального привода конвейера с высокими требованиями к режимам вращения, к двигателю, редуктору и т.п., необходимость синхронизации привода с механическими параметрами движущейся на роликоопорах ленты с транспортируемым грузом, значительные энергозатраты, невозможность извлечения полезной работы из случайных, паразитных энергетических режимов, возникающих в результате сложных производственных процессов.

Целесообразно создание устройства для вибрационного транспортирования, объединяющего в себе достоинства известного вибрационного транспортера и ленточного конвейера и исключающего их недостатки.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство для вибрационного транспортирования создано на основе ленточного конвейера, у которого исключено приводное устройство, а движение ленты осуществлено за счет инерционных сил, возникающих при взаимодействии транспортируемого груза с внешними вибрационными воздействиями.

Технический результат - упрощение устройства и снижение энергозатрат на транспортирование.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве для вибрационного транспортирования, включающем гибкую замкнутую плоскую ленту, расположенную горизонтально и охватывающую с натягом роликоопоры и два барабана, установленные на стойках, особенность заключается в том, что барабаны закреплены на стойках неподвижно без возможности относительного поворота, наружные поверхности барабанов выполнены с отличными друг от друга коэффициентами трения скольжения, а стойки для крепления барабанов соединены с вибровозбудителем продольных колебаний в направлении транспортирования.

На фиг. 1 и фиг. 2 схематично изображено предлагаемое устройство вибрационного транспортирования в два последовательных полупериода внешних вибрационных воздействий.

Устройство для вибрационного транспортирования содержит гибкую замкнутую плоскую ленту 1 с установленным на ней транспортируемым грузом 2, расположенную горизонтально и охватывающую с натягом роликовые опоры 3 и два барабана 4, 5, установленные на стойках 6, 7, при этом барабаны 4, 5 закреплены на стойках 6, 7 неподвижно без возможности относительного поворота, наружные поверхности 8, 9 соответственно барабанов 4, 5 выполнены с отличными друг от друга коэффициентами трения скольжения, а стойки 6, 7 для крепления барабанов 4, 5 установлены на основании 10 и соединены с вибровозбудителем 11 продольных колебаний в направлении транспортирования.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Предварительно особо укажем, что так как частота внешних вибрационных воздействий значительно превосходит частоты низших форм колебаний натянутой ленты 1, то положения ленты 1 на фиг. 1 и фиг. 2, а также весь характер работы устройства следует описывать не для установившихся режимов, а для мгновенных значений деформаций, скоростей, сил и т.д. Предположим, что у левого на фиг. 1 барабана 4 коэффициент трения f₁ наружной поверхности 8 значительно меньше коэффициента трения f₂ наружной поверхности 9 барабана 5. Пусть в первый полупериод действия внешней вибрации вибровозбудитель 11 прикладывает к стойкам 6, 7 и основанию 10 импульс ускорения, направленный влево /см. фиг. 1/. Тогда за счет инерционных сил груз 2 стремится сместиться вместе с лентой 1 относительно барабана 4 вправо, левая от груза 2 часть верхней /рабочей/ ветви ленты 1 натягивается, правая - провисает. Нормальные силы при взаимодействии ленты 1 с барабаном 4 значительны. Но так как коэффициент трения скольжения f₁ между лентой 1 и поверхностью 8 барабана 4 предельно мал, то силы трения все равно малы и лента 1 при ее натяжении проскальзывает относительно барабана 4 вправо. В зоне же барабана 5 лента 1 провисла, нормальные силы взаимодействия барабана 5 и ленты 1 малы. Поэтому, несмотря на значительный коэффициент трения скольжения f₂ ленты 1 по поверхности 9 барабана 5 силы трения между ними малы и барабан 5 не препятствует смещению верхней ветви ленты 1 вправо, то есть движению ленты 1 по часовой стрелке. Здесь сразу же повторимся, что конечно увеличение натяжения в левой части от груза 2 и провисание правой части верхней ветви ленты 1 приведет в течение определенного промежутка времени к выравниванию натяжения по всему замкнутому контуру ленты 1, то есть к установившемуся режиму. Однако, при указанном выше соотношении частот внешних вибраций и собственных частот ленты 1 работа устройства характеризуется мгновенными значениями прогибов ленты, натяжений, нормальных давлений, сил трения и т. п. , что и иллюстрировано схемами на фиг. 1 и фиг. 2. Во второй полупериод вибрации /фиг. 2/, когда импульс виброускорений направлен вправо, груз 2 стремится сместиться влево и, наоборот, натягивается правая от груза 2, а провисает левая часть верхней ветви ленты 1. Однако, значительный коэффициент трения f₂ одновременно со значительными силами нормального взаимодействия между лентой 1 и барабаном 5 приводят к появлению значительных сил трения, практически не позволяющих в этот полупериод проскальзывать верхней ветви ленты 1 относительно барабана 5 влево. При соответствующем подборе соотношения между коэффициентом трения f₂ поверхности 9 с лентой 1, амплитудой внешних виброускорений, массой транспортируемого груза и т.п. можно добиться того, что в этот полупериод лента 1 вообще не будет проскальзывать относительно барабана 5. В результате под действием внешних вибраций лента 1 будет совершать устойчивое однонаправленное обращение вокруг барабанов 4, 5 /при указанном выше соотношении коэффициентов трения это обращение происходит по часовой стрелке/.

При текстильной прорезиненной ленте 1 и стальном барабане 4 с полированной поверхностью 8 коэффициент трения f₁ ≈ 0,05 - 0,1, при резиновом покрытии 9 барабана 5 коэффициент трения f₂ ≈ 0,4 - 0,5. Вибрационные ускорения, прикладываемые вибровозбудителем 11, должны создавать силы инерции груза 2, достаточные для натяга и провисания ленты 1 в соответствующих местах, однако, не вызывающие проскальзывание груза 2 по ленте 1, то есть не превосходящие силы трения между грузом 2 и лентой 1. В частности конкретном случае можно увеличить силы сцепления груза 2 с лентой 1, например, за счет использования сил магнитного взаимодействия груза с лентой при ферромагнитных грузах. На чертежах не показаны загрузочно-разгрузочные устройства, однако из принципа работы предлагаемого устройства понятно, что движение ленты 1 при действии вибрации начинается только при появлении на ней груза 2 и автоматически прекращается сразу же после сбрасывания груза с ленты.

Очевидно, что предлагаемое устройство отличается существенной простотой, не требует применения генераторов колебаний, двигателей и редукторов привода вращения барабанов. Устройство практически не чувствительно к характеру внешних вибрационных воздействий как по частотным характеристикам, так и по направлению приложенных возмущений. Самое главное - возможность устройства транспортировать грузы при действии случайной вибрации, при паразитных вибрациях, возникающих как следствие различных производственных процессов, слабой виброизоляции колеблющихся объектов и т.п. Это позволяет предельно сократить энергозатраты, использовать для транспортировки те энергетические отходы процессов, которые все равно были бы бесполезно потеряны.

Формула изобретения

Устройство для вибрационного транспортирования, включающее гибкую замкнутую плоскую ленту, расположенную горизонтально и охватывающую с натягом роликоопоры и два барабана, установленные на стойках, отличающееся тем, что барабаны закреплены на стойках неподвижно без возможности относительного поворота, наружные поверхности барабанов выполнены с отличными друг от друга коэффициентами трения скольжения, а стойки для крепления барабанов соединены с вибровозбудителем продольных колебаний в направлении транспортирования.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2