Накопительные системы в транспортно-накопительных системах

Размещено на http://www.allbest.ru/

Накопительные системы в транспортно-накопительных системах



1. Общие положения

Для бесперебойного снабжения станков заготовками и обеспечения потока обрабатываемых деталей в автоматизированном производстве необходим первоначальный запас заготовок. В некоторых случаях запас частично обработанных деталей целесообразен между участками станков в автоматических линиях. Тип накопителя и. его конструктивное оформление зависят от характера и параметров обрабатываемых деталей. Наиболее просто решается вопрос в тех случаях, когда обрабатывают детали из проволоки или ленты, которые поставляют в бунтах. Несколько сложнее накопление штучных заготовок деталей, для чего применяются бункеры, магазины, лотки, магазины-транспортеры, адресные магазины.

Выбранный тип накопителя и целесообразность его использования должны быть подтверждены технико-экономическим расчетом. Эффективность применения оценивается по производительности, повышению коэффициента использования станка, облегчению условий труда, повреждаемости поверхности заготовки, простоте конструкции накопителя, его надежности и долговечности.

Накопители могут быть универсальными, целевыми и специальные. Первые два вида накопителей, с помощью подналадки или переналадки, которые могут включать замену нескольких деталей, используются для заготовок, отличающихся размером, а иногда и формой. Специальные применимы только для одного типоразмера деталей.



2. Бункеры

Применяют в качестве емкости для накопления однородных деталей сравнительно небольших размеров (рис1.). Заготовки помещаются в бункере навалом. Механизмы обязательно имеют устройства для ориентации, захвата и транспортирования заготовок в рабочую зону.

Применяется в массовом производстве, где форма и размеры детали не изменяются длительное время. Размеры деталей обычно малы, а их форма простая, Т_маш обычно небольшое. Бункерные устройства позволяют широко внедрить многостаночное обслуживание.

Преимущество бункеров состоит в том, что они обеспечивают весьма длительное время работы оборудования без вмешательства рабочего и малое время загрузки. Недостатки: сложная конструкция и возможность механического повреждения поверхности находящихся в бункере деталей. Бункеры состоят из собственно бункера, механизмов ориентации и захвата. Ёмкость бункера обеспечивает запас заготовок в количестве, необходимом для непрерывной работы механизма ориентации в течение заданного промежутка времени без пополнения и подготовку заготовок к захвату.

Для увеличения емкости в бункере его часто выполняют из двух частей - предварительного бункера с большим запасом деталей и собственно бункера малой емкости с встроенным захватно-ориентирующим устройством. Это уменьшает механические повреждения деталей и облегчает их подготовку к захвату, повышая тем самым производительность бункера. Предварительный бункер может быть выполнен неподвижно относительно бункера или подвижно. Последнее имеет место при высоком расположении загрузочного устройства, - предварительный бункер служит одновременно подъемником. Чаще применяют сварные бункеры из листовой стали, иногда - литые бункеры из чугуна или алюминиевых сплавов. Бункеры снабжаются:

- ворошителями - механизмами для ворошения деталей и предотвращения затора деталей перед выходным отверстием бункера;

- захватами - механизмами, служащими для захвата заготовки и подачи ее из бункера в накопитель;

- накопителями - механизмами, представляющими из себя емкость в форме лотка и передающими детали из бункера на станок.

Форма и размер бункера влияют на производительность, затраты времени на обслуживание станков и т.д. Наиболее распространены ковшеобразные и цилиндрические. При вращающихся захватных механизмов бункеры имеют форму тела вращения, при возвратно-поступательном движении захвата - призматическую и ковшеобразную.

Рис. 1.Типы бункеров: а) ковшеобразный; б) цилиндрический; в) разновидности основных типов бункеров.

Рис. 2. Рассчетная схема бункера

Емкость бункера является важным показателем, влияющим на время обслуживания бункера и его габариты. Объем бункера определяется необходимым запасом заготовок. который должен вмещаться для обеспечения непрерывной работы загрузочного устройства в течение расчетного периода времени:

[м²],

где: V_з - объем заготовки в м²; Т - период времени непрерывной работы

Рис. Допустимое число рядов заготовок в бункере в зависимости от их наибольшего размера

загрузочного устройства в мин.; t - штучное время обработки в мин.; Q - средняя производительность загрузочного устройства в шт/мин; q -коэффициент объемного заполнения, зависящий от конфигурации и размеров заготовки и определяемый экспериментально (для простых по форме заготовок q = 0,4...0,7). Размеры бункера и соответственно его емкость, ограничены допустимыми нагрузками на боковые стенки_}необходимостью перемешивания в нем деталей для их захвата и ориентации. Высоту бункера N со встроенным завхватно-ориентирующим устройством обычно принимают не более 1/4 размера В (рис,2.). Давление на боковую стенку бункера определяет из тех соображений, что оно создается массой Q деталей, расположенных в клиновом пространстве между стенкой и плоскостью АВ обрушения, проходящей под углом , где - угол естественного откоса материала. Обычно толщине стенок бункера мм, где Q - масса загруженных деталей, кгс, определяется через соответствующий объем и насыпной вес деталей, который в зависимости от их формы колеблется в пределах , а - удельный вес материала деталей (Таблица 1.).

Таблица 1.

Форма деталей	Насыпной вес
Втулки и стаканы	0,3
Болты и гайки.	0,5
Цилиндрические детали	0,65
Шары	0,7

Взаимная подвижность деталей в бункере, которую называют сыпучестью, уменьшается с увеличением массы и габаритов деталей, а также при усложнении их формы. Сыпучесть характеризуется углом естественного откоса и ограничивает допустимое число слоев деталей в бункере, т.е. его рабочую высоту. На рис - кривая, полученная на основе статистической обработки фактических данных.

Допустимое по условию взаимной подвижности число слоев деталей в зависимости от их наибольшего размера ограничивает целесообразность применения бункеров при наибольшем размере деталей 150 мм, т.к. однорядное расположение деталей превращает бункер в магазин, с наибольшим размером не свыше 10 мм. Именно для таких деталей и целесообразно применять бункеры.

Для передачи заготовки из бункера в зону обработки в ориентированном виде применяют специальные ориентирующие устройства, которые перемешивают заготовки в бункере и захватывают лишь те из них, которые ориентированные должным образом. При произвольной загрузке заготовок в бункер они занимают различное произвольное положение.

В зависимости от формы существует вероятность того или иного их положения. Ориентация может быть выполнена в один или два приема.

Конструкция механизма ориентации зависит от конфигурации заготовки, ее размеров, числа ступеней ориентации, возможности захвата и других параметров заготовки. Механизмы могут быть с поштучной выдачей порциями и непрерывной выдачей.

Заготовки по своей конфигурации делятся примерно на 5 групп (рис.4.):

1. Заготовки (рис.4.,а), имеющие множество осей симметрии (шары ); заготовки этой группы не нужно ориентировать, однако, в том случае, когда шар имеет окна или выемки, ориентация существенно усложняется.

2. Заготовки (рис. 4.,б) тел вращения имеющие одну ось симметрии и одну плоскость симметрии, перпендикулярную к оси вращения;

Заготовки (рис. 4.,в) тел вращения имеющие только одну ось симметрии - ось вращения и не имеющие плоскости симметрии, перпендикулярной оси; заготовки этой группы необходимо ориентировать дважды; по оси вращения и относительно плоскости перпендикулярной к оси вращения.

4. Заготовки (рис. 4.,г) тел вращения с несимметричными элементами; эти заготовки в зависимости от конфигурации и размеров несимметричных элементов необходимо неоднократно ориентировать.

5. Призматические и пластинчатые заготовки (рис. 4.,д); если заготовки симметричны относительно трёх взаимно перпендикулярных плоскостей0 их ориентация не вызывает трудностей, а если заготовки имеют несимметричные элементы, то необходима многократная ориентация.

Производительность механизма ориентации в бункере должна быть на 15 - 20 % выше, чем производительность станка.



Рис. 4. Типы штучных заготовок

Привод подвижной части бункера может осуществляться от кинематики станка, или быть отдельным, например, пневматическим или электромеханическим.

Конструкция бункеров отличается разнообразием в связи с особенностями ориентирующих устройств, обеспечивающих дальнейшую подачу заготовок из бункера в ориентированном виде.

2.1 Бункер с ножевыми ( шиберными ) захватами

Применяются для болтов, гаек. шайб, валиков, и подобных им заготовок. Ножевые захваты (шиберы) могут быть расположены параллельно (рис. 5.,а), или последовательно (рис. 5.,б), по отношению к лотку - накопителю.

В шиберных механизмах с последовательным расположением шибера и накопителя шибер захватывает из бункера порцию заготовок, занявших необходимое положение, и поднимает их к накопителю, где и задерживается на некоторое время с тем, чтобы захваченные заготовки успели соскользнуть и возвращается в бункер вместе с шибером, который захватывает следующую порцию заготовок.

Работа шиберного механизма с параллельным расположением шибера и накопителя аналогична предыдущему типу, с той разницей, что заготовки, занявшие неправильное положение, скатываются по поверхности накопителя и отбрасываются в бункер отбрасывателем, выполненным обычно в виде звездочки, которая вращается навстречу потоку перемещающихся заготовок.

Основные соотношения размеров бункера. Ширина бункера B принимается в зависимости от длины заготовки : . Глубина бункера , где . При движении деталей в лотке качением угол наклона ножа (шибера) 20 , (рис. 7), скольжением - 45. Угол скоса шибера ₁= 50. Ширина скошенной стороны шибера заготовки.

Угол наклона лотка-накопителя ₂= 30. Длина ножа . Длина хода ножа (шибера) при и при ; для гаек , где h - высота гайки.

При последовательном ножевом захвате бункеры имеют низкую производительность - около 100 заготовок в минуту. Производительность бункера с ножевыми захватами параллельными лотку - до 500 заготовок в минуту. Заготовки выдаются порциями.

Для заготовок из чугуна, стали, различных поковок, шибер выполняется составным - верхняя часть изготавливается из закаленной стали, для обработанных деталей верх шибера выполняется из мягкой стали.

Рис. 5. Бункеры с ножевыми (шиберными) захватами: а) с параллельным и б) с последовательным расположением накопителя.

2.2 Бункеры с секторными захватами

Они по конструкции похожи на бункеры с ножевыми захватами и используются для подачи заготовок с головками ( болтов, винтов ), валиков и реже небольших дисков, П - и Г - образных заготовок; Сектор также располагается последовательно (рис. 6) или параллельно (рис. 7.) лотку - накопителю. Соответственно различна и их производительность.

Для уменьшения износа сектора на участке, по которому перемещаются заготовки, сектор выполняется составным - верхняя его часть представляет собой съемные стальные закаленные планки.

Основные соотношения размеров бункера. Ширина бункера . Если секторов два, то . Длина сектора . Глубина бункера . Остальные размеры выбирают аналогично ножевым механизмам ориентации.

Число двойных ходов сектора определяют исходя из двух условий. Во-первых, заготовка, захваченные сектором, должны успеть попасть из паза сектора в накопитель. Во-вторых, в момент подхода сектора к верхнему положению заготовки не должны подбрасываться вверх.

Рис. 6. Бункер с последовательным расположением захвата

Рис. 7. Бункер с параллельным расположение секторного захвата

Первое условие может быть удовлетворено, если время t₁ движения заготовки из крайнего положения на секторе в накопитель меньше или равно времени t₂ поворота сектора на угол 2(), то есть t₁ t₂ . Отсюда число двойных ходов:

где: - угол наклона сектора в крайнем верхнем положении; - угол трения определяющий начало движения заготовок по лазу сектора к лотку-накопителю под действием собственной силы тяжести; - угол перебега сектора; g - ускорение свободного падения; f - коэффициент трения заготовки о сектор; L_c - длина рабочей части сектора. Второе условие удовлетворяется при соблюдении неравенства:

откуда, учитывая пропорциональность n²_дв.х. и Е_к в кривошипном приводе:

где: - максимальное угловое ускорение сектора; а - коэффициент, зависящий от угла (для = 20°...40° а₁ = 0,0045...0,0085).

Число двойных ходов возрастает при увеличении скорости опускания сектора, а также при подъеме сектора с небольшой амплитудой. При этом конструкция привода несколько усложняется, но вследствие улучшения условий захвата и выдачи заготовок повышается производительность, но зави-

сит от соотношения размеров заготовки. Заготовки выдаются порциями.

2.3 Бункеры с трубчатым захватом

Они различаются видом движения, - возвратно-поступательным или вращательным. Движение может совершать бункер (рис.7,а) или трубка (рис.7.,6). Применяются для мелких шаров типа шариков d < 20 мм, стержней и втулок d < 15 мм, длина которых l = (1,1...1,25)d, а так же для заготовок небольшого размера типа пластин.

Рис. 8. Бункеры с трубчатым захватом: а) с движущимся бункером; б) с движущейся трубкой.



Трубка служит для ориентации, накопления и отвода заготовок в питатель, а также для ворошения заготовок в бункере. Отверстие в трубке соответствует форме поперечного сечения подаваемой заготовки, но имеет несколько больший размер, - 1.1...1.35 диаметра заготовки. Увеличение диаметра трубки улучшает западания заготовки, но в то же время заготовка не должна поворачиваться в такое положение, при котором возможно заклинивание.

Основные параметры бункеров с трубчатым захватом и возвратно-поступательным движением бункера или трубки определяются следующим образом: диаметр бункера D = (10...15) ; глубина бункера Н = (0,..0,5)D ; угол конической части бункера = 40...50°; угол наклона торса трубки₁=25...30°; ход трубки или бункера S = (0,2...1,7) ; число двойных ходов бункера или трубки n = 50...80 в минуту.

Производительность бункера с трубчатым захватом

[шт/мин],

Заготовки выдаются непрерывным потоком.

2.4 Бункеры с полувтулками

Применяются для заготовок без окалины и заусенцев: для коротких цилиндрических заготовок с ; для заготовок типа «игла» с при < 3 мм, а также для стержней с , дисков и шайб.

Каждая из полувтулок (рис.9.) совершает встречное возвратно-поступательное движение и ворошит детали, способствуя принудительной ориентации цилиндрических заготовок вдоль оси полувтулок, что делает эти механизмы ориентации пригодными для заготовок с соотношением близким к единице, которые трудно поддаются ориентации в других механизмах.

Рис. 9. Бункер с полувтулками

Рис. 10. Цилиндрический карманчиковый бункер

Основные соотношения размеров бункера следующие: угол конуса полувтулок ₁=45; угол наклона стенок бункера =45…55; диаметр отверстия d₁=1,1d заготовки; ход каждой из полувтулок H=(0,8…0,9); максимальное число двойных ходов полувтулок n_max = 4000/H в минуту. Форма полувтулок в этом механизме зависит от формы подаваемых заготовок. Производительность определяется так же как и в предыдущем случае. Заготовки выдаются непрерывным потоком.



2.5 Бункеры дисковые карманчиковые

Они получили широкое внедрение вследствие высокой производительности. Применяется для загрузки станков стержневыми гладкими заготовками, дисками, кольцами, шайбами, колпачками, чашками, сплошными и полыми фасонными телами вращения.

В диске выполнены карманы (вырезы), соответствующие профилю заготовки. Принципиальные схемы двух дисковых карманчиковых бункеров представлены: на рис. 10. - цилиндрический карманчиковый бункер с наклонным диском и ориентации заготовок в один проём и на рис.11.,а - ковшеобразный карманчиковый бункер с вертикальным диском и ориентацией заготовок в один проём. Заготовки, засыпанные в бункер, скатываются по наклонному дну и попадают в вырезы диска, закрытого кольцом. Вырезы в диске выполнены в соответствии с наружным очертанием заготовок (рис. 11.,б). При вращении диска заготовки через окно, сделанное в кольце, поступают в приемник лотка - накопителя. При переполнении накопителя заготовки из вырезов диска возвращаются в бункер. Иногда снабжаются устройством для выталкивания заготовок, застрявших в вырезах диска.

Рис. 3 .11. Ковшеобразный карманчиковый бункер: а) схема бункера;б) формы заготовки и выреза.



При проектировании дисковых механизмов ориентации важно правильно, но выбрать форму приемника и карманчиков (вырезов) диска, а также скорость вращения диска. Профиль заходной части приемника влияет на производительность механизма ориентации и должен проектироваться таким образом, чтобы заготовки успели выпасть из вырезов в диске в процессе их движения и чтобы форма приемника соответствовала траектории естественного движения заготовки под влиянием действующих на нее сил.

Профиль приемника определяется опытным путем или рассчитывается по формулам, приведенным в литературе. Размеры и форма вы резов в диске (рис.10,б) принимаются следующим образом;

,

где зазор определяют, из условия устранения западания в вырез неправильно ориентированных заготовок. При r d/2 зазор должен быть меньше ₁. При r = d/2 радиус выреза r₀ = r+, а при r < d/2 принимается r₀ = r + (1...3). Оптимальная величина r=2.

Дисковые карманчиковые механизмы ориентации различаются расположением карманов для захвата, за сколько приемов ориентируется заготовка и расположением устройства для вторичной ориентации внутри или вне бункера. Заготовки в диске могут располагаться перпендикулярно диску ( рис.12,a) по хорде диска (рис.12,б) и по радиусу диска (рис,12,в).

При расположении заготовки перпендикулярно диску:

В = 0,9 - (при /d < 1,6); В = 1,6 - (при /d > 1,6); m=B+(1...1,5)d;

скорость вращения диска:

;



Рис. 12. Формы пазов для захвата в дисковом карманчиковом бункере: а) пазы расположены перпендикулярно плоскости диска; б) по ходу диска; в) по радиусу диска.

При расположении заготовки по хорде диска: L= +0,5; B=1,2d; m=L+(1..1,5)d;

скорость .

При расположении заготовки по радиусу диска: В=1,2d; h=+0,5; m=В+(I,5...2)d;

скорость

Остальные размеры дискового карманчикового бункера следующие: Диаметр диска D (16...20); угол наклона бункера к горизонтальной плоскости =45⁰...50°; толщина стенки бункера 1,5...3 мм; толщина перемычки между карманами = 6...8 мм; коэффициент вероятности захвата p=0,4...0,6. Заготовки выдаются из бункера поштучно.

2.6 Бункеры дисковые щелевые

Предназначен для ориентирования мелких винтов и подобных им заготовок при условии, что длина стержня менее 50 мм, а диаметр менее 10мм.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Заготовки засыпанные в бункер (рис.1 ), попадают в щель, образованную внутренней поверхностью кольца и наружной подвижностью вращающегося диска.

Ширина щели несколько больше, чем наружный диаметр стержня заготовки, но меньше диаметра головки заготовки. Стержень проскальзывает в щель, и заготовка повисает на головке. При вращении диск захватывает закрепленные на нем подпружиненными собачками заготовки и транспортирует их в приемник лотка - накопителя. Число собачек - шесть - восемь. Если накопитель полностью заполненный, то подача заготовок прекращается, так как собачки. упираясь в заготовки, поворачиваются на своих осях и проскальзывают по заготовкам, хотя диск продолжает вращаться. При освобождении приемника накопителя собачки включаются и заготовки автоматически продолжают подаваться.

Основные размеры бункера. Минимальная величина среднего диаметра щели

;

Ширина ориентирующей щели = 0,85(d₁+d)/2. Толщина неподвижного конического кольца для избежания заклинивания заготовок принимается =1,5d. Угол наклона диска 25…30. Заготовки выдаются из бункера порциями.

2.7 Бункеры дисковые с радиальными пазами

Предназначены для коротких цилиндрических заготовок. Пазы расположены радиально по торцу диска (рис.14.). Заготовки, попадая в пазы при вращении диска, скользят под действием силы веса и выпадает затем в накопитель. Для исключения преждевременного выподания заготовок из пазов, последнее на некоторой части пути перекрыты неподвижной планкой. Диск может вращаться непрерывно или периодически. Максимально допустимая скорость вращения диска ограничена временем полного входа заготовки в приемный лоток. Заготовки выделяются из бункера порциями.

Рис. 15. Дисковый фрикционный бункер

2.8 Бункеры дисковые фрикционные

Применяют для подачи стержней, втулок, дисков, колец и им подобных заготовок небольшого размера. Для нормального функционирования бункера должно выполняться основное условие работы - сила трения между диском и заготовкой должна быть больше, чем между стенкой бункера и заготовкой. Приемный лоток расположен по касательной к стенке бункера (рис.15.). Заготовки выдаются непрерывным потоком.

Основные соотношения размеров бункера: D (15...20)d для валиков и D = (12...15)d для колеc и диcков; зазор между диcком и стенкой бункера -1...2 мм. Частота вращения диска:

где k - число заготовок, которое необходимо подавать;

D_ср -средний диаметр диска; d - диаметр заготовки; р - коэффициент вероятности зaxвaта учитывающий проскальзывание заготовок и равный 0,4...0,6. Производительность фрикционного бункера:

,

где - длина заготовки; g- ускорение свободного падения.

2.9 Бункеры лопастные

Применяют для подачи гаек, болтов, колец и подобных им заготовок, которые захватываются вращающимися лопастями и ориентируются с помощью скосов дна бункера, выполненных под углом 30^0...40°, и канавки (рис.16.). Заготовки выдаются порциями.

Рис. 16. Лопастной бункер

2.10 Барабаны

Используют для заготовок с соотношением длины и диаметра l > 3 d. Барабан (рис. 17.) вращается в корпусе и захватывает лопастями заготовки, которые поступают внутрь барабана. Заготовки поднимаются лопастями и соскальзывают в приемник лотка - накопителя. Неправильно ориентированные заготовки вращающимися роликами - отражателями сбрасываются в бункер. Вращение барабана может быть непрерывным или прерывистым. Положение накопителя относительно оси вращения барабана выбирают в зависимости от траектории движения заготовок при выпадении их из лопастей. Траектории движения заготовок представляет собой параболы ( рис.18. ), точки которых А( X₁,0 ) и В( Х₂,0 ) определяет положение приемника накопителя. Координаты этих точек Х определяются как: накопитель барабан бункер тактовый

Рис. 17. Барабан с лопастным механизмом ориентации.

в часто встречающимся случае при V₂= 0 , как

где V₁ - скорость движения лопасти; V₂ - скорость относительного движения заготовки в лопасти; g- ускорение свободного падения; R - расстояние от лопасти до оси вращения; - скорость лопастей, которая должна обеспечить выпадение заготовок с лопастей в приемник, что осуществляется при условии mg > m²R , где m - масса заготовки.

Рис. 18. Траектории движения заготовки при выпадении ее из лопастей

Барабан может иметь несколько секций лопастей (рис.19.). В этом случае отводящие вибролотки установлены параллельно друг другу. В горизонтальном ряду длина всех лотков одинакова, а в вертикальном - различна; верхний лоток вертикального ряда имеет наименьшую длину, а нижний наибольшую. Длина каждой лопасти равна длине заборной части соответствующего горизонтального ряда лотков.

Рис. 19. Многосекционный барабан

Барабан о лопастями имеет следующие основные размеры: диаметр барабана - D = (8...10); длина барабана (или одной его секции) - L = (5...7). Ширина приемной части накопителя b = x₂ -x₁

Производительность барабана: ,

где k - число заготовоr, захватываемых одной лопастью; z - число лопастей; n - частота вращения барабана; p -коэффициент вероятности захвата, зависящий от формы лопастей и заготовок, а также скорости вращения барабана; устанавливается экспериментально и лежит в пределах 0,..0,6. Заготовки выдаются порциями.

Размещено на http://www.allbest.ru/

2.11 Бункеры с крючковыми механизмами ориентации

Предназначены для загрузки заготовок типа коллачкой и втулок с . (рис. 20, 21.) Минимальный внутренний диаметр заготовки d₁ = 6 мм, максимальный наружный диаметр заготовки d = 20 мм; максимальная длина заготовки = 70 мм; минимальная толщина стрелок заготовки - 0,3 мм. Диаметр отогнутой части крючков зависит от d и заготовки и принимается D = 250...400 мм; шаг крючков , где диаметр стержня крючка L = (1,2...1,3 ); - зазор, обеспечивающий свободное перемещение заготовки на позицию для захвата крючком и зависящий от окружной скорости диска с крючками; числе крючков z = 8...14. Ширина приемника, где D=2R (рис. 21,б).

Угол наклона днища бункера = 15...20⁰ . Глубина впадины на дне бункера в зоне захвата крючками h > 0,5d ; диаметр отогнутой части крючка d₂ = (0,45...0,6) d₁.

Рис. 21. Расчетная схема бункера с крючковым механизмом: а) выбор шага крючьев; б) варианты исполнения дна бункера; в) выбор размеров крючков и приемника

Отогнутая часть крючка затачивается на конус. Угол отгиба крючка составляет 80...85⁰. Скорость вращения диска с крючками определяется временем соскальзывания заготовки с крючка, которая начинает соскальзывать с крючка в тот момент, когда конец крючка будет иметь достаточный уклон, а ускорение свободного падения сможет обеспечить скорость движения заготовки больше окружной скорости перемещения крючков.

Конструкции бункеров с крючковыми механизмами ориентации различаются расположением крючков (по периферии), формой захватов (крючки или штыри на внутренней поверхности вращающегося диска).

Производительность перечисленных выше конструкций бункерных устройств зависит от того, каким образом выдаются из бункера заготовки, поштучно, партиями или непрерывно. Средняя производительность Q рассчитывается:

- при поштучной выдаче заготовки:

где - коэффициент заполнения, определяемый на основе экспериментальных данных; V- средняя скорость движения заготовок; - длина заготовки (кармана); а - промежуток между заготовками;

- при выдаче заготовок партиями; ;

где z - число захватных органов ( прорезей, крючков, карманов и т.п.);

n - число циклов работы в минуту ( число двойных ходов, частота вращения); m - число заготовок, которые могут быть одновременно захвачены ориентирующим устройством;

- при непрерывной выдачи заготовок;

Приближённые величины по данным работы [9] и значении V, обычно применяемые в ориентирующих устройствах, приведены в таблице 2.



Таблица 2

Тип ориентирующего устройства	Скорость V [м/c]	Коэффициент заполнения
Крючковое	0,5	0,6
Дисковое с вырезами зубчатое с карманами с радиальными пазами	0,4 0,25 0,2 0,15	0,35 0,35 0,6 0,45
Секторное, шиберное	0,2	0,12

2.12 Бункеры вибрационные

Применяют для разнообразных по форме симметричных и несимметричнвхх заготовок, которые перемещается сплошным потоком по одному или нескольким желобам. Бункеры бывают плоскими, круглыми и винтовыми (рис.22. ). В круглых и винтовых бункерах заготовки подаются вверх по одному винтовому желобу.

Рис. 22. Вибробункер

Основным достоинством вибробункеров, которые привели к их широкому распространению, является компактность и простота конструкции, возможность их использования для различных заготовок, в том числе для заготовок из малопрочных и хрупких материалов, быстрая переналадка при замене заготовки, регулирование производительности вследствие бесступенчатого регулирования скорости движения заготовок, надежность и долговечность конструкции, отсутствие кинематической связи со станком.

Работа вибробункера основана на движении заготовок по желобу под действием сил инерции, возникающие вследствие приложенных к бункеру колебаний малой амплитуды и высокой частоты. В вибробункерах обычно используют гармонический закон колебаний, что позволяет работать при резонансной или околорезонансной настройках колебательной системы. Заготовки, засыпанные в емкость вибробункера, перемешиваются в результате одновременного действия крутильных и возвратно - поступательных колебаний в вертикальном направлении. Вибробункер получает привод от вибратора, принцип действия которого может быть различным. В машиностроении чаще применяют электромагнитные вибраторы. Для привода устанавливается несколько тангенциально расположенных вибраторов или один центральный под емкость бункера. Регулирование скорости, а следовательно и производительности осуществляется изменением амплитуды колебании.

При проектировании вибробункеров определяют: размеры емкости бункера: размеры рессор, на некоторых установлена емкость бункера и угол их наклона, а также амплитуду колебаний середины желоба; параметры вибратора.

Скорость, необходимая для движения заготовок по желобу, определяется исходя из заданной производительности

,



где ₁ - шаг между заготовками; Q_cр - средняя производительность вибробункера Q_cp=Q/(1-k), Q - производительность обслуживаемого станка; k=(0,2…0,3) - коэффициент нестабильности работы вибробункера; - коэффициент, учитывающий плотность потока ориентированных заготовок, - 0,3…0,5.

Диаметр D_cp цилиндрической емкости вибробункера зависит от размеров и формы загружаемых заготовок и определяемой по формуле D_cp= k_ф, где - максимальный размер заготовки, k_ф - коэффициент формы зaготовки, значения которого приведены в табл.

Тип заготовки Значение коэффициента k_ф

Кольцо, диск, фланец и т.п. 6…8

Плоские заготовки с закруглёнными углами 7…10

Стержни гладкие, ступенчатые и с головками 8…10

Заготовки сложной формы 10…14

В машиностроении принят ряд наружных диаметров емкостей вибробункеров D_cp : 60, 100, 160, 200, 315, 400, 500, 630 мм. Следует иметь в виду, что чем больше диаметр емкости, тем лучше способность заготовок перемешаться и ориентироваться.

Высота бункера .

Шаг спирали желоба , где h - максимальный размер заготовки по высоте, а - толщина дна желоба (обычно 1,5...2,5 мм). Ширина рабочей дорожки плоского желоба принимается на 2...5 мм больше ширины заготовки. Угол подъема спирального желоба = 1,5...4⁰ .

Для уменьшения размеров бункера при значительном числе одновременно загружаемых заготовок над бункером устанавливают неподвижный предбункер, положение которого регулируют для равномерного поступления заготовок в бункер. Наименьший диаметр воронки камеры предбункера D_B = (..4)d, где d - диаметр заготовки. Частота колебаний вибробункера для мелких заготовок должна составлять 50...100 Гц, для средних - 50 Гц, для крупных 16...25 Гц.

Вибробункеры целесообразно использовать для мелких эаготовок, так как при загрузке их крупными заготовками возникает высокий уровень шума.

Вибробункеры с винтовыми лотками в машиностроении стандартизованы для заготовок размерами ..70 мм и массой до 60 кГс.



3. Магазины

Применяются для загрузки заготовок, ориентация которых затруднена вследствие сложности их форм, размеров и массы или, когда по характеру производства нецелесообразно изготовлять сложные загрузочные устройства. Подаваемые к магазину заготовки загружаются вразрядку или штабелем вручную или укладочным механизмом в емкость магазина и одновременно ориентируют. Все остальные операции производятся автоматически.

Магазины разделяются на: самотечные, когда заготовки простой формы перемещаются вплотную, а заготовки сложной формы - вразрядку (с интервалом ), для чего применяют специальные устройства, при этом заготовки скользят или катятся; полусамотечные, когда заготовки скользят по плоскости, угол наклона которой меньше угла трения. Их перемещение происходит путем вращения, равномерного движения или колебания несущей поверхности, или образования воздушной подушки между поверхностями трения; принудительные, когда заготовки принудительно перемещаются за счет механического воздействия на них.

3.1 Трубчатые самотечные магазины

Бывают прямыми (рис.23,а ) и изогнутыми ( рис.23,6 ). жесткими и гибкими ( рис.23,в ). Используются для шариков, цилиндрических и небольших плоских заготовок с соотношением . Если , то заготовки могут заклиниваться на участках изгиба трубки. Заклиниваются они и в тех случаях, когда заготовка занимает положение под углом Р, меньшем угле трения (рис.2,6 ). Диаметр отверстия трубки принимают d₁ = ( 1.1...1.5 ) d . Для наблюдения за перемещением заготовок выполняют окна шириной b = ..8 мм.

Трубчатые витые магазины используются в загрузочных устройствах в качестве магазинов - накопителей. Неприменимы для магазинов с острыми кромками.

3.2 Трубчатые шахтные магазины

Применяются для заготовок в форме дисков, квадратов, прямоугольников (рис.24.). Изготавливаются жесткими, прямыми. Размер внутренней полости на 1 - 3 мм более размеров заготовок. Недостаток - возможность изменения ориентации во время падения заготовки. Заготовки из магазинов выдаются в перпендикулярном оси направлении, высоту шахты принимают 250...400 мм.

Рис. 2 Трубчатые самотечные магазины: а) прямой жесткости; б) изогнутой жесткости; в) витой



Рис. 24. Трубчатый шахтный магазин

3.3 Стержневые магазины

Используются для заготовок типа диск, квадрат(рис.25.,а ). Ориентация возможна по отверстию ( рис.25.,6 ) - заготовки одеваются на стержень или по наружному контуру (рис.25.,в ) - заготовки помещаются между стержнями. Перестановкой стержней добиваются универсальности магазина.

Рис. 25. Стержневой магазин



Размещено на http://www.allbest.ru/

3.4 Полусамотёчные магазин

Бывают механические и пневматические. Угол наклона магазина меньше угла трения.

Одновалковый магазин применяется для скоб (рис.26.,а ), поршневых колец (рис.26.,6 ). Двухвалковый - для призматических и конических (рис.26.,в ) деталей, а также деталей с буртом (рис.26.,г ).

Валковые механизмы применяются для заготовок малой (до 0,5 кг) массы. Стальные валки располагаются под углом = 2…3,5°.

Полусамотечные пневмомагазины применяются для заготовок с поверхностным гальваническим покрытием; из фрикционных материалов (резина, керамика, пластмассы); перемещаемых с малыми скоростями.



3.5 Магазины - транспортёры

Применяется для принудительной подачи заготовок значительной массы и сложной формы вразрядку, вплотную или порциями по несколько штук. Для создания потока заготовок к стенкам наиболее распространенные получили цепные (рис.27), штанговые, реечные и винтовые механизмы, по существу своему относящиеся к транспортным устройствам.

Рис. 27. Магазины - транспортеры

3.6 Адресные магазины

Применяются с ЧПУ в автоматических станочных системах. Связь между адресным магазином и станками осуществляется механической рукой, промышленным роботом или универсальным устройством типа штабеллера.

Специальные инструментальные магазины, выполненные в виде многопозиционной револьверной головки, диска с отверстием, цепного или тракового транспортера и подобных им механизмов, применяются в многопозиционных станках с ЧПУ для автоматической смены инструментов. Оси вращающихся инструментальных магазинов могут располагаться горизонтально или вертикально.

В инструментальном магазине, установленном вне рабочей зоны станка, имеется набор необходимых инструментов, которые заменяются согласно управляющей программе. Автоматическая смена инструментов может происходить в следующей последовательности: а) поворот магазина в заданной позиции ; б) захват инструмента механической рукой: в) вывод инструмента из магазина; г) поворот руки вокруг горизонтальной оси; д) поворот руки в положение, обеспечивающее параллельность осей шпинделя станка и инструмента; е) поворот руки вокруг вертикальной оси; ж) вывод отработавшего инструмента из шпинделя; з) поворот руки на 180° вокруг вертикальной оси; и) подъем руки, установка нового инструмента в шпиндель и его зажим. Далее в обратной последовательности происходит возвращение и установка в магазин отработавшего инструмента.



4. Лотки

Предназначены для накопления и транспортирования заготовок различной формы в системах межстаночного транспортирования. Так как лотки чаще применяются в качестве транспортного средства, их описание, классификация и порядок расчета приведено в разделе 2 данного пособия



5. Тактовые столы

Применяются для накопления и транспортирования обрабатываемых деталей в системах межстаночнго транспортирования и представляют собой горизонтально замкнутый тележечный грузонесущий конвейер с настольным пульсирующим (тактовым) перемещением тележек, предназначенный для межоперационной передачи заготовок от одного рабочего места к другому в процессе изготовления. Разгрузка тележек по заданным рабочим местам осуществляется в автоматическом цикле с использованием промышленного робота.

Тактовый стол (рис. 28.) состоит из замкнутого контура центрально расположенной тяговой цепи 6 (оси шарниров которой располагаются вертикально) с постоянно прикрепленными к ней тележками-платформами (паллетами) 9, движущимися по направляющим путям на опорных роликах 5. На тележках располагаются транспортируемые грузы-изделия; тележки тактового стола жестко крепятся к одному из звеньев тяговой цепи. Привод тактового стола состоит из электродвигателя 3 и одноступенчатого конического редуктора 2. Пульсирующее движение тележек осуществляется при помощи датчиков перемещения 1, сигнал от которых поступает на блок управления 4. Режимы работы тактового стола задаются с использованием пульта управления 8.

Тяговым элементом тактового стола служит одна пластинчатая катковая цепь по ГОСТ 588 - 81 с увеличенной подвижностью некоторых шарниров. На втулках тяговой цепи устанавливают катки 1, снабженные шарикоподшипниками или коническими роликоподшипниками.

Секцию тяговой цепи, приходящуюся на одну платформу, составляют из двух или четырех звеньев. В каждой секции в звене между платформами один шарнир делают подвижным, для чего отверстия во внутренних пластинах с одной стороны выполняют удлиненными. Подвижные шарниры допускают некоторое сокращение длины цепи при действии усилий сжатия и позволяют в отдельных случаях устанавливать конвейеры этого типа без натяжных устройств, компенсируя возможное несоответствие в длинах цепи и контура направляющих путей.

Для предохранения тактового стола от поломок при случайных перегрузках или случайном застопорении цепи на приводной звездочке 7 или на зубчатом колесе приводного вала устанавливают предохранительный срезной штифт, который при увеличении тягового усилия сверх допускаемого срезается, и тактовый стол останавливается.

Тележки должны обеспечивать удобную, надежную и простую установку и съем грузов, и их устойчивое положение на всей длине тактового стола, т. е. на всех его рабочих местах. В случае необходимости, на платформе должны быть предусмотрены крепления, фиксаторы, зажимы, а также приспособления для наклона, поворота или подъема изделия, необходимые в производственном процессе. Центр тяжести изделия-груза должен находиться внутри опорного контура.

Тележечные грузонесущие конвейеры предназначены для перемещения грузов по отдельным технологическим операциям поточного производственного процесса. Их применяют для транспортирования изделий от одного рабочего места к другому в процессе сборки, для перемещения литейных форм в процессе сборки, заливки, охлаждении, выбивки, возврата пустых опок в литейном цехе, для межоперационной передачи изделий от одного рабочего места к другому в процессе изготовления, а также для выполнения ряда других операций подобного назначения.



Рис. 28. Общий вид тактового стола.

Размещено на Allbest.ru