45. Дисковые автоматические загрузочные устройства

45. Дисковые автоматические загрузочные устройства
АТО производства ЭА. Структурная схема, принцип работы,
основные технические характеристики.
Широкое распространение дисковых карманчиковых БЗУ (рис. 9)
обусловлено простотой их конструкции, надежностью работы и высокой
производительностью. Производительность этих БЗУ Q (шт./мин) определяется по формуле:
Q=n ·z·k,
где n – число оборотов диска в минуту; z – число карманов, шт.; k – коэффициент вероятности захвата или коэффициент заполнения карманов (зависит от формы ПО, угла наклона диска, формы карманов, коэффициента
трения ПО о захватные органы; величина k колеблется в пределах 0,4 …
0,95 и определяется опытным путем).
При отсутствии информации о величине k в расчете производительности БЗУ принимают k = 0,8 для ПО, не требующих вторичной ориентации,
и k = 0,4 для ПО, требующих вторичную ориентацию.
D
1000 V
, n
, где D – наружный диаметр диска, мм,
Если z
t
D
t – шаг карманов, мм, V – окружная скорость ПО, находящегося в кармане,
1000 V
м/мин, то Q
k.
t
Мощность электропривода (кВт)
N
2 Mк n
,
4850
где Мк – крутящий момент, Н · м; – к п д (механический).
Крутящий момент Мк приближенно определяют но формуле:
Мк = 0,5 · G · D · 10-3 ,
где G – сила веса ПО, загруженных в бункер, Н.
Важным этапом расчета дисковых карманчиковых ЗУ является определение размеров карманов и приемных окон (лотков), которые должны, с
одной стороны, предотвратить заклинивание ПО, а с другой, – исключить
возможность потери ориентации.
3
2
А
4
5
А
1
6
Рис. 9. Бункерное загрузочное устройство с дисковым захватом:
1 – бункер; 2 – диск с карманами; 3 – ворошитель; 4 – выходное окно; 5 – червячный
редуктор; 6 – гнездо (карман)
Конструктивные разновидности дисковых карманчиковых БЗУ предполагают расположение ПО по хорде диска (рис. 10), перпендикулярно
плоскости диска (рис. 11) и по радиусам диска (рис. 12).
Для варианта, показанного на рис. 10, длину L, ширину Н, глубину h
кармана принимают
0 ,5d ;
L
H 1,2d ;
h 0,9 ... 1 d ,
где и d – размеры ПО, мм (см. рис. 10).
Ширина лотка
В
2
d 2 cos
kн ,
где ρ – угол трения, град, kн – коэффициент надежности (принимают в пределах от 0,85 до 0,9).
H
1
d
2 V 1
h
2
G
S
В
L
а)
d
2
2
1 V
1 3
φα
V
x
В
G
б)
В
в)
Рис. 10. Расположение заготовок по хорде диска (расчетные схемы):
а, б, в – соответственно начальная, завершающая и промежуточная стадии прохождения кармана диска с ПО над отводящим лотком; 1 – ПО; 2 – диск; 3 – отводящий лоток
Максимально допустимая (из условия предотвращения заклинивания
ПО) окружная скорость диска, м/мин,
Vmax
60
g sin
к
f cos
2d S
к
B
2
,
где к – угол наклона кармана лотка, град (см. рис. 11); S – зазор между
торцом диска и лотком, мм; g – ускорение, м/с2.
Угол наклона диска
(см. рис. 11) должен быть больше угла трения,
рекомендуется выбирать его из диапазона 45° … 50°.
Для ЗУ с расположением ПО перпендикулярно плоскости диска
(см. рис. 11) длину и ширину квадратных карманов (L = H) выбирают в зависимости от отношения d :
при d 1,6 L H 0,9 ;
при
d
1,6 L
H
d
d
2
0,9 ... 1 .
Глубина карманов h
1,6d .
А
Б
А
1
2
2
3
1
2
Б
Б–Б
1
3
Рис. 11. Расположение заготовок перпендикулярно плоскости диска
(расчетные схемы):
1 – диск; 2 – ПО; 3 – лоток-накопитель
Ширина В или диаметр лотка должны быть меньше двух диаметров
ПО, что устраняет возможность их заклинивания при перемещении по
лотку:
2
В
1
d2
kн
f
и В
2d k н .
Для исполнения принимают меньшее из двух значений, рассчитанных
по приведенным формулам.
Максимально допустимая окружная скорость диска, м/мин,
Vmax
60
B d
S
2
g cos к f sin
.
к
Для загрузочных устройств с расположением карманов по радиусам
диска (см. рис. 12) рекомендуются следующие размеры карманов:
2
2
1
3
б)
1
а)
2
3
h
в)
Рис. 12. Расположение заготовок по радиусу диска (расчетные сх емы) [1]:
а – диск с карманами; б – схема контакта ПО в лотке-накопителе; в – начальная стадия
прохождения кармана диска с ПО над лотком-накопителем; 1 – диск; 2 – ПО; 3 – лоток-накопитель
L
d
0,7 ... 1 мм;
H
1,2 ... 1,5 ;
h
0,7 ... 1,1 d .
Ширина лотка В должна исключать возможность заклинивания двух
ПО:
В
2d
k .
2 н
1 f
Максимально допустимую окружную скорость диска определяют исходя из учета времени, необходимого для выпадания ПО в лоток:
Vmax
60 B
d
2
g cos
d
2
2
f sin
S
,
где
– угол наклона диска, град (рекомендуется
= 45°).
46. Крючковые бункерно-магазинные автоматические
загрузочные устройства АТО производства ЭА. Структурная
схема, принцип работы, основные технические
характеристики.
Для транспортирования и ориентации ПО типа колпачков, втулок или
трубок относительно большого диаметра широко используются загрузочные
устройства с ориентацией ПО на крючки или штыри. Наиболее распространенным представителем этой группы является крючковое БЗУ (рис. 13).
1
4
2 3
5
6
А–А
7
8
Рис. 13. Крючковое бункерное загрузочное устройство [6]:
1 – предбункер; 2 – заслонка; 3 – бункер; 4 – диск; 5 – крючок; 6 – ПО;
7 – лоток-накопитель; 8 – кулачок
Производительность крючковых БЗУ достигает 200 шт./мин и определяется так же, как и для дискового карманчикового БЗУ, с той разницей,
что в качестве захватных органов используются не карманы, а крючки.
Шаг m расположения крючков находят по зависимости (см. рис. 14)
m
d0
L1
,
где d0 – диаметр крючка, мм; L1 – длина отогнутой части крючка, мм;
– зазор по шагу между торцом ПО и крючком, мм; – длина ПО, мм.
d0 = (0,4 … 0,6) d ,
где d – наружный диаметр ПО, мм.
Длина отогнутой части крючка L1 зависит от положения центра тяжести ПО, обычно принимают
L1 = (1,2 … 1,3) ;
d.
Диаметр d1 крючка выбирают в интервале
d1 = (0,45 … 0,6) d2,
где d2 – диаметр отверстия в ПО, мм.
Угол α принимают в пределах 80 … 85°.
Диаметр, на котором расположены крючки (диаметр диска по крючкам), и число крючков рекомендуется принимать по табл. 2.
Ширину b приемника определяют по зависимости
4 d 2 8R d
b
8R 4 d
2
,
где R – радиус диска по крючкам, мм.
Окружную скорость диска, м/мин, определяют по следующей формуле:
Vmax
60
2S1
d
2 f1 cos
g d sin
,
где S1 – путь движения ПО, мм; γ – угол наклона боковых стенок бункера к
горизонтальной плоскости, град; f1 – коэффициент трения качения.
2. Диаметры дисков по крючкам и число крючков в зависимости
от размеров заготовок
Длина ПО
, мм
10 … 20
20 … 40
40 … 60
60 … 70
Диаметр ПО
d, мм
6 … 12
12 … 20
Диаметр диска по крючкам, мм
–
350
400
350
400
400
400
400
Число крючков Z
(ориентировочно),
шт.
14
12
10
10
d1
Δ
α
V
d
b
Рис. 14. Схема для расчета крючкового ЗУ
Для лучшего надевания и соскальзывания ПО с крючков им следует
придавать коническую форму с углом β = 2° … 5°.
Между крючками и желобчатой поверхностью дна бункера расстояние должно быть таким, чтобы исключалась возможность одновременного
попадания в лоток двух ПО.
47. Секторные бункерно-магазинные автоматические
загрузочные устройства АТО производства ЭА. Структурная
схема, принцип работы, основные технические
характеристики.
Бункеры с секторными захватами изготавливают трех видов: с захватом, расположенным последовательно по отношению к лотку-накопителю
(рис. 16, а – в); с захватом, расположенным параллельно лотку-накопителю
(рис. 16, г), с двумя захватами, расположенными по бокам лотка
(рис. 16, д).
В1
h1
1
2
1
1
3
4
L2
4
а)
б)
в)
г)
4
д)
Рис. 16. Схемы бункеров с секторными захватами:
а – в – расположенными последовательно относительно лотка; г – расположенными параллельно; д – с двумя захватами; 1 – бункер, 2 – лоток-накопитель; 3 – ПО;
4 – секторный захват
Все рекомендации, сформулированные ранее в отношении ножей,
полностью относятся и к секторам, так как те и другие принадлежат к линейным захватам.
Преимущество секторных бункеров заключается в том, что их захватный орган не имеет таких плотных направляющих, как у ножевых бункеров, и поэтому секторные БЗУ не простаивают из-за заеданий направляющих, как это имеет место у ножевых бункеров.
Бункеры с последовательным расположением секторного захвата
имеют низкую производительность, так как не все поднятые захватом ПО
успевают соскользнуть в лоток и часть их возвращается обратно в бункер
вместе с захватом. Бункеры с параллельным расположением захватов более производительны. ПО подаются в лоток-накопитель захватом, который
расположен параллельно лотку. Поданные ПО сбрасываются в лоток все
одновременно (параллельно) и за время обратного хода захвата вполне успевают соскользнуть в накопитель, освободив место для новой порции
ПО. Таким образом, в этих бункерах время скольжения ПО по лотку и
время подачи новой порции ПО совмещены. Это время равно приблизительно времени хода захвата вверх и вниз.
Производительность бункеров с последовательным расположением
секторного захвата – менее 60 заготовок в минуту, производительность же
бункеров с параллельным расположением секторного захвата – 200 … 250
ПО в минуту. Производительность бункера с параллельным расположением захватного органа может быть увеличена примерно вдвое за счет
применения второго захватного органа, расположенного параллельно первому с другой стороны лотка, причем работа обоих захватных органов
должна происходить поочередно. Для осуществления поочередного движения захватов используют коленчатый вал, кулачки, смещенные на 180°,
или другие механизмы.
В секторных бункерах применяют транспортирующие устройства: самотечные, полусамотечные и принудительные, аналогичные бункерам с
ножевыми захватами.
Величины перемещения сектора различны. У центра качания они
меньше, на конце сектора – больше. Вследствие этого глубина проникновения сектора в массу ПО различна, отсюда различна и интенсивность ворошения, а следовательно, различен и коэффициент захвата. Поэтому производительность секторных бункеров примерно вдвое ниже производительности бункеров с ножевым захватом. У бункеров с самотечными лотками величина качания сектора зависит от угла качения или скольжения
ПО. Чем больше этот угол, тем больше должна быть величина угла качания сектора. При большом угле качания количество качаний сектора в минуту получается небольшим, что ведет к снижению производительности
бункера. В этом отношении БЗУ с параллельными лотками и полусамотечным или принудительным отводом ПО выгоднее, так как позволяют обойтись небольшими качаниями сектора.
Размеры секторного бункера выбирают из тех же соображений, что и
для бункеров с ножевым захватом. Ширину бункера В1 принимают в зависимости от наибольшего значения поперечника 1 ПО (начиная с 10 мм и
кончая 150 мм): с боковым сектором (последовательного и параллельного
действия) (рис. 16, а, б, г)
В1 = (8 … 10) 1 ;
с центральным сектором (рис. 16, в)
В1 = (12 … 15) 1 ;
с двумя центральными секторами (рис. 16, д)
В1 = (13 … 16) 1 .
Глубина бункера (рис. 16, д)
h1 = (1/4 … 1/3) L2 .
Длина сектора (рис. 16, а)
L2 = (8 … 12) 1 .
Как видно из последнего соотношения, длина сектора L2 больше длины ножа бункера с возвратно-поступательным движением, так как у сектора активная длина рабочей части меньше.
Производительность бункера, шт./мин:
Q
где z1 – число секторов, шт.
n 0,8L2
z1
,
Потребная мощность электродвигателя, кВт:
N = 0,007 L2 .