УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРАЦИОННОГО ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ Российский патент 2000 года по МПК B65G27/04 B65G27/08 

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.

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.

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.