ВИБРОБУНКЕР Российский патент 2001 года по МПК B65G27/02 

Изобретение относится к автоматизации производственных процессов и может найти применение в устройствах для автоматической загрузки деталей в рабочую зону технологических машин.

Известен вибробункер, включающий чашу со спиральным лотком, диском и коническим днищем, установленную посредством пружинных стержней на основании и электромагнитный вибратор, якорь которого связан с диском чаши, а связь конического днища с основанием выполнена из подшипникового узла и П-образной опоры, установленной на основании. Коническое днище чаши выполнено независимым от чаши и имеет возможность вращаться вокруг оси, закрепленной в подшипниковом узле (а.с. СССР N 655618, M.Кл. B 65 G 27/08, 1979).

Недостатком указанного устройства является жесткая связь конического днища с основанием посредством П-образной опоры подшипникового узла, что обусловливает колебания конического днища и деталей, расположенных на нем в соответствии с колебаниями основания. А так как чаша бункера и основание совершают колебания в противофазе, то и коническое днище, с находящимися на нем деталями, также будет совершать колебательное движение в направлении, противоположном колебаниям чащи и спирального лотка, что приводит к ухудшению условий захвата деталей спиральным лотком и снижает производительность вибробункера.

Наиболее близким из известных технических решений является вибробункер, содержащий чашу со спиральным и выходным лотками, вибропривод, соединенный через несущую плиту с дном и чашей, при этом дно чаши имеет возможность свободно поворачиваться относительно вертикальной оси. Загружаемые в бункер детали перемещаются от центра к периферии, поскольку дно чаши имеет уклон от оси к периферии, а возникающие при этом силы трения в местах контакта загружаемых деталей с дном чаши создают вращающий момент, поворачивающий дно чаши в зависимости от скорости вибрационного перемещения деталей (патент РФ N 2103210, М.Кл. B 65 D 88/66, 1998).

Недостатком данного устройства является то, что скорость вращения дна бункера определяется скоростью вибрационного перемещения деталей, а характер и интенсивность поступления деталей на спиральный лоток чаши аналогичен поступлению деталей на спиральный лоток чаши бункера с неподвижным дном, так как в обоих случаях скорости перемещения деталей по дну чащи бункера идентичны. Такая конструкция лишь уменьшает износ поверхности дна чаши и не способствует увеличению производительности бункера в целом.

Данное устройство имеет низкий технический уровень, что обусловлено конструктивным исполнением чаши вибробункера, при загрузке деталями которой последние перемещаются к зоне захвата их спиральным лотком посредством дна, вращающегося со скоростью, не превышающей и зависящей от скорости вибрационного транспортирования деталей, что снижает функциональные возможности такого способа загрузки деталей, поскольку производительность устройства в целом ограничена средней скоростью вибрационного перемещения деталей в бункере.

Важнейшей задачей данного изобретения является создание вибробункера с новой конструкцией чаши, имеющей донную часть в виде конуса, обеспечивающего вращение деталей с окружной скоростью, большей скорости вибрационного перемещения последних на первичной стадии подачи их к зоне захвата спирального лотка, который обеспечивает вторую стадию транспортирования деталей в непрерывном вибрационном потоке, тем самым улучшаются рабочие характеристики процесса транспортирования потока деталей в зону захвата спирального лотка, что повышает интенсивность процесса первичной ориентации деталей и уплотняет поток деталей, поступающих в рабочую зону технологических машин, тем самым повышается производительность вибробункера в целом.

Техническим результатом заявленного устройства является новая схема подачи деталей в зону захвата их спиральным лотком, обеспечивающая уплотнение потока деталей в зоне захвата спирального лотка, повышение надежности процесса захвата деталей и интенсивности процесса первичной их ориентации, а также расширение возможностей вибробункера с точки зрения повышения его производительности.

Технический результат достигается тем, что вибробункер, включающий чашу со спиральным и выходным лотками, установленную посредством пружинных стержней на основании и вибропривод, соединенный через основание с чашей вибробункера, при этом в чаше вибробункера установлен корпус тарельчатого типа, в кольцевом пазу которого установлена втулка с возможностью вращения относительно центральной оси корпуса, в центральной части которого выполнен цилиндрический стакан, на наружной поверхности которого и во внутренней расточке втулки установлены подшипники качения, а по торцевой поверхности цилиндрического стакана корпуса установлена с зазором корпусная крышка, образующая кольцевую камеру нагнетания, соединенную с источником сжатого воздуха, поступающего через тангенциально направленное входное отверстие в кольцевой зазор, образованный внутренними боковыми поверхностями втулки и наружными боковыми поверхностями цилиндрического стакана, посредством которого обеспечивается вращение втулки, а донная часть чаши вибробункера образована по конической поверхности вращающейся втулки и наружной поверхности корпусной крышки.

Создание конструкции вибробункера с новой схемой подачи деталей в зону захвата спирального лотка с введением в чашу вибробункера конструкции корпуса с вращающейся втулкой в центральной его части для обеспечения вращения потока деталей с окружной скоростью, большей скорости вибрационного транспортирования деталей на спиральном лотке, что позволяет улучшить рабочие характеристики процесса транспортирования деталей в зону захвата спирального лотка.

Введена новая конструкция донной части чаши вибробункера, образованной по конической поверхности вращающейся втулки и наружной поверхности корпусной крышки и разработана новая конструкция кольцевой камеры нагнетания, соединенной с источником сжатого воздуха и обеспечивающей вращение втулки в направлении вибрационного транспортирования деталей на спиральном лотке.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволяет установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем осуществленным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволяет выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенном в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня, заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результат которого показывает, что заявленное изобретение не следует для специалистов явным образом из известного уровня техники.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень".

Данное устройство представлено на чертежах: фиг. 1 - общий вид устройства; фиг. 2 - вид сверху устройства; фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1.

Вибробункер состоит из чаши 1, на внутренней цилиндрической поверхности которой имеется спиральный лоток 2, и выходного лотка 3. В чаше 1 вибробункера установлен корпус тарельчатого типа 4, который на подвес как из пружинных стержней 5 крепится к основанию 6. Снизу на корпусе 4 установлен якорь 7 электромагнита 8, закрепленного на основании 6. Корпус 4 вместе чашей 1 вибробункера под действием электромагнитного привода 7, 8 на подвесках из пружинных стержней 5 имеет возможность совершать направленные гармонические колебания, тем самым обеспечивается вибрационное транспортирование деталей по спиральному лотку 2.

В центральной части корпуса 4 выполнен цилиндрический стакан, а в кольцевом пазу 9 корпуса 4 установлена посредством подшипников качения 10 втулка 11 с возможностью вращения относительно центральной оси корпуса 4. При этом подшипники качения 10 установлены во внутренней расточке втулки 11 на наружной поверхности цилиндрического стакана корпуса 4. По торцевой поверхности цилиндрического стакана корпуса 4 установлена с зазором 12 корпусная крышка 13, по оси которой сформирована кольцевая камера нагнетания 14, соединенная с источником сжатого воздуха посредством тангенциально направленного входного отверстия 15, посредством которого обеспечивается вращение потока воздуха в направлении вибрационного транспортирования деталей на спиральном лотке 2 вибробункера. По внутренним боковым поверхностям втулки 11 и наружным боковым поверхностям цилиндрического стакана корпуса 4 образуется кольцевой зазор 16, в котором создается вращающаяся струя воздуха, под действием трения которой о боковую поверхность втулки 11 обеспечивается вращательное движение втулки 11 с окружной скоростью, превышающей скорость вибрационного транспортирования деталей на спиральном лотке 2.

Внутри чаши 1 вибробункера формируется донная часть чаши, образованная по конической поверхности втулки 11 и наружной поверхности корпусной крышки 13. При этом центральная ее часть выполнена неподвижной в виде корпусной крышки 13, а посредством кольцевой части, выполненной по наружной поверхности втулки 11, образуется вращающаяся зона захвата спирального лотка 2, что обеспечивает вращение потока деталей по донной части чаши 1 вибробункера с окружной скоростью, большей скорости вибрационного транспортирования деталей на спиральном лотке 2, тем самым повышается интенсивность процесса первичной ориентации деталей, независимо от параметров вибрации, и уплотняется поток деталей на лотке 3, тем самым улучшая рабочие характеристики вибробункера в целом.

Вибробункер работает следующим образом.

При подаче тока в цепь электромагнита 8 возникают вертикальные колебания якоря 7, преобразуемые пружинными стержнями 5 в винтовые колебания, которые передаются корпусу 4 и чаше 1 и вызывают перемещение деталей по спиральному лотку 2.

Одновременно с включением вибропривода в кольцевую камеру нагнетания 14 подается поток сжатого воздуха из тангенциально направленного входного отверстия 15, который ударяется о наружные стенки кольцевой камеры нагнетания 14 и раскручивается в ней, образуя воздушный вихрь, направление вращения которого совпадает с направлением вибрационного транспортного движения деталей по спиральному лотку 2. В зазоре 12 воздушный вихрь преобразуется во вращающуюся струю воздуха и поступает в кольцевой зазор 16, в котором посредством сил трения между цилиндрической поверхностью втулки 11 и под действием вращающейся струи сжатого воздуха, создается крутящий момент, обеспечивающий вращение втулки 11 относительно вертикальной оси корпуса 3 с окружной скоростью, большей скорости вибрационного транспортирования деталей на спиральном лотке 2.

При перемещении деталей на наружную поверхность втулки 11 посредством сил трения между транспортируемыми деталями и поверхностью втулки 11, транспортируемые детали приобретают ускорение движения, в соответствии со скоростью вращения втулки 11, превышающей окружную скорость вибрационного транспортирования деталей по спиральному лотку 2. Тем самым, транспортируемым деталям сообщается дополнительное ускорение за счет тангенциальных и центробежных составляющих сил вращения и обеспечивается приложение дополнительной центробежной силы, которая совместно с составляющей силы тяжести, из-за конической формы донной части чаши 1 вибробункера, и направленными гармоническими колебаниями вынуждают детали перемещаться в радиальном направлении к зоне захвата спирального лотка 2. А поскольку детали имеют угловую скорость большую чем скорость вибрационного перемещения, то и скорость перемещения деталей в радиальном направлении будет меть большую величину, зависящую главным образом от скорости вращения втулки 11. Тем самым детали будут быстрее перемещаться от втулки 11 к спиральному лотку 2, интенсивнее занимать зону его захвата, тем самым обеспечивая большую вероятность процесса захвата детали спиральным лотком 2.

Под действием центробежной силы очередная деталь, поступившая на лоток 2 в зоне захвата, начинает двигаться по нему со скоростью вибрационного перемещения, обеспечиваемого виброприводом, а следующая за ней деталь, находящаяся на вращающейся втулке 11, движется с большей окружной скоростью и быстрее перемещается к зоне захвата спирального лотка 2. Это приводит к тому, что при освобождении зоны захвата предыдущей деталью, последующая деталь сразу же поступает в зону захвата. Тем самым разрывы между деталями, движущимися по спиральному лотку 2, уменьшаются. Таким образом увеличивается плотность потока деталей на спиральном лотке 2, а следовательно, и производительность вибробункера в целом.

Таким образом, вышеизложенное свидетельствует о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
- вибробункер с новой конструкцией чаши, имеющей донную часть в виде конуса, обеспечивающего вращение деталей с окружной скоростью, большей скорости вибрационного транспортирования послед них по спиральному лотку, предназначен для перемещения деталей по новой схеме подачи в зону захвата спирального лотка, что обеспечивает уплотнение потока деталей в зоне захвата, повышение надежности процесса захвата деталей и интенсивности процесса первичной их ориентации, а также расширение возможностей вибробункера с точки зрения повышения его производительности;
- для заявленного изобретения, в том виде как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления в соответствии с описанием и прилагаемыми чертежами;
- разработанное устройство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении способно обеспечить достижение усматриваемого технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость".

Изобретение относится к автоматизации производственных процессов по загрузке деталей в рабочую зону технологических машин. Вибробункер содержит чашу со спиральным лотком и выходным лотком, которая установлена посредством пружинных стержней на основании, и вибропривод, соединенный через основание с чашей вибробункера. В чаше вибробункера установлен корпус тарельчатого типа, в кольцевом пазу которого установлена втулка с возможностью вращения относительно центральной оси корпуса. В центральной части корпуса выполнен цилиндрический стакан, по торцевой поверхности которого установлена с плоским зазором корпусная крышка, образующая кольцевую камеру нагнетания. А донная часть чаши вибробункера образована по конической поверхности втулки и наружной поверхности корпусной крышки. Сжатый воздух поступает в кольцевую камеру нагнетания через тангенциально направленное входное отверстие. В кольцевом зазоре посредством трения воздушного потока о наружную поверхность втулки обеспечивается ее вращение с окружной скоростью, большей скорости вибрационного транспортирования деталей спиральным лотком. Техническим результатом данного устройства является создание конструкции вибробункера с новой схемой подачи деталей в зону захвата спирального лотка под действием вибрации донной части чаши вибробункера при одновременном круговом вращении втулки, что обеспечивает интенсификацию процесса первичной ориентации деталей и повышает производительность вибробункера в целом. 3 ил.

Вибробункер, включающий чашу со спиральным и выходным лотками, установленную посредством пружинных стержней на основании, и вибропривод, соединенный через основание с чашей вибробункера, отличающийся тем, что в чаше вибробункера установлен корпус тарельчатого типа, в кольцевом пазу которого установлена втулка с возможностью вращения относительно центральной оси корпуса, в центральной части которого выполнен цилиндрический стакан, на наружной поверхности которого и во внутренней расточке втулки установлены подшипники качения, а по торцевой поверхности цилиндрического стакана корпуса установлена с зазором корпусная крышка, образующая кольцевую камеру нагнетания, соединенную с источником сжатого воздуха, поступающего через тангенциально направленное входное отверстие в кольцевой зазор, образованный внутренними боковыми поверхностями втулки и наружными боковыми поверхностями цилиндрического стакана, посредством которого обеспечивается вращение втулки, а донная часть чаши вибробункера образована по конической поверхности вращающейся втулки и наружной поверхности корпусной крышки.