Устройство для вибрационного транспортирования Российский патент 2004 года по МПК B65G27/04 B65G27/08 

Изобретение относится к подъемно-транспортному машиностроению и может быть использовано для вибрационного транспортирования сыпучей массы, строительных и химических материалов.

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 №757418, кл. В 65 G 27/24, 1980 [1]; а.с. СССР №1022895, кл. В 65 G 27/00, 27/18, 1983 [2]/.

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 №565004, кл. В 65 G 27/00, 1977 [3]; а.с. СССР №593982, кл. В 65 G 27/00, 1978 [4]/.

Недостатками известных устройств являются большие энергетические затраты для создания виброрежимов, значительная сложность конструкций, схемных решений и режимов 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 с 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 любого направления, возникающие на производстве как неизбежные последствия сложных производственных процессов, а требуют специальных синхронизированных режимов колебаний.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является устройство для вибрационного транспортирования, включающее горизонтальное основание, связанное с вибровозбудителем низкочастотных гармонических колебаний в плоскости транспортирования, направляющую продольную балку, установленную вдоль направления транспортирования на двух вертикальных стойках, и грузонесущий орган в виде упругого днища /см. а.с. СССР №994362, кл. В 65 G 27/04, 1983 [5]/, и принятое за прототип.

Недостатками данного устройства являются сложность конструкции, значительные энергозатраты на виброперемещение, ограниченные функциональные возможности устройства. Последнее объясняется самим принципом работы устройства-прототипа, предусматривающим как необходимость наклона упругого днища в сторону транспортирования, так и подбрасывание вверх груза в процессе транспортирования. Во многих случаях и для ряда грузов эти требования просто невыполнимы.

Сущность изобретения заключается в создании устройства для вибрационного транспортирования, обеспечивающего формирование однонаправленного тягового усилия при периодических внешних вибрационных возмущениях за счет различных величин сил сухого трения скольжения, действующих на подвижный механизм в каждый из полупериодов вибрационных возмущений.

Технический результат - упрощение устройства, снижение энергозатрат на транспортирование и расширение функциональных возможностей устройства.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве для вибрационного транспортирования, включающем горизонтальное основание, связанное с источником вибрационных возмущений, направляющую продольную пластину, закрепленную вдоль направления транспортирования на двух вертикальных стойках, и установленный на направляющей пластине подвижной механизм, особенность заключается в том, что подвижный механизм выполнен в виде корпуса, состоящего из двух полукорпусов, расположенных параллельно плоскостям пластины по разные стороны от последней и соединенных между собой свободно охватывающими пластину с боков штырями с возможностью регулировки расстояния между полукорпусами, при этом в одном из полукорпусов выполнена замкнутая цилиндрическая полость, ось которой наклонена под острым углом к продольной оси направляющей пластины, внутри полости свободно установлена цилиндрическая инерционная масса, отделенная от оснований полости также свободно установленными упругими прокладками, а на обращенные к направляющей пластине плоскости полукорпусов нанесены фрикционные покрытия с различными коэффициентами трения скольжения.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображено предлагаемое устройство, общий вид с продольным разрезом; на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1.

Устройство для вибрационного транспортирования содержит горизонтальное основание 1, свободно установленное на подвижной платформе 2, связанной с источником вибрационных возмущений 3. В общем случае под источником 3 понимается либо специальный возбудитель низкочастотных гармонических колебаний, либо источник случайных паразитных вибраций, возникающих при производственных процессах. Также в общем случае вибрационные возмущения могут иметь любое направление в вертикальной плоскости либо действовать в любой другой плоскости, но при разложении по ортогональным составляющим хотя бы одна составляющая лежала бы в вертикальной плоскости. При этом подвижная платформа 2 способна передавать данные возмущения от источника 3 основанию 1. На основании 1 установлены две вертикальные стойки 4, 5, несущие направляющую продольную пластину 6, ориентированную вдоль направления транспортирования. На направляющей пластине 6 установлен подвижный механизм, выполненный в виде корпуса, состоящего из двух полукорпусов 7, 8, расположенных параллельно плоскостям пластины 6 по разные стороны от последней и соединенных между собой свободно охватывающими пластину 6 с боков резьбовыми штырями 9. При этом штыри 9 дают возможность регулировать расстояние между полукорпусами 7, 8, то есть степень прижатия полукорпусов 7,8 к пластине 6, а также выполняют роль ограничителей боковых перемещений при движении корпуса вдоль пластины 6, причем для уменьшения трения при таком движении на штыри 9 надеты фторпластиковые втулки 10. В одном из полукорпусов 7 /верхнем на фиг.1/ выполнена замкнутая цилиндрическая полость, ось которой наклонена под острым углом к продольной оси направляющей пластины 6. В данном конкретном случае полость образована глухим отверстием 11 и резьбовой заглушкой 12, ввернутой в резьбу в верхней части отверстия 11. Внутри полости свободно установлена цилиндрическая инерционная масса 13, отделенная от дна отверстия 11 и заглушки 12 также свободно установленными по обе стороны массы 13 упругими прокладками 14, 15, исходное поджатие которых к массе 13 регулируется заглушкой 12. На обращенные к направляющей пластине 6 плоскости полукорпусов 7, 8 нанесены фрикционные покрытия 16, 17 с различными коэффициентами трения скольжения. Например, пластина 6, полукорпусы 7, 8 выполнены из стали, слой 16 - бронза, слой 17 - резина, при этом коэффициент трения скольжения стали по бронзе f₁=0,12, стали по резине f₂=0,6÷0,7. Сверху на пластине 6 установлена и прикреплена к полукорпусу 7 подвижного механизма емкость для размещения транспортируемого груза /на чертежах данная емкость не показана/. Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

Пусть, например, для определенности направление вибрационных возмущений горизонтально /см. фиг.1/, при этом частота ω₁ возмущения меньше собственной частоты ω₂ колебательной системы массы 13 - прокладки 14, 15, то есть ω₁<ω₂ /дорезонансная область/, причем жесткость прокладок 14, 15 и соответственно частота ω₂ колебательной системы могут регулироваться в довольно широких пределах усилием поджатия резьбовой заглушки 12. В первый полупериод вибрационное возмущение направлено, например, вправо, естественно в этом же направлении возмущение прикладывается к пластине 6 и подвижному механизму, инерционное воздействие к массе 13 приложено горизонтально влево. Данное воздействие можно разложить на нормальную составляющую, прижимающую массу 13 к стенке отверстия 11, и осевую составляющую, под действием которой масса 13 движется вниз вдоль отверстия. Сразу укажем, что практически при любом направлении внешних вибрационных воздействий /кроме возмущений, перпендикулярных оси отверстия 11/, масса 13 будет получать осевое перемещение, то есть будет происходить вибротранспортирование подвижного механизма. При движении массы 13 вниз вдоль оси отверстия 11, с одной стороны, весь подвижный механизм стремится сдвинуться влево относительно пластины 6, а с другой - верхний полукорпус 7 прижимается покрытием 16 с малым коэффициентом трения f₁ к верхней плоскости пластины 6, в результате чего подвижный механизм смещается влево. Во второй полупериод, когда вибрационное возмущение направлено влево, масса 13 движется в отверстии 11 вверх, подвижный механизм стремится сместиться вправо, и нижний полукорпус 8 с покрытием 17 прижимается к нижней плоскости пластины 6. Вследствие значительного коэффициента трения f₂ движение подвижного механизма вправо в этот полупериод не происходит. В результате при действии внешних вибрационных возмущений происходит непрерывное интенсивное однонаправленное перемещение подвижного механизма по продольной пластине 6 влево. Изменяя поворотом штырей 9 силы давления полукорпусов 7, 8 на пластину 6 при одновременном правильном подборе конструктивно-технологических параметров: коэффициентов трения f₁ и f₂, величины массы 13, угла наклона оси отверстия 11 к плоскости пластины 6 и т.д., можно добиться, с одной стороны, полного отсутствия смещения подвижного механизма во второй полупериод действия вибрационных возмущений, а с другой - максимальной интенсивности перемещения подвижного механизма в первый полупериод. При частоте вибрационных возмущений ω₁ большей ω₂ - собственной частоте колебаний массы 13 с прокладками 14, 15 ω₁>ω₂ /зарезонансная область/ при том же направлении внешнего возмущения направление движения массы 13 изменяется на противоположное. Нетрудно показать, что в этом случае происходит реверс, то есть подвижный механизм начинает перемещаться вдоль пластины 6 вправо.

Очевидно, что предложенное устройство для вибрационного транспортирования отличается предельной простотой конструкции, регулировки и эксплуатации. Устройство может быть использовано для вибротранспортирования практически любых грузов без их подбрасывания, наклонов и т.п., практически при любом направлении вибрационных воздействий, причем, позволяя использовать для вибротранспортирования случайные паразитные вибрации любого характера и направления, возникающие при производственных процессах. Все это предельно расширяет функциональные возможности предлагаемого устройства, а также позволяет значительно снизить энергозатраты.

Изобретение используется в подъемно транспортном машиностроении для вибрационного транспортирования сыпучей массы, строительных и химических материалов. Устройство включает горизонтальное основание, связанное с источником вибрационных возмущений, направляющую продольную пластину, закрепленную вдоль направления транспортирования на двух вертикальных стойках, и установленный на пластине подвижный механизм. Подвижный механизм выполнен в виде корпуса, состоящего из двух полукорпусов, расположенных параллельно плоскостям пластины по разные стороны от последней и соединенных между собой охватывающими пластину с боков штырями. В одном из полукорпусов выполнена замкнутая цилиндрическая полость, ось которой наклонена под острым углом к продольной оси пластины. Внутри полости свободно установлена цилиндрическая инерционная масса, отделенная от оснований полости упругими прокладками, а на обращенные к пластине плоскости полукорпусов нанесены фрикционные покрытия с различными коэффициентами трения скольжения. Упрощается конструкция устройства, снижаются затраты на транспортирование и расширяются его функциональные возможности. 2 ил.

Устройство для вибрационного транспортирования, включающее горизонтальное основание, связанное с источником вибрационных возмущений, направляющую продольную пластину, закрепленную вдоль направления транспортирования на двух вертикальных стойках, и установленный на направляющей пластине подвижный механизм, отличающееся тем, что подвижный механизм выполнен в виде корпуса, состоящего из двух полукорпусов, расположенных параллельно плоскостям пластины по разные стороны от последней и соединенных между собой свободно охватывающими пластину с боков штырями с возможностью регулировки расстояния между полукорпусами, при этом в одном из полукорпусов выполнена замкнутая цилиндрическая полость, ось которой наклонена под острым углом к продольной оси направляющей пластины, внутри полости свободно установлена цилиндрическая инерционная масса, отделенная от оснований полости также свободно установленными упругими прокладками, а на обращенные к направляющей пластине плоскости полукорпусов нанесены фрикционные покрытия с различными коэффициентами трения скольжения.