Способ установки жёлоба на колонне спирального гравитационного транспортера Российский патент 2023 года по МПК B65G11/06 B65G11/18 

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения, и в частности, к способам проектирования и изготовления спиральных гравитационных транспортеров, выполняющих функции накопительных и загрузочных устройств в поточных и автоматических линиях.

Такие транспортеры обычно содержат вертикальную колонну, закрепляемую на опоре, и жёлоб, закрепляемый на колонне. Установка жёлоба на колонне – непременный элемент изготовления гравитационного транспортера, и в настоящее время способы указанной установки известны.

К ним относятся, например, описанные в книге А.Н. Малов. «Загрузочные устройства для металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1965 г.» на стр. 11–12 и проиллюстрированные рис. 4д, 4е, 4з. Эти способы, аналогичные предлагаемому, состоят, прежде всего в том, что жёлобу придают спирально–овальную или зигзагообразную форму, а затем его закрепляют на колонне. Достоинством таких способов является то, что транспортеры, построенные с их применением, имеют большую емкость, чем транспортеры с прямолинейными желобами, и занимают меньшие производственные площади. К их недостаткам следует отнести получение все же не всегда достаточной емкости транспортера и нерациональное использование поверхности колонны.

Отмеченных недостатков в значительной степени лишен способ установки желоба на колонне, состоящий в придании желобу винтовой формы с последующим его закреплением вокруг колонны (см. упомянутую выше книгу, рис. 4в, 4г). Поверхность колонны в этом случае используется более рационально, емкость транспортера увеличивается, но его быстродействие оставляет желать лучшего. Причина в том, что винтовой желоб имеет постоянный шаг и время движения объекта транспортирования по нему не минимально. Проблемой, на разрешение которой направлено предлагаемое изобретение и является указанное.

Разрешение проблемы основано на том, что в результате применения предлагаемого способа получается транспортер, жёлоб которого представляет собой спираль с переменным, последовательно уменьшающимся шагом. Траектория движения объекта транспортирования по жёлобу приобретает форму винтовой кривой скорейшего спуска. Линейные такие кривые (брахистохроны) известны, но как установить на колонне желоб, чтобы получилась винтовая брахистохрона, в доступной автору предложения литературе упоминаний нет.

В соответствии с изложенным, технически решение сформулированной выше проблемы состоит в том, что способ установки желоба на колонне спирального гравитационного транспортера характеризуется тем, что выбирают i-е поперечные сечения желоба, одну из точек линии пересечения поверхности колонны с плоскостью ее опоры принимают за начало окружной X и вертикальной У координат транспортера, затем на поверхности колонны изображают вертикальные линии, соединяющие i-е сечения желоба с плоскостью опоры колонны и отстоящие от начала координат по окружности колонны на расстояниях X_i, на линиях откладывают отрезки длиной У_i, отсчитываемые от линии пересечения поверхности колонны с плоскостью ее опоры, после чего желоб каждого i-го сечения закрепляют бортом на колонне в точке с координатами X_i и У_i, при этом числовые значения последних определяют по соотношению

,

где i = 0, 1, 2, 3…- порядковый номер сечения жёлоба;

L - высота колонны транспортера, метры;

r - радиус колонны, доли метра;

l - единица измерения длины проекции жёлоба на координату X, такая, что l≥2πr, метры;

X_i = 0, …, l/πr - расстояние от начала координат транспортера, выраженное количеством отрезков длиной 2πr/l, таких, что X_i+1> X_i.

На фиг.1 изображен фрагмент желоба, устанавливаемого на колонне предлагаемым способом; на фиг.2 – схема развертки желоба, устанавливаемого на колонне, в координатах X (охватывающей колонну кругами по окружности пересечения поверхности колонны с плоскостью ее опоры) и У (направленной по вертикали параллельно оси колонны); на фиг.3 – пример, иллюстрирующий использование способа.

Предлагаемый способ установки желоба А на колонне Б спирального гравитационного транспортера, характеризуется тем, что выбирают i-е поперечные сечения желоба А, одну из точек линии пересечения линия поверхности колонны с плоскостью ее опоры В принимают за начало окружной X и вертикальной У координат транспортера Г, затем на поверхности колонны Б изображают вертикальные линии, соединяющие i-е сечения желоба с плоскостью опоры В колонны и отстоящие от начала координат Г по окружности колонны на расстояниях Xi на линиях откладывают отрезки длиной У_i, отсчитываемые от линии пересечения поверхности колонны с плоскостью ее опоры, после чего желоб каждого i-го сечения закрепляют бортом на колонне в точке с координатами X_i и У_i, при этом числовые значения последних определяют по соотношению

,

где i = 0, 1, 2, 3…- порядковый номер сечения жёлоба;

L - высота колонны транспортера, метры;

r - радиус колонны, доли метра;

l - единица измерения длины проекции жёлоба на координату X, такая, что l≥2πr, метры;

X_i = 0, …, l/πr - расстояние от начала координат транспортера, выраженное количеством отрезков длиной 2πr/l, таких, что Xi+1> Xi.

Проиллюстрируем использование способа примером.

Пусть L = 10 метров. Возьмем желоб и выберем на нем шесть сечений с i = 0, 1, 2, 3, 4, 5. Примем метра, r = 0,1 метра. Расположим сечения на желобе так, что вертикальные линии, соединяющие i-е сечения желоба с плоскостью опоры колонны дадут Х₀ = 0, Х₁ = 1, Х₂ = 3, Х₃ = 6, Х₄ = 10, Х₅ Отсчитаем по этим линиям У_i и получим У₀ = 10 м, У₁ = 7,166 м, У₂ = 5,223 м, У₃ = 3,283 м, У₄ = 1,815 м, У₅ = 0 м.

Составим следующие пары координат: 1) (Х₀; У₀) = (0;10); 2) (Х₁; У₁) = (1; 7,166); 3) (Х₂; У₂) = (3; 5,223); 4) (Х₃; У₃) = (6; 3,283); 5) (Х₄; У₄) = (10; 1,815); 6) (Х₅; У₅) = (20;0).

Расположим и закрепим на поверхности колонны соответствующие сечения желоба и получим спиральную брахистохрону, развертка которой показана на фиг.3. Из нее видно, что сначала объект транспортирования перемещается по желобу с большим ускорением и приобретает большую скорость. При дальнейшем движении скорость снижается и объект останавливается.

В целом, как показывает эксперимент, быстродействие спирального транспортера с желобом, установленным предложенным способом, оказывается более высоким, чем с желобом, установленным, как обычно, примерно на 30–35 процентов. В этом состоит технический результат предлагаемого изобретения. Повышение же быстродействия позволяет расширить область применения спиральных гравитационных транспортеров и делает их более универсальными.

Для установки желоба на колонне выбирают i-е полученные сечения желоба, одну из точек линии пересечения поверхности колонны с плоскостью ее опоры принимают за начало окружной X и вертикальной У координат транспортера, затем на поверхности колонны изображают вертикальные линии, соединяющие i-е сечения желоба с плоскостью опоры колонны и отстающие от начала координат по окружности колонны на расстояниях X_i, на линиях откладывают отрезки длиной У_i, отсчитываемые от линии пересечения поверхности колонны с плоскостью ее опоры, после чего желоб каждого i-го сечения закрепляют бортом на колонне в точке с координатами X_i, У_i. Техническим результатом изобретения является обеспечение движения объектов транспортирования по спиральной брахистохроне, что делает быстродействие транспортеров максимально возможным. 3 ил.

Способ установки жёлоба на колонне спирального гравитационного транспортера, характеризующийся тем, что выбирают i-е поперечные сечения жёлоба, одну из точек линии пересечения поверхности колонны с плоскостью ее опоры принимают за начало окружной Х и вертикальной У координат транспортера, затем на поверхности колонны изображают вертикальные линии, соединяющие i-е сечения жёлоба с плоскостью опоры колонны и отстоящие от начала координат по окружности колонны на расстояниях X_i, на линиях откладывают отрезки длиной У_i, отсчитываемые от линии пересечения поверхности колонны с плоскостью ее опоры, после чего жёлоб каждого i-го сечения закрепляют бортом на колонне в точке с координатами X_i, У_i, при этом числовые значения последних определяют по соотношению

где i = 0, 1, 2, 3 … - порядковый номер сечения жёлоба;

L - высота колонны транспортера, метры;

r - радиус колонны, доли метра;

l - единица измерения длины проекции жёлоба на координату X, такая, что l≥2πr, метры;

X_i = 0, …, l/πr - расстояние от начала координат транспортера, выражаемое количеством отрезков длиной 2πr/l, таких, что X_i+1> X_i.