ГРАВИТАЦИОННЫЙ ЗИГЗАГООБРАЗНЫЙ ЛОТОК Российский патент 2024 года по МПК B65G11/08 

Предлагаемое изобретение относится к области промышленного транспорта и предназначено для перемещения деталей, например, типа шаров, в вертикальной плоскости под действием собственного веса. Оно может быть использовано для связи оборудования в поточных и автоматизированных линиях, в качестве загрузочного устройства отдельных металлорежущих станков и т.п.

В настоящее время лотки, аналогичные предлагаемому, известны. К ним, в частности, относится лоток, описанный в книге «Пукенец И.К., Мурашев Н.В. Ремонт промышленного оборудования. М., Высшая школа, 1969 г.» на стр. 132 и показанный на рис. 60, д. Указанный лоток включает в себя корпус, в котором выполнена полость зигзагообразной (змейковой) формы. Детали загружаются в полость сверху, проходят ее донизу и выгружаются.

Лоток-аналог имеет довольно простую конструкцию, но далеко не всегда обладает требуемым быстродействием, которое характеризуется временем прохождения детали по нему. Это вызвано принципиальной возможностью заклинивания деталей при движении в полости.

Такого недостатка лишен гравитационный зигзагообразный лоток, описанный в этой же книге на рис. 60, е, и принятый нами за прототип. Он также включает в себя корпус, но внутри (в полости) последнего имеется направляющая, состоящая из зигзагообразно расположенных прямолинейных участков. Заклинивание деталей в таком лотке практически исключено.

Лоток-прототип может быть использован для транспортирования деталей сплошным потоком либо поштучно с временными интервалами между ними. Для загрузки деталей в такой лоток, как, впрочем, и в лоток-аналог, зачастую требуется воронкообразный элемент, который «прицельно» подает детали на начальный конец направляющей. Это вызвано тем, что скорости деталей, подаваемых на лоток, неодинаковы (из-за некоторой неодинаковости их масс, нестабильности сил, под действием которых подаются детали и т.п.). Воронка усложняет конструкцию лотка и, в случае транспортирования деталей поштучно с временными интервалами, влечет за собой нестабильность его быстродействия. Эта нестабильность вызвана тем, что детали при загрузке попадают в разные места воронки и выражается в том, что детали, подаваемые через воронку на лоток через равные промежутки времени, на выходе лотка будут появляться через не вполне равные промежутки с некоторым разбросом по времени.

Отсюда возникает проблема повышения и стабилизации быстродействия лотка с зигзагообразной направляющей.

Технически решение сформулированной проблемы предполагаемым изобретением обеспечивается тем, что гравитационный зигзагообразный лоток, содержащий корпус с полостью, внутри которой в вертикальной плоскости размещена зигзагообразная направляющая, отличается от прототипа тем, что последняя выполнена в виде секций, ограниченных точками ее перегиба, каждая секция имеет продольную форму брахистохроны, при этом высота H_i каждой i-ой секции определяется из соотношения:

где Н - высота лотка, i = 1, 2, ….., N,

N - количество секций направляющей.

На фиг. 1 показана конструктивная схема предлагаемого лотка в качестве примера с N=5. На ней 1 - корпус лотка, 2 - его полость, 3 - секции направляющей, 4 - выходное отверстие лотка. В конце каждой секции есть окно, через которое деталь попадает на следующую секцию (на фиг. 1 окна условно не показаны). Из последней секции выход наружу лотка.

Работа лотка происходит на основе свойств брахистохроны. Брахистохрона - это кривая скорейшего спуска (см. В.П. Бобров «Проектирование загрузочных устройств к станкам и автоматическим линиям. - М.: Машиностроение, 1964), представляющая собой отрезок циклоиды. В сравнении с прямой линией она обеспечивает существенное (до 20 %) сокращение времени движения детали по лотку.

Кроме того, будучи загруженная в любую точку лотка, выполненного в форме брахистохроны, деталь достигает конечной точки лотка всегда в одно и то же время. Эти свойства брахистохроны базируются на том, что при движении по циклоиде деталь вначале разгоняется до скорости, близкой к скорости свободного падения, а затем скорость сокращается до величины, близкой к нулю. Таким образом и обеспечивается указанное выше сокращение времени. При этом в конечной точке движения детали не происходит удар. Если продольный профиль лотка был бы прямолинейным, то при начальной скорости детали, близкой к скорости свободного падения, к концу лотка скорость бы не уменьшилась и произошел бы удар. В результате деталь могла бы быть повреждена.

Получается, что брахистохрона создает и сокращение времени движения детали, и предотвращает удар детали о возможное препятствие в конце лотка.

Учитывая особенности брахистохроны, при построении конструктивной схемы предлагаемого лотка вся его высота и направляющая были разделены на секции также в соответствии с этими особенностями: границы секций (точки перегиба направляющей) были выбраны тоже в соответствии с уравнением циклоиды.

При использовании предлагаемого лотка деталь после обработки на некоторой технологической машине может быть загружена в него в любую точку верхней секции 3 направляющей. Спустившись до конца этой секции, она через окно, имеющееся в конце нее, попадает в начало следующей секции и далее аналогично. Пройдя все секции через выходные отверстия 4, деталь поступает далее, например, в следующую технологическую машину.

Применение брахистохроны и соответствующее деление направляющей лотка на секции дает технический результат, представляющий собой сокращение и стабилизацию времени транспортирования деталей по лотку. В конечном итоге это позволяет точнее синхронизировать работу оборудования в поточных и автоматических линиях и повысить производительность металлорежущих и им подобных станков.

Изобретение относится к области промышленного транспорта и предназначено для перемещения деталей, например, типа шаров, в вертикальной плоскости под действием собственного веса. Гравитационный зигзагообразный лоток содержит корпус с полостью, внутри которой в вертикальной плоскости размещена зигзагообразная направляющая, которая выполнена в виде секций, ограниченных точками ее перегиба, каждая секция имеет продольную форму брахистохроны, при этом высота каждой секции определяется из математического соотношения. Обеспечиваются сокращение и стабилизация времени транспортирования деталей по лотку. 1 ил.

Гравитационный зигзагообразный лоток, содержащий корпус с полостью, внутри которой в вертикальной плоскости размещена зигзагообразная направляющая, отличающийся тем, что последняя выполнена в виде секций, ограниченных точками ее перегиба, каждая секция имеет продольную форму брахистохроны, при этом высота H_i каждой i-ой секции определяется из соотношения:

где Н - высота лотка, i = 1, 2, ….., N,

N - количество секций направляющей.