Ротор для транспортирования и бракеровки жестяных консервных крышек Советский патент 1990 года по МПК B21D43/00 

Изобретение относится к технике транспортирования и отбраковки тонколистовых изделий и может быть использовано на автоматических ротных линиях производства жестяных консервных крышек.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей и повышение надежности устройства.

На фиг. 1 приведена схема ротора; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема потора; на фиг. 3 коллектора , на фиг. 4 - элект- рОмапштный схват; на фиг. 5 - схема крепления схвата.

Ротор для транспортирования и бра- кёровки жестяных консервных крышек содержит несколько, например шесть, электромагнитных схватов 1s симметрично закрепленных на вращающемся диске 2, и систему 3 управления, вы- полненную в виде шеточно-коллектор- нЬго механизма, состоящего из коллек- тЬра 4, основных электрических ще- тЬк 5-10 и вспомогательной электричес- к)эй щетки 11

Каждый из электромагнитных схватов 1 содержит катушку 12 и датчики5 сос- трящие из чувствительных элементов i J3 и коммутирующих элементов 14, вы- хэдные цепи которых электрически сое- длнены между собой последовательно.

Система 3 управления содержит также вентили 15 и три источника 16-18 тока, причем первый источник 16 имеет повышенное напряжение и соединен сво- и|м отрицательным полюсом с отрицатель- н(ым полюсом источника 17 и положительным полюсом источника 18.

Коллектор 4 содержит контактное кольцо 19 и семь контактных пластин 20-26, закрепленных последовательно на его рабочей поверхности по окружности.

Ротор (фиг. 2) содержит также дополнительные вентили 27 и 28, ре- зисторы 29 и 30.

В нижней части осевой зоны 31 маг- н итопровода 32 шарнирно закреплен чувствительный элемент каждого датчика. Крышка 33 образовывает нижнюю кромку электромагнитного схвата, С помощью соответствующих узлов 34 урепления Каждый схват 1 закреплен на диске 2. К диску 2 прикреплены симметрично щеткодержатели 35-40. На рабочей по- верхности коллектора 4 выделены кольцевые зоны 41-46.

На фиг. 3 приняты обозначения: задняя граница 47 пластины 24, передняя граница 48 пластины 20, задняя грани- Ца 49 пластины 22,

Каждый электромагнитный схват 1 закреплен на вращающемся диске 2 с помощью соответствующих узлов 34 крепления так, чтобы угол об между двумя прямыми в горизонтальной плоскости, соединяющим центр схватя с осью Диска 2 и передним по направлению вращения диска чувствительным элементом

13, был менее прямого угла на заранее рыбранную величину ft . Такое креплени электромагнитных схватов 1 позволяет обеспечить повышенную надежность отбраковки жестяных консервных крышек при минимальном количестве датчиков в случае применения устройства в роторной линии производства жестяных крышек из ленточной жести для транспортирования крышек непосредственно после процесса их штамповки разделительными штампами на технологическом роторе штамповки. Благодаря тому, что угол oi выбран меньше прямого утла на заранее определенный угол и 5 возможные усечения в виде полумесяца на бракованных крышках оказываются в зоне размещения чувствительных элементов 13 датчиков, благодаря чему надежная отбраковка консервных крышек может быть обеспечена при от- но сительно малом количестве датчиков в электромагнитных схватах. Так, в случае возможного появления бракованных консервных крышек лишь в результате нарушения синхронизма или обрыва ленты, каждый электромагнитный схват может быть снабжен лишь двумя датчиками, чувствительные элементы которых размещены диаметрально противоположно под углом oi, к прямой, соединяющей центр схвата с центром вращающегося диска 2.

С учетом того, что бракованные крышки могут появляться и в результате чрезмерН9го отклонения ленты в боковом направлении, каждый электромагнитный схват в предлагаемом устройстве снабжен четырьмя датчиками с симметрично размещенными чувствительными элементами для повышения надежности отбраковки жестяных крышек .

Коллектор 4 выполнен в виде диска с плоской рабочей поверхностью. Такой коллектор проще и меньше по занимаемому объему по сравнению с коллектором, имеющим, например, цилиндрическую или коническую рабочую поверхность. Коллектор 4 закреплен с возможностью его поворота на ограниченный угол относительно своей оси, совмещенной с осью диска 2. При этом первая контактная пластина 20 электрически связана с положительным полюсом первого источника 16 тока повышенного напряжения, вторая пластина 21, третья 22 и пятая 24 пластины - ,с

положительным полюсом второго источника 17 тока, четвертая пластина 23 и шестая пластина 25 - с отрицательным полюсом третьего источника 18 тока, а седьмая пластина 26 - с общей точкой соединения источников 16-18, подключенной к контактному кольцу 19. Промежутки между пластинами 20- 26 заполнены диэлектриком до рабочей поверхности этих пластин. При этом величина промежутка между первой 20 и седьмой 26 пластинами повышает расстояние между соседними основными щетками, что исключает одновременно контактирование с первой 20 и седьмой 26 пластинами двух соседних основных щеток, а величина остальных промежутков между пластинами 20-26 меньше ширины основных щеток, что обеспечивает перемыкание соседних контактных пластин основными щетками. Длина контактной пластины 20 выбрана минимально возможной исходя из требуемой продолжительности форсированного режима работы электромагнитного схвата. Длина контактной пластины 24 превышает расстояние между соседними основными щетками.

в периоды перемыкания основными щетками пластины 24-25 и, наоборот, на пластину 25 в периоды перемыкания пластин 22-23 и упрощают тем самым выбор основных размеров контактных пластин коллектора 4 при заданных yi- лах транспортирования качественных и бракованных крышек.

Чувствительный элемент 13 каждого датчика выполнен в виде подпружиненного рычага, выступающего одним из своих концов за пределы нижней кромки схвата на расстоянии от его центра, несколько меньшем внешнего радиуса консервной крышки. Друглм своим концом рычаг 13 механически связан с соответствующим коммутирующим элементом 14. В качестве коммутирующего элемента 14 может быть использован, например, концевой микропереключатель с замыкающими контактами и подпружиненной кнопкой, контактирующей с другим концом рычага 13. Зигзагообразная 5 форма рычагов 13 и крепление этих рычагов и коммутирующих элементов 14 в нижней части осевой зоны 31 магни- топровода 32 обеспечивают максимальное возможное использование рабочего

5

0

Изобретение относится к технике транспортирования и отбраковки тонколистовых изделий и может быть использовано на автоматических роторных линиях производства жестяных консервных крышек. Цель изобретения - расширение технологических возможностей и повышение надежности устройства. Устройство содержит симметрично закрепленные на вращающемся диске ротора электромагнитные схваты. Каждый из схватов имеет электрическую катушку и датчики, состоящие из чувствительных и коммутирующих элементов. Система управления ротора выполнена в виде щеточно-коллекторного механизма. Электрические щетки подключены к катушкам соответствующих схватов и электрически связаны между собой через вентили и выходные цепи коммутирующих элементов. Коллектор содержит семь последовательно закрепленных на его плоской рабочей поверхности контактных пластин, электрически связанных с тремя источниками тока. В процессе вращения ротора щетки скользят в соответствующих кольцевых зонах коллектора, поочередно контактируя с контактными пластинами. При этом осуществляется захват консервных крышек поочередно каждым из электромагнитных схватов. Отбраковка крышки производится в случае отсутствия срабатывания одного из коммутирующих элементов схвата. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Вентиль 27 обеспечивает электричес-зо пространства схвата и существенное

кую развязку источников 16 и 17 тока в периоды перемыкания первой пластины 20 и второй пластины 21 основными щетками 5-10 , исключая тем самым подачу повышенного напряжения на пластины 22 и 24, повышенный нагрев катушек 12 и перегрузку источника 16 тока. Кроме того, вентиль 27 исключает искрение основных щеток в моменты окончания периодов перемыкания пластин 20 и 21 основными щетками и повышает тем самым надежность работы ще- точно-коллекторного механизма. Вентиль 28 также повышает надежность работы щеточно-коллекторного механиз- ма за счет исключения искрения основных щеток в моменты окончания периодов перемыкания пластин 25 и 26 этими щетками. Резисторы 29 и 30 ограничивают тока в контурах 17-22-23-29-18- 17 и 17-24-25-30-18-17 в периоды перемыкания основными щетками пластин соответственно 22-23 и 24-25, значительно ослабляя тем самым искрение основных щеток в моменты окончания пе- риодов перемыкания указанных пластин. Кроме этого, резисторы 29 и 30 исключают подачи положительного потенциала от источника 17 на пластину 23

Ь

0

5 0 5

снижение усилия, которое необходимо преодолеть со стороны выступающего за пределы кромки схвата рычага 13 , для срабатывания микропереключателя 14, что важно в связи с тем, что усилия срабатывания микропереключателей с требуемыми электрическими характеристиками в несколько раз превышает вес консервной крышки. Перечисленные достоинства формы рычага 13 позволяют в итоге существенно снизить габариты электромагнитных схватов. Нижняя кромка схвата 1 образована крышкой 33 с отверстиями, через которые выступают чувствительные элементы 13 с возможностью их свободного перемещения (без трения о крышку 33), Указанные отверстия расположены диаметрально противоположно на расстоянии от сси схвата 1, несколько меньшем внеи.негэ радиуса консервной крышки. Крышка 33 изготовлена из материала, обладающего очень низкой магнитной проницаемостью. Магнитопровод 32 изготовлен из магнитомягкого ма-- териала.

Основные щетки 5-10 закреплены в щеткодержателях 35-40, симметрично

прикрепленных к диску 2, с возможностью их смещения в радиальных направлениях в горизонтальной плоскости, параллельной рабочей поверхнос- ти коллектора 4. В общем случае щетки 5-10 могут быть размещены на различном расстоянии с таким расчетом, чтобы этим щеткам были выделены соответствующие кольцевые зоны 41-46 на рабочей поверхности коллектора 4. Задняя граница 47 пятой пластины 24 состоит из участков с различными угловыми координатами. Это достигнуто за счет того, что задняя граница 47 пластины 24 в пределах каждой из кольцевых зон 41-46 не совпадает с радиальной линией. Передняя граница 48 первой пластины 20 коллектора 4 выполнена прямолинейной с одинаковы- ми угловыми координатами ее точек, т.е. совпадающей с радиальной линией Такая форма первой пластины 20 и пятой контактной пластины 24 позволяет сравнительно просто регулиро- вать угол транспортирования качественных консервных крышек за счет смещения основных щеток 5-10 в радиальном направлении в пределах выделенных кольцевых зон 41-46 и упрощает тем самым наладочные работы, В простейшем случае, когда основные щетки 5-10 смещены на одинаковые расстояния с выделением для них единой кольцевой зоны, например зоны 41, задняя граница 47 пластины 24 может быть выполнена в виде прямой линии, не сопадающей с радиальной линией.

Для расширения функциональных возможностей ротора задняя граница 49 третьей пластины 22 и задняя граница 47 пятой пластины 24 коллектора 4 выполнены по форме соответственно ступенчатой и зубчатой.При этом зубья задней границы 47 пластины 24 распо- ложены в соответствующих кольцевых зонах 41-46 и в пределах одного сектора коллектора /. Ступеньки задне границы 49 пластины 22 также расположены в соответствующих кольцевых зонах 41-26,однако занимают различ- ные секторы коллектора. При такой форме задней границы 49 пластины 22 каждому электромагнитному схвату 1 соответствует своя зона сброса бра- кованных консервных крышек, благодар чему расширяются функциональные возможности предлагаемого устройства. Ротор работает следующим образом.

В процессе вращения диска 2 основные щетки 5-10 скользят в соответствующих кольцевых зонах 41-46 коллектора 4, поочередно контактируя с контактными пластинами 20-26 коллектора. Пусть в некоторый момент времени щетка 5 коснулась пластины 20. В этот момент катушка соответствующего электромагнитного схвата 1 подключается к первому источнику 16 тока повышенного напряжения, в результате чего этот схват в форсированном режиме захватывает консервную крышку в позиции захвата. Для совмещения центров схвата и захваченной консервной крышки коллектор 4 предварительно (в процессе наладки) повернут и затем зафиксирован в соответствующем положении. В момент захвата консервная крышка нажимает на рычаги 13 и замыкает тем самым выходные цепи соответствующих коммутирующих элементов 14 датчиков этого схвата, соединенные между собой последовательно. При этом,если консервная крышка качественная, то нажимаются все рычаги 13 данного схвата и, следовательно,замыкаются выходные цепи всех соответствующих элементов 14.Если же крышка бракованная,то некоторые рычаги 13 оказываются ненажатыми, а цепь соединения элементов 14 - разомкнутой.

Затем щетка 5 замыкает пластины 20 и 21, в результате чего повышенное напряжение от источника 16 передается на пластины 21, вентиль 27 запирается и тем самым предотвращает подачу повышенного напряжения на другие пластины и катушки.

Форсированный режим работы схвата прекращается в момент прекращения контактирования щетки 5 с пластиной 20. Возможное искрение щетки 5 в этот момент предотвращается за счет контура 12-11-19-17-27-21-5-12, в котором ток в катушке 12 плавно снижается до значения, достаточного для надежного удержания захваченной консервной крышки.

Переход щетки 5 на пластину 22 сопровождается переключением тока с вентиля 27 на перемычку, соединяющую источник 17 с пластиной 22, причем этот переход не вызывает каких-либо изменений и не сопровождается искрением щетки 5.

В момент перемыкания пластин 22 и 23 напряжение источника 17 передается на пластину 23, не изменяя при этом напряжение на выходе источника 18 и на пластине 25, благодаря наличию резисторов 29 и 30.

В момент исчезновения контакта с пластиной 22, в случае бракованной консервной крышки, в катушке 12 образуется новый контур 12-11-19-18 29-23-5-12, в котором источник 18 включен встречно первоначально про- текаемому току удержания. При этом ток в катушке 12 быстро спадает до некоторого отрицательного значения от напряжения источника 18 и сопро- тивления резистора 29 и выбираемого из условия практически полного размагничивания магнитопровода 32 электт ромагнитного схвата 1. В результате этого бракованная консервная крышка надежно (без залипания) сбрасывается в зоне а, определяемой угловой координатой участка задней границы 49 пластины 22 находящегося в кольцевой зоне 41 коллектора 4, отведенной для щетки 5. Последующее перемыкание пластин 23 и 24 в этом случае сопровождается повторным возрастанием тока в катушке 12, но уже при отсутствии на роторе бракованной консервной крышки.

В случае же качественной консервной крышки в момент исчезновения контакта с пластиной 22 для тока в катушке 12 образуется замкнутый кон- тур 12-11-19-17-24-10-15-14-12, благодаря которому в катушке сохраняется ток, достаточный для удержания качественной консервной крышки. Последующее перемыкание пластин 23 и 24 сопровождается образованием контура 12-11-19-17-24-5-12, обеспечивающего удержание качественной консервной крышки независимо от состояния выходных цепей контактирующих элементо 14 и положения впередискользящей щетки 10. При этом вентиль 15 исключает подачу напряжения от щетки 5 на впе- редискользящую щетку 10 через коммутирующие элементы 14 и, следователь но, исключает взаимовлияние электромагнитных схватов.

В момент перемыкания пластин 24 и 25 напряжение источника 17 передает- ся на пластину 25, не изменяя при этом напряжение на выходе источника 18 и на пластине 23, благодаря наличию резисторов 29 и 30.

В момент исчезновения контакта с пластиной 24 для тока в катушке 12 образуется контур 12-11-19-18-30-25- 5-12; в котором источник 18 включен встречно току удержания. При этом то в катушке 12 изменяется также, как и в описанном случае сброса бракованной консервной крышки. В результате происходит быстрое размагничивание магнитной системы 32 схвата и сброс качественной крышки в зоне, определяемой положением задней границы 47 пластины 24 в пределах кольцевой зон 41. Сброс качественной крышки осуществляется вне зависимости от состояния выходных цепей коммутирующих элементов, так как в этот период впере- дискользящая щетка 10 скользит по диэлектрической поверхности в промежутке между пластинами 20 и 26.

Последующее перемыкание пластин 25 и 26 сопровождается запиранием ветиля 28.

В момент исчезновения контакта с пластиной 25 вентиль 28 переходит в проводящее состояние, обеспечивая плавное спадение до нуля ранее протекающего размагничивающего тока по контуру 12-5-26-28-19-11-12 и, следовательно, безискровое скольжени щетки 5. Далее цикл работы рассмотренного электромагнитного схвата и связанных с ним элементов повторяется .

Аналогично работают и другие электромагнитные схваты при соответствующем сдвиге во времени с тем лишь отличием, что сброс бракованных консервных крышек осуществляется в зонах Ь, с, d, e, f, положение котрых определяется угловыми координатами участков задней границы 49 пластины 22 в пределах соответствующих кольцевых зон 42-46 коллектора.

В процессе наладки ротора регулируется угол транспортирования качественных консервных крышек за счет смещения ОСНОРНЫХ щеток 5-10 в радиальных направлениях в пределах выделенных соответствующих кольцевых зон 41-46. Такая регулировка необходима в связи со сложностью точного расчета траектории падения крышки, подверженной влиянию трудно учитываемых факторов из-за очень малой массы и относительно большой площади консервной крышки. Описанная форма передней границы 48 первой пластины 20 обеспечивает возможность раздельного и, следовательно, простого и удобного регулирования зоны захвата крышек и зоны сброса качественных крышек в процессе наладки ротора и роторной линии в целом.

Схема управления электромагнитными схватами отличается простотой при любом количестве схватов и обеспечивает не только практически безискро- вую и надежную работу электрических щеток, но и просто обеспечивает полное размагничивание магнитной системы схватов обратным (размагничивающим) током для надежного сбрасывания (без залипания) легких консервных крышек. Благодаря тому, данный ртор отличается от известных транспортных средств с использованием электромагнитных схватов, в которых совмещение задачи улучшения условий коммутации катушек схватов, решаемой чаще всего шунтированием катушек обратными вентилями, с задачей размагничивания этих же катушек сопряжено с необходимостью значительного усложнения системы управления, так как обратные вентили препятствуют размагничиванию катушек обратным током.

Ступенчатая форма задней границы 49 третьей пластины 22 обеспечивает автоматическое изменение зоны сброса

бракованных консервных крышек в зави- 3g полюсов второго источника тока той

симости от номера электромагнитного схвата и, следовательно, возможность распознавать место и причины возникновения брака с помощью простейших средств автбматики.

Экономический эффект от использования предлагаемого устройства роторной линии производства жестяных крышек обуславливается повышением надежности бракеровки консервных крышек и, следовательно, надежности оборудования линии, простотой основных узлов, наладки и обслуживания устройства и расширением функциональных возможностей.

Формула изобретения

40 ти, а седьмая пластина через восьмо вентиль связана с общей точкой соединения других полюсов источников т ка и подсоединена через контактное кольцо коллектора и вспомогательную

45 шетку к общей точке соединения вторых концов катушек схватов, при это коллектор закреплен с возможностью его поворота на ограниченный угол о носительно своей оси, совмещенной

50 с осью диска.

55 за пределы нижней кромки схвата рыч га, причем чувствительные элементы размещены относительно центра схват симметрично и диаметрально противоположно на расстоянии внешнего ради

шек соответствующих схватов, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможнос. тей и повышения надежности в работе, он снабжен системой управления и вращающимся диском, снаружи которого на равном расстоянии по окружности расположены электромагнитные схваты, каждьй из которых снабжен последовательно соединенными коммутирующими элементами и датчиками с чувствительными элементами, а система управления выполнена в виде щеточно-коллекторно5 го механизма, состоящего из коллектора с плоской рабочей поверхностью, восьми вентилей, двух резисторов, трех источников тока, щеток и одной вспомогательной щетки, при этом щет0 ки подключены к первым концам катушек соответствующих схватов и электрически связаны между собой через коммутирующие элементы каждого схва- та и шесть последовательно соединен5 ных между ними вентилей, а коллектор снабжен контактным кольцом и семью последовательно закрепленными на его рабочей поверхности контактными пластинами, причем первая пластина элект0 рически связана с одним из полюсов источника тока повышенного напряжения, вторая пластина через седьмой вентиль, а третья и пятая пластины непосредственно связаны с одним из

же полярности, четвертая и шестая пластины через соответствующие резисторы связаны с одним из полюсов третьего источника тока другой полярности, а седьмая пластина через восьмой вентиль связана с общей точкой соединения других полюсов источников тока и подсоединена через контактное кольцо коллектора и вспомогательную

шетку к общей точке соединения вторых концов катушек схватов, при этом коллектор закреплен с возможностью его поворота на ограниченный угол относительно своей оси, совмещенной

с осью диска.

за пределы нижней кромки схвата рычага, причем чувствительные элементы размещены относительно центра схвата симметрично и диаметрально противоположно на расстоянии внешнего радиу1315

са консервной крышки, а геометрическая ось переднего по направлению вращения диска чувствительного элемента, проходящая через центр схвата, расположена под углом, меньшим прямого угла на заранее выбранную величину, относительно геометрической оси, соединяющей центр схвата с осью диска.

14

0

чя

М КС 1 Фиг.1

Ъ

26

25

К

24

фигЗ

Тд

ФизА

Ы