Инерционная установка для разгрузки вагонов Советский патент 1993 года по МПК B65G67/24 

Изобретение относится к погрузочно- разгрузочным устройствам, в частности к вибрационным машинам, используемым на железнодорожном транспорте для разгрузки вагонов с сыпучими грузами.

Известна вибромяшина для разгрузки вагонов, содержащая смонтированные в боковых стенках основные вибровозбудители и установленный на подпружиненной рйме электродвигатель, выходные валы которого с двух сторон соединены посредством карданов и муфт с приводными валами вибровозбудителей, и направляющие лыжи.

Недостатком данной вибромашины является ограниченность воздействия вибрации на вагон с сыпучими грузами, так как при неподвижном вибраторе требуется многократная его установка на вагон с включением и выключением вибровозбудителей, падает производительность и надежность работы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобре- тению является инерционная установка для разгрузки вагонов, содержащая по крайней мере два портала с опорными рамами, каждая из которых соединена механизмом вертикального перемещения, образованным по меньшей мере двумя шарнирными рычагами, с ловителями для взаимодействия с вибvi

00

ел о

XI

О

ратором, на боковых стенках корпуса которого симметрично относительно продольной плоскости установлены два вибровозбудителя для обеспечения перемещения вибратора по бортам вагона по меньшей мере в одном направлении, при этом валы вибровозбудителей кинематически соединены с валом маховика, связанного зубчатой передачей с ведущим валом, который соединен кинематической связью с электродвигателем.

Недостаток известной установки состоит в том, что затруднено переключение вибратора на обратный ход. Кроме того, усложнен механизм передачи и наличие привода на раме вибратора уменьшает его долговечность и надежность работы.

Целью изобретения является повышение надежности и удобства обслуживания при реверсировании движения вибратора.

На фиг.1 приведен общий вид описываемой установки; на фмг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.З- вид А на фиг.2; на фиг.4-установка, вид сверху; на фиг.5 - то же, кинематическая схема; на фиг.6 -то же, вид сбоку; на фиг.7 - сечение Б-Б на фиг.5; на фиг.8 -вариант соосного размещения вибровозбудителей; на фиг.9 - его кинематическая схема; на фиг.10 - рычажная система подъема ловителей с кулачковым валом; на фиг.11 - вариант рычажной системы с ручным стопором.

Инерционная установка для разгрузки вагонов содержит установленный с возможностью перемещения между порталами 1 и

2 вибратор 3. На опорной раме 4 около боковых стенок каждого портала 1,2 над механизмом вертикального перемещения в виде шарнирных рычагов 5,6 с пружинами 7 закреплено по одному ловителю 8. Вибратор

3 имеет две пары вибровозбудителей 9, одна из которых вмонтирована в его передних концах боковых стенок корпуса 10 симметрично продольной горизонтальной оси, а другая - симметрично поперечной горизонтальной оси аналогично в задних концах боковых стенок корпуса 10. У каждого виб- ро возбудителя 9 зубчатые шестерни 11,12 смонтированы на параллельных в одной горизонтальной плоскости валах 13, 14с жестко закрепленными дебалансами 15, 16. Ведущий вал 17 соединен гибкими связями 18 в виде клиноременных передач с соответствующими валами 14 вибровозбудителей 9. Кроме того, ведущий вал 17 кинематически связан двумя зубчатыми передачами 19 с валом маховика 20, установленного параллельно первому в подшипниковых опорах 21. Каждая из двух переключающих муфт 22 у передаточных механплмоп пыполненэ в

виде свободно посаженных на ведущем валу 17шкивов 23, между которыми жестко посажено на ведущем валу 17 ведущее зубчатое колесо 24 зубчатой передачи 1-9. Ведомые зубчатые колеса 25 жестко закреплены по обе стороны маховика 20. Между двумя штифтами 26, 27 на каждой боковой стороне ведущего зубчатого колеса 24 установлено по одной собачке 28. По0 слёдняя установлена с возможностью взаимодействия с соответствующим зубчатым венцом 29 на шкиве 23.. Коническая передача 30 на конце ведущего вала 17 кинематически соединена посредством разъемного

5 соединения из воронки 31 и конуса 32 с вертикальными валами 33 основного 34 и дополнительного 35 электродвигателей. Причем первый установлен на ловителе 8 под порталом 1, а второй - аналогично под

0 порталом 2. На стойках 36 порталов 1, 2 выполнены верхние направляющие 37. Стопоры 38 имеют промежуточные положения для фиксации вручную в поднятом или опущенном положении ловителей 8. Ведущий

5 вал 17 установлен в подшипниковых опорах 39, а вертикальный вал 33 - в подшипниковых опорах 40. Снизу рамы 41 на боковых сторонах вибратора 3 выполнено параллельно друг другу дваскользуна 42 профиля,

0 которые обращены друг к другу боковыми

стенками таким образом, чтобы свободные

концы верхних полок находились по разные

стороны на верхних направляющих 37.

Кроме того, возможен вариант более

5 компактной установки двух вибровозбудителей 9 в боковых стенках корпуса 10 вибратора 3 (фиг.9). При этом валы 14 соосно расположены в опорах и раздельно друг от друга. Размещенные на них шкивы клиноре0 менных передач 18 с разных сторон вибровозбудителя 9 связаны с соответствующими шкивами 23 на ведущем валу 17. В этом случае вал маховика 20 расположен сверху ведущего вала 17, под которым (в Отличие от

5 симметричного в одной горизонтальной плоскости расположения на фиг.6) размещены вибровозбудители 9.

Установка работает следующим образом. .

0 Разгружаемый состав с сыпучим грузом устанавливают между порталами 1,2 так, чтобы верхние направляющие 37 находились на одном уровне за габаритами первого и последнего полувагонов. .

5 Включая от сети электродвигатель 34 основного привода, разгоняют при вклю- ченной конической передаче 30 и зубчатых передачах 19 маховик 20. При этом конус 32 на конце его вертикального вала контактирует, т.е. находится в сцеплении, с воронкой

V

31 на установленном в подшипниковых опорах 40 сбоку вибратора 3 вертикальном валу 33 конической передачи 30;

Ловитель 8 поднят вручную на четырех закрепленных по углам шарнирных рычагах 5, 6, соединенных между собой пружинами 7, и зафиксирован стопорами 38, например вставленными в отверстия на рычагах 5, 6 металлическими скобами или раздвигаемыми кулачками на поворотных осях, закреп- ленных на нижних рычагах 6. Рычаги 5, 6 с одной боковой стороны ловителя 8 располагаются навстречу под углом друг другу. Че- тцре лапы ловителя 8, поднимаясь из пространства внутри стоек 36 портала 1 и верхних направляющих 37, спереди и сзади охватывают вибратор 3 и не дают ему перемещаться в горизонтальной плоскости. При вращении ведущего вала 17 по часовой стрелке срабатывают собачки 28, концы ко- торых перемещаются между штифтами 26, 27 на ведущих зубчатых колесах 24 таким образом, что собачки 28 входят в зацепление с зубчатыми венцами 29 (положение I-I). Вместе с последними вращаются в ту же сторону шкивы 23 двух переключающих муфт 22, расположенных у боковых стенок корпуса 10 вибратора 3. Ремни клиноремен- ных предач 18 вращают по часовой стрелке .блоки на валах 14 вибровозбудителей 9, Вращение передается зубчатым шестерням 11. 12 первой пары вибровозбудителей 9, дебалансы 15, 16 на валах 13, 14 которых создают вертикальные и горизонтальные колебания (фиг.8). Одновременно с вибро- Возбудителями 9 через ведущее 24 и ведомое 25 колесо разгоняется маховик 20 против часовой стрелки.

После накопления маховиком 20 необходимой кинематической энергий, необхо- димой для прохода вибратора 3 по разгружаемому составу вагонов, стопорами 38 расфиксируются рычаги 5, 6. Под действием веса ловитель 8 с электродвигателем 34 основного привода опускается относи- тельно опорной рамы 4 вибратором 3, конус 32 разъединяется с воронкой 31 и вибратор 3 под действием горизонтальной составляющей вынуждающей силы своих возбудителей 9 сходит с верхних направляющих 37 портала 1 на вагоны, В процессе движения расходуется запасенная энергия WM маховика 20. Сыпучий груз под действием вибрации приобретает подвижность и через открытые нижние люки высыпается из кузо- BOB вагонов.

У вибратора 3 при перемещении по вагонам боковые стенки каждого скользуна 42 профиля размещаются с обеих сторон борта кузова вагона. Причем скользуны 42

выполняются с передними и задними скошенными для облегчения захода частями, как у лыж.

Высота h заходных частей скользунов 42 определяется из выражения

0,05 К h 0,11,

где I - длина вибратора 3.

При I 2 м высота h 0,08 м будет недостаточной для перехода вибратора 3 с одного вагона на другой из-за разности их бортов. Скользуны 42 высотой h 0,3 м требуют больших затрат энергий вибровозбудителей 9 на подъем, а высота h 0,16 м считается рациональной,так кактребуетнаименьших затрат энергии. Таким образом, для данной установки высота преодолеваемых препятствий рассчитывается в размерах от 0,05 м до 0,1 м на 1 м длины вибратора 3.

Скользуны 42 профиля удерживают вибратор 3 против падения с вагонов и на них последний заходит на верхние направляющие 37 другого портала 2. Поднимается его ловитель 8, которым удерживается вибратор 3 до полной остановки. После этого включается электродвигатель 35 дополнительного привода, вращающий через включенные конусом 32 воронку 31 и коническую передачу 32 против часовой стрелки ведущий вал 17, Клиноременные передачи 18 вращаются также против часовой стрелки при включенных у переключающих муфт 22 собачках 28 (положение П-П). При этом штифт 27 включает собачку 28 и связывает шкив клиноременной передачи 18 с храповым механизмом. Вибровозбудителями 9 создаются колебания, аналогичные колебаниям прямого хода. Маховик 20 накапливает кинетическую энергию WM другого знака. После снятия стопоров 38 ловитель 8 освобождает вибратор 3, который по верхним направляющим 37 и кузовом вагонов возвращается на первый портал 1.

Амплитуда колебаний А при резонансе определяется из следующей зависимости:

д- тД ГД Д .д

где тд - масса дебалансов 15, 16;

гд-радиус вращения дебалансов 15,16; (Уд- частота вращения валов 13, 14;

о (гти + m ) t/ %,

р ----„ -°-- коэффициент

вязкого трения;

hM -

7,8 10J 3,14 0,154

0,001 м

tp - коэффициент поглощения упругой энергии, 0,015:

mi+m - масса колеблющихся частей кузова вагона и вибратора..П р и м е р 2, Изменим массу маховика

За один период у вибратора 3 энергия 5 , Wc рассеивается в основном только на пре- 6,28 25 140

Гм л пп . п-шпл . о . г гмс U, I У и М

одоление силы сопротивления, пропорциональной скорости движения:

Wc лг/ЗА2шд

Определим геометрические размеры маховика 20 из условия равенства его энергии WM nWc, где п - количество периодов колебания вибратора 3 за время перемещения по разгружаемым вагонам,

10 пм

15

100 21000 8 0,015

8 7,8 103 3,14 0,0384 0,0085 м

П р и м е р 3, При тех же параметрах увеличим тм 12 кг,.

Гм

6,28 -25 140

100 -21000 12 0,015

0,131м

hM -

7,8 10J 3,14 0,154

0,001 м

Гм л пп . п-шпл . о . г гмс U, I У и М

пм

100 21000 8 0,015

8 7,8 103 3,14 0,0384 0,0085 м

П р и м е р 3, При тех же параметрах увеличим тм 12 кг,.

Гм

6,28 -25 140

100 -21000 12 0,015

0,131м

Использование: в промышленном транспорте, в частности, для разгрузки железнодорожных вагонов. Сущность изобретения: инерционная установка содержит смонтированный с возможностью .перемещения по бортам вагонов вибратор, в корпусе которого симметрично продольной горизонтальной оси установлены две пары вибровозбудителей с возможностью вращения маховиком. По концам разгрузочного фронта размещены порталы с опорными рамами и ловителями. Каждая пара вибровозбудителей содержит . связанные кинематической связью и обгонными муфтами с валом маховика ведущие валы с де- балансами и с зубчатыми колесами, зацепленными с зубчатыми колесами ведомых валов с дебалансами, причем дебалан- сы ведомых валов каждого вибровозбудителя пары смещены относительно друг друга в осевом направлении. Вал маховика связан кинематической связью с вертикальном валом, на котором закреплена воронка для взаимодействия с конусами, которые закреплены на .валах приводов, смонтированных на порталах. В начальном положении вибратор закреплен на одном из порталов и его вертикальный вал воронкой соединен с конусом вала привода для разгона маховика, при этом включается один из вибровозбудителей пары и после опускания ловителей и отсоединения конуса от воронки вибратор перемещается по вагонам к другому порталу, привод которого обеспечивает вращение вала в другом направлении. 11 ил. (Л С

п

S

V Т

2тггд

где 3 - расстояние между порталами 1,2, которое преодолевает вибратор 3;

V 0)fi rA - скорость перемещения вибратора 3;

Т 2тг/(Уд - период колебаний.

Кинетическая энергия вращающегося маховика 20

WM

Im ftfo rinm Гт CfJfti

где тм, гм, - соответственно масса, радиус и частота вращения маховика 20. При равенстве гд гм и - (Ом/

Гм

2п гпд S

i (mi +m ) тм ip

где I - передаточное число зубчатой передачи 19.

у - объемный вес материала маховика 20, для стали

у 7,8т/м3;

Ьм толщина диска

маховика 20:hM -

гпм

} 71 Гм

П р и м е р 1. Задано S 140 м (10 вагонов), 5 кг, тм 4 кг, mi+m 21000 кг, Г 10, /

ГМ

6,28 25 140

100 : 21000 4 0,015

0,0393 м

hM

12

7,8 10J 3,14 0,0172

0,0285м

5

0

5

0

5

0

5

Эффективность инерционной установки для разгрузки вагонов состоит в надежной работе перемещающегося по вагонам между порталами вибратора, что также повышает производительность разгрузки. Кроме того, отпадает необходимость наличия на его раме электропривода с подключающим кабелем.

Формул а изобретения Инерционная установка, для разгрузки вагонов, содержащая по меньшей мере два портала с опорными рамами, каждая из которых соединена механизмом вертикального перемещения, образованным по меньшей мере двумя шарнирными рычагами, с ловителями для взаимодействия с вибратором, на боковых стенках корпуса которого симметрично относительно продольной плоскости установлены два вибровозбудителя для обеспечения перемещения вибратора по бортам вагона по меньшей мере в одном направлении, при этом валы вибровозбудитёлей .кинематически соединены с валом маховика, связанного зубчатой передачей с ведущим валом, которой соединен кинематической связью с электродвигателем, отличающ а я с я тем, что, с целью повышения надежности и удобства обслуживания при реверсировании движения вибратора, она снабжена установленнойсимметрично указанным вибровозбудителем относительно поперечной плоскости вибратора парой вибровозбудителей для перемещения вибратора в другом направлении, причем одни из вибровозбудителей каждой пары, расположенные с одной боковой стороны, связаны с ведущим валом переключающей муфтой, образеванной свободно установленными на ведущем валу с противоположных сторон от ведущего зубчатого колеса указанной передачи шкивами с зубчатыми венцами для вза- имодействия с собачками, которые расположены симметрично относительно продольной вертикальной оси колеса на его торцах с возможностью ограниченного поворота в вертикальной плоскости посредством штифтов, которые закреплены на шкивах для передачи вращения от ведущего вала в одном направлении на один из шкивов, причем каждый шкив связан гибкой связью с блоком, который расположен на валу соответствующего вибровозбудителя, а ведомое зубчатое колесо указанной передачи закреплено на валу маховика, при этом

0

5

указанная кинематическая связь образована конической передачей, колеса которой закреплены соответственно на ведущем валу и одном конце вертикального вала, который установлен в корпусе вибровозбудителя, на свободном конце которого закреплена воронка для фрикционного взаимодействия с конусом, который закреплен на валу электродвигателя, смонтированного на одном из ловителей, причем на другом ловителе смонтирован дополнительный электродвигатель с конусом для взаимодействия с указанной воронкой, а каждый из указанных механизмов перемещения образован дополнительными рычагами, шарнирно связанными с рамой и с указанными рычагами.

35г г

зЬ«. 4

вид А

Юг&иг 5

4

У

п

Ј-Ј

Положение JJ-Д

Фа2.7.

2

Фи г. 9

X

X

Пружины не показаны

Фиг. 11

Фиг. 10