шаговые-конфейеры

Шаговые конвейеры

350 руб.

Описание товара

Шаговые конвейеры

Шаговый конвейер это транспортирующая машина, предназначенная для периодического перемещения штучных предметов (заготовок, деталей, сборочных единиц) на шаг через определенные промежутки времени, доставляя их от одного рабочего места к другому, например, в сборочном производстве, или от одного технологического оборудования к другому, например, в механообрабатывающем производстве. В настоящее время шаговые конвейеры широко используются в различных областях машиностроительного производства, в том числе:
− литейном производстве,
− в сварочном производстве,
− в термическом и гальваническом производстве,
− в механообрабатывающем производстве,
− в сборочном производстве,
а также в пищевой и легкой промышленности, а также стойидустрии.
Шаговые конвейеры обычно входят в состав технологических поточных линий и поэтому работают в автоматическом или полуавтоматическом режиме. В отличии от конвейеров традиционной конструкции (ленточных, пластинчатых, скребковых и т. п.), работающих в непрерывном режиме, грузонесущий орган шагового конвейера совершает возвратного – поступательные движения с остановками, во время которых выполняются технологические операции с транспортируемыми объектами или их установка и съем с конвейера, при этом величина возвратно – поступательного перемещения равна шагу конвейера. В машиностроительном производстве применяются следующие виды шаговых конвейеров:
− штанговые шаговые конвейеры,
− цепные шаговые конвейеры,
− подвесные шаговые конвейеры,
− горизонтально замкнутые шаговые конвейеры,
− шаговые конвейеры – накопители,
− специальные шаговые конвейеры.
Шаговый конвейер также как и конвейер традиционной конструкции имеет привод и исполнительный механизм, который включает грузонесущий орган, а подвесной шаговый конвейер может иметь и тяговый орган. В зависимости от габаритных размеров и массы транспортируемых предметов, а также расстояния между рабочими местами шаговые конвейеры могут иметь электромеханический, гидравлический, пневматический, а также гидромеханический и пневмомеханический типы привода. Более сложный цикл работы шагового конвейера по сравнению с конвейером традиционной конструкции предусматривает наличие в его составе дополнительных конструктивных элементов, назначение, форма, размеры и количество которых существенным образом зависит от вида шагового конвейера. Так, например, ввиду циклической работы шагового конвейера в его состав обязательно включаются соответствующие датчики положения и система электроавтоматики, управляющая работой конвейера, чего нет в конвейерах традиционной конструкции, работающих в непрерывном режиме. При этом, наиболее широко применяемые, штанговые шаговые конвейеры, помимо дополнительных конструктивных элементов имеют конструкцию исполнительного механизма коренным образом отличающуюся от конструкции исполнительного механизма традиционных конвейеров, построенного на основе двух барабанов (звездочек) соединенных гибкой связью (транспортной лентой, цепью). Специфический цикл работы, всех видов шаговых конвейеров, предусматривает методику расчета их основных параметров, таких как производительность и мощность привода отличную от методики расчета основных типов традиционный конвейеров, работающих в непрерывном режиме. Оригинальная конструкция исполнительного механизма шаговых конвейеров, наличие специфических конструктивных элементов и применение в качестве привода пневмотических и гидравлических цилиндров, практически не применяемых в приводе исполнительного механизма конвейеров традиционной конструкции, также требует индивидуального подхода при выполнении конструкторских расчетов.

1 Штанговые шаговые конвейеры

            Штанговый шаговый конвейер в общем случае включает подвижные и неподвижные штанги, на которых попеременно располагаются в процессе транспортирования перемещаемые детали. Кинематика работы штангового шагового конвейера содержит возвратно – поступательное вертикальное и горизонтальное движение с остановками подвижных штанг с установленными на них транспортируемыми деталями. Рассмотрим варианты конструктивного исполнения штанговых шаговых конвейеров. На Рис. 1 показана конструкция штангового шагового конвейера для перемещения безопочных форм от формовочной машины до заливочного агрегата.

Рис. 1 Конструкция штангового шагового транспортера для перемещения безопочных форм от формовочной машины до заливочного агрегата.

       Он содержит основание 1, внешнюю и внутреннюю решетки 2 и 3 , каждая из которых имеет продольные штанги 4, жестко связанные между собою траверсами 5, которые установлены на эксцентриковых роликах 6, закрепленных на валах 7, установленных в подшипниках скольжения опор 10, закрепленных на основании 1. Валы 7 жестко связаны с коромыслами 8, которые попарно шарнирно соединены общей тягой 15, образуя механизмы параллелограмма, а также со штоками пневмоцилиндров 9, шарнирно установленных на основании 1. На наружных штангах решетки 2 посредствам кронштейнов 11 установлены пневмоцилиндры 12, на штоках которых закреплены боковые стенки 13, имеющие возможность контактировать с формами 16, установленными на конвейер. Для продольного перемещения решетки 2 конвейер оснащен пневмоцилиндром 14.
Работает штанговый шаговый конвейер следующим образом. В исходном положении внешняя решетка 2 находится в верхнем положении и на нее из формовочной машины модельно – прессовой плитой (на Рис.1 не показана) выталкивается форма 16, при этом внутренняя решетка находится в нижнем положении и с вытолкнутой формой не контактирует. После этого включаются пневмоцилиндры 12 и их штоки перемещают боковые стенки 13 от периферии к центру конвейера прижимаясь к формам 16, а затем включается пневмоцилиндр 14, и его шток, выдвигаясь, перемещает вправо решетку 2 вместе с формами 16 сжатыми пневмоцилиндрами 12 и модельно – прессовой плитой на шаг равный ширине формы, после чего модельная плита отходит назад. В этом положении происходит подъем внутренней решетки 3 до контакта с формами 16, который осуществляется левым пневмоцилиндром 9, шток которого выдвигается и поворачивает по часовой стрелке соответствующие коромысла 8 и валы 7 с закрепленными на них эксцентриковыми роликами 6, которые поднимают траверсы 5 со штангами 4 внутренней решетки 3. Через определенную выдержку времени пневмоцилиндры 12 втягивают штоки и отводят от форм боковые стенки 13, после чего внешняя решетка 2 опускается, при этом шток правого пневмоцилиндра 9 выдвигается и поворачивает соответствующие коромысла 8 против часовой стрелки вместе с валами 7 и эксцентриковыми роликами 6, которые опускают траверсы 5 со штагнами 4 внешней решетки 2. После этого включается пневмоцилиндр 14 и его шток втягиваясь перемещает наружную решетку 2 вместе с пневмоцилиндрами 12 и боковыми стенками 13 влево, возвращая в исходное положение, в котором выполняется ее подъем до уровня внутренней решетки 3, который выполняется правым пневмоцилиндром 9, при этом его шток втягивается и поворачивает по часовой стрелке коромысла 8, валы 5 и эксцентриковые ролики 6. В этом положении снова осуществляется сведение боковых стенок 13 пневмоцилиндрами 12, которые прижимают формы 16, после чего производится заливка в них металла. Далее решетка 3 опускается вниз, а боковые стенки отводятся то форм, что обеспечивает подготовку решетки 2 к приему новой формы. После этого цикл работы шагового конвейера повторяется.

В данном разделе полной версии статьи приводится 8 примеров конструктивного исполнения шаговых штанговых конвейеров (см. Рис.в таб.)

2 Цепные шаговые конвейеры

           Отличительной особенностью цепных шаговых транспортеров является то, что транспортирование деталей или сборочных единиц осуществляется ими посредствам ложементов, или тележек закрепленных на звеньях цепи с определенным шагом, как правило, являющимся шагом подачи. Рассмотрим варианты конструктивного исполнения цепных шаговых транспортеров. На Рис 10 показана конструкция цепного шагового конвейера, с приводом, включающим толкающие собачками и вертикальные плунжеры для перемещения тележек с транспортируемыми деталями.

Рис10 Конструкция цепного шагового конвейера, с приводом, включающим толкающие собачками и вертикальные плунжеры для перемещения тележек с транспортируемыми деталями.

      Он содержит сборную раму, состоящую из боковых стенок 2, соединенных накладками 3 и перекладинами 4, находящимися на расстоянии друг от друга равном шагу перемещения ложементов 5. На раме 1 посредствам валов 8 и натяжного устройства 9 установлены звездочки 7 несущие транспортные цепи 6, на которых с определенным шагом закреплены тележки 5, перемещающиеся по направляющим 13 рамы на колесах 14 и оснащенные двумя боковыми упорами 10, 11 и средним упором 12. Конвейер оснащен приводом, включающим два корпуса 16, закрепленные посредствам болтов 25 в центральном пазу, выполненном в перекладинах 4, при этом в каждом корпусе 16 размещена штанга 18 с двумя криволинейными пазами 19, с которыми находятся в постоянном контакте ролики 22 установленные посредствам осей 23 и втулок 24 на плунжерах 21, расположенных с возможностью возвратно – поступательного перемещения в вертикальных расточках корпуса 16. На рейке 18 , соединенной со штоком приводного пневмоцилиндра 17, шарнирно установлена толкающая собачка 20, взаимодействующая с выступами 12 тележек 5 при их транспортировании.
Работает конвейер следующим образом. В исходном положении штоки пневмоцилиндров 17 втянуты и штанги 18 находятся в крайнем левом положении, при этом толкающие собачки 20 заведены за средние упоры 12 очередных тележек 5, а плунжеры 21 опущены (см. Рис. 8а). Для перемещения тележек 5 с установленными на них деталями штоки приводных пневмоцилиндров 17 выдвигаются и перемещают вправо штанги 18 , в результате этого, за счет взаимодействия криволинейных пазов 19 с роликами 22 сначала происходит подъем плунжеров 21 и их прижим к упорам 10 и 11 соотвествущих тележек, а затем с противоположной стороны к центральные упорам 12 этих тележек прижимаются толкающие собачки 20 (см. Рис. 8б). При дальнейшем движении вправо штока пневмоцилинлдра 17 вместе со штангой 18 две тележки 5, упоры которых 10, 11 и 12 зажаты между плунжерами 21 и собачками 20, перемещаются в том же направлении и перемещают за собою цепь 6 конвейера вместе с остальными тележками на шаг, равный ходу штока пневмоцилинлра 17. После остановки тележек 5 конвейера в крайнем правом положении, подается команда на возврат его привода в исходное положение при этом, штоки приводных пневмоцилиндров 17 втягиваются и перемещают влево штанги 18. Это приводит сначала к опусканию плунжеров 21 и освобождению упоров 10 и 11 двух ведущих тележек, а затем к возврату в исходное положение штанг 18 с толкающими собачками 20. После этого цикл работы шагового конвейера повторяется.

В данном разделе полной версии статьи приводится 5 примеров конструктивного исполнения цепных шаговых конвейеров (см. Рис.в таб.)

3 Подвесные шаговые конвейеры

         Подвесной шаговый конвейер отличаются от ранее рассмотренных шаговых конвейеров, относящихся по месту расположения к напольным конвейерам тем, что расположены на определенном расстоянии от пола, и это дает ему не только определенные преимущества, но и недостатки, наличие которых и определяет область его применения. Подъем подвесного шагового конвейера на определенную высоту над полом позволяет освободить место между рабочими позициями, или технологическим оборудованием в поточной линии, в которую он встраивается, но при этом масса перемещаемых объектов ограничивается прочностью его несущей конструкции. В качестве приводного органа в шаговых подвесных конвейерах могут использоваться как штанги, так и цепи, при этом последние чаще всего используются при транспортировании предметов на значительные расстояния и в том числе при движении по криволинейной траектории. Рассмотрим варианты конструктивного исполнения подвесных шаговых конвейеров.

Рис. 16 Конструкция подвесного шагового конвейера с приводной штангой.

         На Рис. 16 показана конструкция подвесного шагового конвейера с приводной штангой. Он содержит несущую балку 1, на которой посредствам кронштейнов 7 установлен ходовой путь 2, на котором на роликах 8 располагаются троллеи 3 с транспортируемыми предметами, а над ним на роликах 9 и 10, установленных на балке 1 посредствам осей 16, 17 и скоб 18, расположена штанга 4, совершающая возвратно – поступательное перемещение, которое она получает от пневмоцилиндра 6, будучи шарнирно связана с последним с помощью двуплечего рычага 14 и шатуна 15. На штанге 4 закреплены толкатели 5, каждый из которых включает упор 11, который посредствам оси 12 установлен на крон- штейне 13, при этом упор 11 выполнен с наклонной плоскостью 19, обращенной к вертикальной поверхности ходового пути 2.
Работает шаговый конвейер следующим образом. При включении пневмоцилиндра 6 его шток выдвигается и, воздействуя через двуплечий рычаг 14 и шатун 15 на штангу 4 перемещает ее вправо. При этом толкатели 5 закрепленные на штанге 4 своими упорами 11 воздействуют на троллеи 3 и перемещают их на шаг вместе с закрепленными на них предметами вдоль ходового пути 2 на роликах 8 в том же направлении. При втягивании штока пневмоцилиндра 6 штанга 4 вместе с закрепленными на ней толкателями 5 пере-мещается влево и их упоры 11, взаимодействуя с троллеями 3 соей наклонной плоскостью 19 поворачиваются на осях 12 по часовой стрелке (см. разрез А – А на Рис 14), и таким образом, оставляют их неподвижными. В конце втягивания штока пневмоцилиндра 6 штанга 4 с толкателями 5 возвращается в исходное положение. Через определенный    промежуток времени, величина которого определяется продолжительностью выполнения технологических операций на рабочих местах поточной линии, в которую встроен шаговый конвейер, цикл его работы повторяется.

В данном разделе полной версии статьи приводится 4 примера конструктивного исполнения подвесных шаговых конвейеров (см. Рис.в таб.)

4 Горизонтально – замкнутые шаговые конвейеры.

           Горизонтально замкнутые шаговые конвейеры применяются в поточном производстве для соединения транспортной системой технологического оборудования, которое не возможно установить в одну линию на конкретном производственном участке. Шаговые конвейеры такого типа обычно состоят из нескольких шаговых конвейеров расположенных перпендикулярно друг к другу и образующих при этом замкнутый контур, при этом они могут иметь, как индивидуальный, так и общий привод. В места схождения составляющих шаговых конвейеров, для объединения их в единую транспортную систему, встраиваются механизмы и агрегаты, осуществляющие переукладку транспортируемого изделия с одного конвейера на другой, в результате чего изменяется направление движения этого изделия. Рассмотрим примеры конструктивного выполнения горизонтально замкнутых шаговых конвейеров.

Рис. 21 конструкция горизонтально замкнутого шагового конвейера с прямоугольной траекторией движения с устройствами переукладки одновременно являющимися приводом составляющих конвейеров.

      На Рис. 21 показана конструкция горизонтально замкнутого шагового конвейера с прямоугольной траекторией движения с устройствами переукладки одновременно являющимися приводом составляющих конвейеров. Он содержит установленные на раме 5 четыре шаговых конвейера 1 – 4, попарно расположенных перпендикулярно друг другу, при этом каждый конвейер включает опору 6, направляющие планки 7, закрепленные винтами 8, а также расположенные между ними плиты 10, на которых установливаются транспортируемые изделия (на Рис 19 транспортируемы изделия не показаны), при этом для центрирования плит 10 в процессе их движения вдоль оси опор 6 расположены направляющие шпонки 9, контактирующие с продольным пазом плит. В местах схождения составляющих конвейеров 1 – 4 расположены механизмы пере-укладки плит 10, каждый из которых включает приводной пневмоцилиндр 11, шарнирно установленный на раме 5 посредствам кронштейна 12, шток которого 13 посредствам Т – образного сухаря 14 соединен с ответным пазом ползуна 15, который на роликах 16 установленных на осях 17 перемещается в горизонтальном пазу, образованному направляющими 19, которые закреплены на раме 5, а на оси 20 вертикально закрепленной в ползуне 15 установлен ролик 23, который перемещается в пазу, также образованном направляющими 19. Ползун 15 снабжен двумя толкателями 21, которые в процессе переукладки взаимодействуют с плитами 10. Ролики 16 и 23 установлены на осях 17 и 20 посредствам бронзовых втулок 18 и 22. Оси 17 зафиксированы в ползуне 15 посредствам стопорных винтов 25, а вертикальная ось 20 зафиксирована посредствам стопорный планки 24  закрепленной на ползуне 15. Для исключения перемещения в обратную сторону плит 10, которое может произойти после выполнения их переукладки с одного шагового конвейера на другой, в начале каждого конвейера установлены подпружиненные пружинами 27 фиксирующие рычаги 26, конические головки которых при поступлении очередной плиты на конвейер вводятся пружинами 27 в ответные конусные отверстия плиты 10.

       Работает шаговый конвейер следующим образом. При поступлении очередной плиты 10 на позицию переуклаки, расположенную с весте стыка двух смежных конвейеров, включается приводной пневмоцилиндр 12 данного механизма переукладки, при этом его шток 13 втягивается (см. Рис. 21 разрез В – В), что приводит к перемещению ползуна 15 вправо, а его толкатели 21 воздействуя на плиту 10, которая поступила на позицию переукладки, перемещают ее в том же направлении и она, центрируясь по шпонке 10, входит в направляющие 7 конвейера расположенного перпендикулярно конвейеру с которого она поступила на позицию переукладки. Плита 10 перемещается пневмоцилиндром 12 на шаг (в данном случае шаг конвейера равен длине (ширине) плиты 10) и в конце хода фиксируется рычагами 26 , конические головки которых под действием пружин 27 входят в ответные конические отверстия плиты, после чего шток 13 пневмоцилиндра 12 втягивается и перемещает ползун 15 в левое исходное положение. На этом цикл работы конвейера закачивается и возобновляется при поступлении на позицию переукладки следующей плиты 10. Механизмы переукладки работают поочередно на двух параллельных конвейерах. В рассмотренном примере шагового конвейера механизм переукладки плит одновременно является и приводом их перемещения по позициям шагового конвейера, что является существенным преимуществом его конструкции.

В данном разделе полной версии статьи приводится 3 примера конструктивного исполнения горизонтально – замкнутых шаговых конвейеров (см. Рис.в таб.)

5 Шаговые конвейеры – накопители

       Шаговые конвейеры могут использоваться не только для транспортирования заготовок, деталей и сборочных единиц между технологическими позициями поточной линии могут, но и для их накопления, что необходимо в случае, если последующая технологическая операция выполняется с более низкой производительностью, чем предыдущая. Для накопления транспортируемых объектов между технологическими позициями поточной линии могут использоваться как штанговые, так и цепные шаговые конвейеры. Рассмотрим примеры конструктивного исполнения шаговых конвейеров – накопителей.

Рис. 25 Конструкция штангового конвейера – накопителя

          На Рис. 25 показана конструкция штангового конвейера – накопителя. Он содержит неподвижную тумбу 1, с расположенной в ее верхней части неподвижной рамой с опорными планками 2 , подвижную раму, выполненную из несущих штанг 3 с приводом подъема включающим пневмоцилиндр 5 и привод возвратно – поступательного перемещения включающий пневмоцилиндр 4. На неподвижной раме под прямым углом к опорным планкам 2 закреплен лоток 9 приема и выдачи деталей 20, в котором выполнены прорези для несущих штанг 3 и подпружиненных собачек 12, шарнирно установленных на поворотной скалке 10, которая также оснащена неподвижным упором 11, расположенным перпендикулярно собачкам 12. Подвижная рама опирается на ролики 6, которые шарнирно установлены на двуплечих рычагах 7, а ведущие плечи этих рычагов соединены между собою штангой 8, образуя таким образом механизм параллелограмма, а также со штоком пневмоцилиндра подъема 5. Поворотная скалка 10 установлена вдоль лотка 9 с возможностью возвратно – поступательного перемещения, которое ей сообщается пневмоцилиндром 13, а также с возможностью поворота на угол 90 град. в плоскости перпендикулярной ее поступательному перемещению, который ей сообщается пневмоповоротником 14. В конце и начале приемного лотка 9 и конвейера установлены датчики 16, 17, 18, 19 фиксирующие наличие деталей. Упор 11 установлен в месте загрузки деталей 20 с возможностью взаимодействия с деталью 20 при ее разгрузке.
Конвейер может работать в режиме приема и накопления, и в режиме выгрузки. В режиме приема и накопления конвейер работает следующим образом. Детали 20 подаются к приемному лотку 9, при этом скалка 10 находится в исходном положении, при котором шток пневмоцилиндра 13 втянут, а упор 11 пневмоповоротником 14 повернут по часовой стрелке на угол 90 град. и находится в верхнем положении. При поступлении очередной детали 20 на приемную позицию лотка 9 пневмоцилиндр 13 перемещает штангу 10 вдоль лотка 9, при этом упор 11 перемещает в том же направлении деталь 20 на шаг. При поступлении следующей детали цикл работы конвейера повторяется и вторая деталь перемещается на шаг вдоль приемного лотка 9, перемещая при этом предыдущую деталь на туже величину. Накопление деталей 20 на лотке 9 продолжается до тех пор, пока от воздействия первой детали не сработает датчик 16, который свидетельствует о полном заполнении приемного лотка 9 поступившими на него деталями. Этот датчик через систему электроавтоматики дает команду на включение пневмоцилиндра 4, шток которого выдвигается и перемещает несущие планки 3 вправо, после чего, включается пневмоцилиндр 5 и его шток втягиваясь посредствам тяги 8 синхронно поворачивает рычаги 7 против часовой стрелки, а ведомые плечи этих рычагов посредствам роликов 6 поднимают несущие штанги 3 подвижной рамы вверх и весь ряд деталей 20, расположенных на лотке 9, также поднимается вверх. Затем шток пневмоцилиндра 4 втягивается и перемещает штанги 3 вместе с деталями 20 снятыми с лотка 9 влево, после чего выдвигается шток пневмоцилинедра 5, при этом, штанги 3 опускаются и детали 20 устанавливаются на первую позицию опорных планок 2 неподвижной рамы конвейера. После освобождения лотка 9 от деталей 20 датчик 16 через систему электроавтоматики дает команду на подачу новой детали на приемную позицию лотка 9, а после его заполнения, описанным ранее образом, происходит перенос второго ряда деталей на опорные планки 2 неподвижной рамы, при этом штанги 3 подвижной рамы осуществляют перенос первого ряда деталей на вторую позицию опорных планок 2. Этот процесс повторяется до тех пор, пока все позиции конвейера не будут заполнены. При этом сработает датчик 17 и через систему электроавтоматики привод штанг 3 выключается.
В режиме выгрузки конвейер работает следующим образом. В исходном положении скалки 10, при котором шток пневмоцилиндра 13выдвинут, собачки 12 за счет поворота скалки 10 против часовой стрелки на угол 90 град. находятся в верхнем положении. Цикл выгрузки начинается с включения пневмоцилиндра 13 и втягивания его штока, который перемещает скалку 10, а ее собачки 12 двигают в том же направлении детали 20, расположенные в лотке 9, на величину шага и последняя деталь попадает на исходную позицию. После этого шток пневмоцилиндра 13 втягивается и перемещает в обратном направлении скалку 10 с собачками 12, возвращая ее в исходное положение, при этом собачки 12 преодолевают усилие поджимающих их пружин и поворачиваются на осях против часовой стрелки. Поскольку ход скалки 10 больше расстояния между несущими планками 3, а расстояние между собачками 12 равно ему, то при этом освобождается последняя собачка. При следующем цикле она передвигает ряд изделий еще на один шаг. Этот процесс повторяется до тех пор, пока первая деталь 20 в первом ряду не поступит на исходную позицию лотка 9. При этом включается датчик 18, который дает команду на перемещение второго ряда деталей 20 в приемный лоток 9, выполняемое плоско – параллельным перемещением несущих штанг 3, осуществляемым пневмоцилиндрами 4 и 5 как было рассмотрено ранее. Таким образом, выбираются все детали, загруженные в накопительную часть конвейера, после чего датчик 19 дает команду на выключения пневмоцилиндров 4 и 5 привода несущих штанг 3. После выдачи штангой 10 последней детали 20 из приемного лотка 9 включается датчик 18, сигнализирующий о выдаче всех деталей.

В данном разделе полной версии статьи приводится 4 примера конструктивного исполнения шаговых конвейеров – накопителей (см. Рис.в таб.)

6 Специальные шаговые конвейеры.

          В ряде случаев для выполнения специфических требований задачи на проектирование шагового конвейера известные конструкции как штанговых, так и цепных шаговых конвейеров не подходят, именно поэтому вышеперечисленные типы конвейеров оснащаются дополнительными устройствами, или создаются полностью оригинальные конструкции шагового конвейера. Такие шаговые конвейеры, не относящиеся в чистом виде к штанговым, или цепным, поэтому считаются специальными шаговыми конвейерами. При создании таких шаговых конвейеров решаются следующие инженерные задачи:
− снижение мощности привода конвейера,
− транспортирование тяжелых, крупногабаритных изделий,
− транспортирование предметов, не допускающих ударных нагрузок,
− изменение положения детали в процессе транспортирования,
− изменение шага транспортирования,
Рассмотрим примеры конструктивного исполнения различных типов специальных шаговых конвейеров.

Рис 31 Конструкция шагового конвейера для транспортирования крупногабаритных деталей типа толстостенных панелей

На Рис 30 показана конструкция шагового конвейера с уменьшенной мощностью привода. Он состоит из неподвижной рамы, выполненной в виде двух вертикальных стоек 1 с призматическими гнездами для укладки транспортируемых деталей (валов) и подвижной рамы, выполненной в виде комплекта подвижных в вертикальном направлении штанг 4, имеющих в своей верхней части вилки 3 с наклонной рабочей поверхностью, которые взаимодействуют своей нижней частью с кулачками 6, установленных на приводном валу 7. При этом, стойки 1 неподвижной рамы крепятся к неподвижным вертикальным стенкам 2, ограничивающим осевое смещение транспортируемых валов, а подвижные штанги 4 расположены в вертикальных направляющих 5. Подвижные штанги 4 расположены таким образом, что их вертикальные оси совпадают с осями гнезд неподвижных рам 1, а приводящие их в движение кулачки 6 закреплены на валу 7 с угловым сдвигом в соответствии с последовательностью движения подвижных элементов 4.
Работает конвейер следующим образом. В исходном положении рычаги 7 опущены, а рычаги 5 подняты, каретка 11 находится в крайнем левом положении, при этом правый флажок 16 взаимодействует с датчиком 18 (см. Рис. 31 разрез Б – Б), а флажок 15 каретки 11 взаимодействует с левым датчиком 17 (см. Рис. 31 разрез А – А). С помощью цеховых подъемно – транспортных средств первая панель 26 устанавливается на упоры 6 рычагов 5 и с пульта управления подается команда на начало цикла работы конвейера. При этом включается электродвигатель 12 и через цепную передачу 14 и винтовую передачу 13             перемещает каретку 11 вместе с панелью 26 вправо на один шаг. Остановке каретки происходит при воздействии флажка 15 на правый датчик 17, который также дает команду на включение гидроцилиндра 21, шток которого выдвигается и поворачивает штангу 4, а через цепную передачу 22 и штангу 3 против часовой стрелки (см. Рис. 31 разрез Б – Б), в результате этого рычаги 7 переводятся в верхнее положение а рычаги 5 в нижнее. При повороте рычагов панель 26 перемещается с опор 6 на опоры 8 и кратковременно взаимодействует с опорами 25. При этом левый флажок 16 воздействует на датчик 18, который дает команду на включение электродвигателя 12 в реверсивном режиме, в результате чего последний через цепную передачу 14 и винтовую передачу 13 перемещает каретку 11 вместе с рычагами 5 влево, возвращая в исходное положение. Остановку каретки 11 про-исходит от левого датчика 17. Затем включается гидроцилиндр 21 шток которого при этом втягивается, что приводит к повороту штанг 3 и 4 весте с рычагами 5 и 7 против часовой стрелки и возврату их в исходное положение при котором рычаг 5 находится в верхнем положении, а рычаг 7 в нижнем. После этого в свободное пространство между рычагами цеховыми подъемно – транспортными средствами устанавливается следующая панель 26 и цикл работы шагового конвейера повторяется, до тех пор пока все свободные пространства между рычагами 5 и 7 (в данном случае их пять) не будут заполнены. После этого работа шагового конвейера прекращается и возобновляется после съема первой панели установленной на конвейер.

В данном разделе полной версии статьи приводится 7 примеров конструктивного исполнения специальных шаговых конвейеров (см. Рис.в таб.)

7 Рекомендации по проектированию шаговых конвейеров.

7.1 Выбор вида конвейера и типа привода

            Проектирование шагового конвейера, как и любого другого технического объекта машиностроительного назначения, выполняется наиболее результативно при использовании методики проектирования изложенной в работе [1] , которая начинается с постановкой задачи на проектирование и заканчивается оценкой достигнутых результатов. Для правильной постановки задачи на проектирование, проведения инженерного анализа и таким образом создания необходимой базы информации для поиска технического решения (нахождения конструктивной схемы конвейера) требуется, прежде всего, правильно выбрать вид конвейера и тип его привода. Исходными данными для этого являются:
− габаритные размеры и масса транспортируемой заготовки, детали, или сборочной единицы,
− технические требования и ограничения к условиям транспортирования         перемещаемых конвейером предметов,
− величина шага конвейера и количество рабочих мест технологической линии      соединяемых конвейером,
− расположение на производственном участке оборудования и общая       протяженность и технологической линии, в которую встраивается конвейер,
Штанговые шаговые конвейеры, получившие наибольшее распространение благода-ря своей простоте, наиболее эффективны при транспортирование предметов длиной не более одного метра и массой не более 100кг с шагом не более двух метров на расстояние до 30 метров (см. Рис.1, 2, 3), или предметов длиной трех метров и массой до 2000кг с шагом не более 3 – 5 метров на расстояние до 10 метров (см. Рис. 33). Цепные шаговые конвейеры могут использоваться как для перемещения малых по размеру и массе предметов, (см. Рис. 10, 11, 14), так и предметов с большими размерами и массой с различным шагом от 0,5 до 5 м и более на расстояния до 100м и более (см. Рис. 12, 13). Подвесные шаговые конвейеры используются для транспортирования предметов масса которых ограничена прочностью несущей конструкции конвейера, а размер по высоте расстоянием конвейера от плоскости загрузки и разгрузки . Специальные шаговые конвейеры применяются тогда, когда вышеперечисленные виды конвейеров не могут обеспечить в полной мере выполнения задачи на проектирование.
Наличие конкретных технических требований и ограничений к условиям транспортирования, связанные, например, со спецификой транспортируемых предметов, или траекторией их перемещения оказывают существенное влияние не только на конструкцию исполнительного механизма шагового конвейера (см. Рис. 34), но и приводят к необходимости введения в конструкцию конвейера дополнительных конструктивных элементов (см. Рис. 17, 21, 23)
Величина шага конвейера, прежде всего, оказывает существенное влияние на выбор типа привода. Наиболее простой, и поэтому часто применяемый пневматический привод используется в шаговых конвейерах при величине шага не более двух метров (чаще всего , применяются пневмоцилиндры с ходом до одного метра), поскольку изготовление пневмоцилиндра с ходом поршня более двух метров, даже в условиях специализированного производства, вызывает значительные технологические сложности (см. Рис. 1, 2, 3, 5, 8, 10, 16, 17, 21, 22, 23, 25, 26, 27, 28, 29). Тоже относится и к гидравлическому приводу, который применяется для транспортирования тяжелых деталей, поскольку, при соизмеримых размерах с пневмоцилиндром , гидравлический цилиндр способен развивать усилия в 10 – 30 раз большие, чем пневматический (см. Рис. 9, 13, 31, 32, 33, 35). Количество рабочих мест технологической линии, в которую встраивается шаговый конвейер, также существенным образом влияет на потребное усилие для его привода, поскольку растет суммарная масса не только транспортируемых предметов, но и подвижных частей конвейера. При шаге конвейера более двух метров наиболее эффективен электромеханический привод обычно включающий электродвигатель, тормоз и понижающий редуктор на выходном валу которого непосредственно или через промежуточный вал установлена звездочка зацепляющаяся с тяговой цепью цепного шагового конвейера (см. Рис. 24), или зубчатое колесо связанное с зубчатой рейкой закрепленной на подвижной раме штангового шагового конвейера (см. Рис. 9). В ряде случаев для увеличения шага конвейера или повышения точности позиционирования перемещаемого предмета применяется гидромеханический привод позволяющий наиболее эффективно в совокупности использовать преимущества обеих типов привода (см. Рис. 24, 33)

7.2 Расчет основных конструктивных параметров шагового конвейера

              Основными конструктивными параметрами шагового конвейера являются:
− шаг транспортирования детали или сборочной единицы,
− скорость шагового перемещения,
− усилия (для пневматического и гидравлического привода) и крутящий момент (для механического привода) необходимые для вертикального и горизонтального перемещения подвижных частей конвейера,
− мощность приводного электродвигателя (для механического привода) и мощность насоса приводной гидростанции (для гидравлического привода).
Исходным данными для выполнения расчетов шагового конвейера являются:
− габаритные размеры и масса транспортируемых деталей,
− количество рабочих мест (технологического оборудования) и расстояние между ними,
− траектория движения конвейера, которая определяется расположением рабочих мест (технологического оборудования) на производственном участке,
− производительность поточной линии, в которую встраивается шаговый конвейер,
Расчет и последующий выбор шага конвейера являющегося его основным пара-метром осуществляется на основе анализа соотношения расстояния между рабочими местами (технологическим оборудованием), длины транспортируемого детали или сборочной единицы и специфики технологических операций, выполняемых в поточной линии, в которую встраивается шаговый конвейер. В шаговом конвейере для перемещения безопочных форм от формовочной машины до заливочного агрегата, шаг транспортирования, учитывая специфику выполняемых технологических операций, принимается равным размеру литейной формы (см. Рис. 1). Шаг перемещения конвейера поточной линии для сборки кузова автомобиля, учитывая габаритные размеры собираемого изделия и расстояние между сборочными постами устанавливается равным этому расстоянию (см. Рис. 9). Шаг транспортирования деталей конвейером, входящим в автоматическую линию для механической обработки учитывая размеры детали и расстояние между станками устанавливается больше длины детали на 30 – 50%, но при этом, должен быть кратным расстоянию между осями мест для установки обрабатываемых деталей в технологическом оборудовании, перпендикулярными направлению транспортирования. Чем меньше шаг конвейера, тем при той же производительности необходима меньшая скорость перемещения подвижных частей конвейера несущих транспортируемые детали и как следствие меньше потребная мощность приводного электродвигателя или гидравлического насоса. Однако, конкретные размеры перемещаемой детали, или сборочной единицы, а также габаритные размеры технологического оборудования и его рабочей зоны не всегда, позволяют в полной мере минимизировать шаг конвейера, что является объективной предпосылкой для его существенного увеличения (см. Рис. 9, 24)
Кинематический расчет привода поступательного перемещения шагового конвейера начинается с определения скорости поступательного V перемещения несущей конструкции конвейера обеспечивающей транспортирование деталей, которая зависит от производительности и шага конвейера. Производительность шагового конвейера характеризуется временем на перемещение деталей на шаг, отведенным в общей циклограмме работы поточной линии, в которую встраивается конвейер.

Рис 38 График изменения скорости поступательного движения подвижных частей шагового конвейера в зависимости от величины его шага

Данное ограничение установившейся скорости подвижных частей шагового конвейера [Vу] не распространяются, когда перемещение деталей осуществляется с помощью центрирующих пальцев (см. Рис. 2, 3), или призматических ложементов (см. Рис.10,15).
Полученная величина установившейся скорости поступательного перемещения подвижных частей шагового конвейера позволяет :
–  для механического привода рассчитать передаточное отношение понижающего редуктора,
–  для гидравлического привода рассчитать потребный расход насоса приводной гидростанции,
–  для пневматического привода рассчитать усилие пневмоцилиндра, способного обеспечить требуемую скорость перемещения подвижных частей шагового конвейера.

Рис. 39 Схема для расчета усилия необходимого для поступательного перемещения подвижной штанги движущейся на опорных роликах по направляющим, выполненным в виде двух швеллеров

           При использовании в качестве привода поступательного перемещения подвижных частей шагового конвейера пневмоцилиндра с ходом штока более 500мм рекомендуется вместо сжатого воздуха использовать масло низкого давления, которое за счет высокой жесткости позволяет получить стабильную и в тоже время регулируемую в широком диапазоне скорость движения поршня.

Рис 40 Принципиальна схема, пневмогидравлического привода позволяющая за счет использования масла низкого давления получить стабильную скорость перемещения поршня, величина которой регулируется в
широком диапазоне

          На Рис 40 показана принципиальна схема, пневмогидравлического привода, позволяющего реализовать данное техническое решение. Он состоит из пневмоцилиндра Ц, воздухораспределителя ВР, с электромагнитным управлением, пневмогидроаккумулятора А и двух гидравлических дросселей с обратным клапаном Д1 и Д2, установленных навстречу друг другу в магистрали соединяющей пневмо-гидроаккумулятор А с поршневой полостью приводного пневмоцилиндра Ц. При включении электромагнита Э1 (воздухораспределитель ВР находится в положении показанном на Рис 1) воздух от воздухораспределителя ВР поступает в штоковую полость пневмоцилиндра Ц, а из его поршневой полости масло вытесняется через обратный клапан дросселя Д1 и дроссель Д2 в пневогидроаккумулятор А. При этом скорость втягивания штока пневмоцилиндра Ц регулируется путем настройки гидравлического дросселя Д2. При включении электромагнита Э2 (возухораспределитель ВР переключается в правое положение) воздух от воздухораспределителя ВР поступает в пневмогидроаккумулятор А и заставляет находящееся в нем масло через обратный клапан дросселя Д2 и дроссель Д1 поступать в поршневую полость пневмоцилиндра Ц, а воздух из его штоковой полости в это время сбрасывается в атмосферу. При этом скорость выдвижения штока пневмоцилиндра Ц регулируется путем настройки гидравлического дросселя Д1.
Не менее важным для пневматического привода подвижных частей шагового конвейера, особенно при перемещении большого количества транспортируемых деталей на расстояние 1000мм и более является обеспечение плавного торможения в конце хода. Использование для этого покупных пневмоцилиндров со встроенным тормозным дросселем как правило неэффективно. Для реализации плавного торможения штока длинноходового пневмоцилиндра с получением участка плавного торможения любой длины, величина которого, как правило, подбирается экспериментально при выполнении сборки и наладки привода шагового конвейера, рекомендуется подключение рабочей полости           пневмоцилиндра через которую идет сброс воздуха в атмосферу к регулятору давления (см. Рис. 42) Для понимания принципа такого способа регулирования скорости рассмотрим конструкцию регулятора давления, и способ его подключения к нерабочей полости пневмоцилиндра (см. Рис 41)

Рис 41 Устройство и принцип работы регулятора давления

           Он состоит из сборного корпуса, включающего нижнюю часть, в которой выполнены воздухоподводящие магистрали и клапан 4 с пружиной 5, выполненный в видешарика, и верхнюю часть, в которой установлены регулировочный винт 1, пружина 2 и мембрана 3, при этом между мембраной 3 и клапаном 5 расположен стержень 7 поджатый в верхнее положение пружиной 5. Принцип работы регулятора давления основан на автоматическом изменении проходного сечения отверстия для потока воздуха, поступающего из камеры а в камеру б, при изменении давления на входе, что позволяет получить на выходе постоянное давление воздуха, величина которого настраивается путем регулирования усилия пружины 2, воздействующей на шарик 4 через стержень 7.

Рис. 42. Схема применения регулятора давления для регулирования скорости торможения

Расчет потребной мощности привода поступательного перемещения шагового конвейера (приводного электродвигателя для механического привода, насоса приводной гидростанции для гидравлического привода) выполняется на основе данных полученных при кинематическом и силовом расчете.

Рис 44 Схема для определении диаметра и длины хода штока цилиндра подъема подвижной рамы шагового конвейера

           Механизм подъема подвижных частей шагового конвейера, применяется только в штанговых конвейерах, и чаще всего, представляет собою, приводимый пневмо – гидроцилиндром, рычажный механизм, с эксцентриковыми роликами, закрепленными на его выходном валу, на которые опираются штанги подвижной рамы конвейера (см. Рис. 44).

Расчет привода механизма подъема сводится к определению величины хода L и диаметра D приводного пневмо – гидроцилиндра.

ЛИТЕРАТУРА

1. Вейсман В.Ф. Шагающие конвейеры М Машиностроение 1976г
2. Игнатьев Н. П. Основы проектирования. Азов 2011г
3. Игнатьев Н. П.Проектирование нестандартного оборудования. Азов 2013г.