Транспортирующие механизмы . часть IV. Межоперационный транспорт

750 

Описание

Библиотеки начинающего конструктора

Игнатьев Н П

Транспортирующие механизмы. Часть 4
Межоперационный транспорт
(демоверсия)

Справочно – методическое пособие

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Грейферные подачи……………………………………………………4
1.1. Грейферные подачи с механическим приводом………………..4
1.2. Грейферные подачи с пневмо – механическим приводом…….20
1.3. Грейферные подачи с пневматическим приводом……………..25
1.4. Рекомендации по проектированию грейферных подач………..32
Литература…………………………………………………………,,,,,,,,,,,47
2. Механизмы переноса…………………………………………………..48
2.1. Назначение и конструктивные особенности механизма
переноса………………………………………………………………..48
2.2. Механизм перемещения каретки переноса……………………..51
2.3. Механизм зажима переносимых заготовок……………………..61
2.4. Рекомендации по проектированию механизма переноса……,76
Литература…………………………………………………………,,,,,,,,,,,91
3. Шаговые конвейеры…………………………………………………92
3.1. Штанговые шаговые конвейеры…………………………………93
3.2. Цепные шаговые конвейеры…………………………………….107
3.3. Подвесные шаговые конвейеры…………………………………117
3.4. Горизонтально – замкнутые шаговые конвейеры……………..125
3.5. Шаговые конвейеры – накопители……………………………..135
3.6. Специальные шаговые конвейеры………………………………145
3.7. Рекомендации по проектированию шаговых конвейеров……159
Литература……………………………………………………….,,,,,,,,,,,,,174
4. Транспортные межоперационные и загрузочные роторы………175
4.1. Межоперационные транспортные роторы…………………….177
4.2. Загрузочные транспортные роторы…………………………….213
4.3. Рекомендации по проектированию транспортных роторов….230
Литература……………………………………………………….,,,,,,,,,,,240

ВВЕДЕНИЕ

В различных областях промышленного производства достаточно часто возникает необходимость перемещения производимого изделия (детали, заготовки, сборочной еди-ницы) с предыдущей позиции многопозиционного оборудования на последующую, или между последовательно расположенным по технологическому процессу оборудованием, для чего оно оснащается устройством для межоперационного транспортирования, которое встраивается в его конструкцию, или выполняется в виде отдельного агрегата. Устройства для межоперационного транспортирования широко применяются в условиях автоматизированного производства в различных технологических переделах машиностроения, приборостроения, стройиндустрии, легкой и пищевой промышленности, а также при производстве медикаментов. В качестве межоперационного транспорта обычно используются:
− грейферные подачи,
− механизмы переноса заготовок между позициями штамповочного автомата,
− шаговые конвейеры,
− транспортные роторы, автоматических роторных линий,
− поворотные столы
Все эти устройства объединяет не только их назначение, но и наличие одинаковых по функциональны элементов, механизма зажима и механизма перемещения транспортируемого изделия. При этом, грейферные подачи, механизмы переноса и шаговые конвейеры применяются для поступательного перемещения изделий, а транспортные роторы и поворотные столы используются для перемещения изделий по круговой траектории. Несмотря на эти отличия, все перечисленные устройства межоперационного транспорта имеют много общих признаков, и прежде всего в части конструкции привода перемеще-ния и механизма зажима переносимых изделий, кроме того они работают в едином автоматическим цикле с технологическим оборудованием, для чего связано с ним кинематически, или посредствам соответствующих команд от электрических датчиков.
В данной работе поворотные столы, как вид межоперационного транспорта не рассматривается, поскольку их конструктивные особенности и рекомендации по проектированию приводятся в книге «Поворотно – делительные столы» размещенной на сайте «методыпроектирования.рф»

1 Грейферные подачи

Грейферные подачи являются устройством, предназначенным для перемещения из-делий от предыдущей позиции многоместного оборудования к последующей. Основное применение грейферные подачи находят в многопозиционных листоштамповочных авто-матах. Для выполнения своего функционального назначения грейферная подача оснащаются механизмом возвратно – поступательного продольного и поперечного перемещения грейферных линеек, а в ряде случае и механизмом для их подъема и опускания, при этом последовательность движения линек выполняется в строгом соответствии с циклограммой работы подачи совместно с технологическим оборудованием. Механизмы грейферной подачи чаще всего приводятся в движение от привода технологического оборудования, например коленчатого вала пресса, или установленного на нем зубчатого колеса, а также от поступательно перемещающейся части пресса – ползуна, или закрепленной на нем верхней плиты штампа. Но в ряде случаев грейферная подача может иметь индивидуальный привод, например от электродвигателя, или пневмоцилиндра(ов), а также смешанный привод, в котором поступательное перемещение грейферных линеек осуществляется от привода технологического оборудования (пресса), а их сведение и разведение от пневмоцилиндров. Кроме того, грейферная подача может встраиваться в многопозиционный штамп, при этом ее механизмы имеют пневматический, или смешанный привод (механический от верхней подвижной плиты штампа и пневматический от встроенного в нижнюю неподвижную плиту штампа пневмоцилиндра. Зажим заготовок обычно осуществляется путем сведения грейферных линеек с жестко закрепленными на них зажимными губками, которые чаще всего выполняются в виде пластин с рабочей поверхностью в виде призмы, но в ряде случаев, для зажима заготовок могут использоваться установленные на грейферных линейках зажимные рычаги, приводимые пневмоцилиндром, что значительно упрощает привод подачи, но требует введения системы электроавтоматики управляющей ими. Основным отличием грейферной подачи является тип привода ее линеек и механизмов зажима заготовок (механический, пневматический, или смешанный), поэтому рассматриваемые подачи будут сгруппированы именно по этому признаку.

1.1 Грейферные подачи с механическим приводом

             На Рис 1 показана конструкция грейферной подачи с приводом от ползуна многопо-зиционного листоштамповочного пресса – автомата. Она содержит зажимные призмы 1 и 2 смонтированные на линейках 3 и 4, пальцы 7, 8 которых установлены в пазах планок 6 расположенных с возможностью возвратно – поступательного перемещения в горизонтальной плоскости на кронштейнах 21и 24, закрепленных на нижней плите 31 штампа. При этом линейки 3 и 4 находятся в постоянном контакте с каретками 9 и 10, которые по-средствам пружин 11 и 12 стремятся переместить их от периферии к центру штампа, но они при определенном положении ползуна пресса, удерживаются клиньями 23          установленными на верхней плите 27 штампа. Планка 7 посредствам кронштейна 21 и тяги 18 шарнирно соединена с двуплечим рычагом 15, который в свою очередь посредствам оси 16 и кронштейна 17 шарнирно установлен на станине пресса, а ролик 14 расположенный на ведущем плече рычага 15 пружинами 19 постоянно поджат к торцевому кулачку 13, закрепленному на коленчатом валу пресса (коленчатый вал пресса на Рис 1 не показан). Левые проушины пружин растяжения 19 установлена на оси 20, которая установлена на стойках 22 закрепленных на кронштейне 21, а правые проушины установлены на осях, которые закреплены на планке 7. На кронштейне 24 установлен шиберный питатель, со-стоящий из кассеты для заготовок 25 и шибера 26, который посредствам пальца 28 соединен с планкой 6 и шпонкой 30, которая при движении шибера 26 вместе с линейками 3 и 4, скользит по продольному пазу 29 выполненному в кронштейне 24.

Рис 1 Конструкция грейферной подачи с приводом от ползуна
многопозиционного листоштамповочного пресса – автомата.

             Работает грейферная подача следующим образом. Предварительно вырубленные заготовки, уложенные в кассету 25 шиберного питателя, поштучно подаются шибером 26 на позицию их забора, который при обратном ходе ползуна пресса перемещается влево, получая привод от планки 6 при перемещении на шаг в том же направлении линеек 3 и 4, приводимых в движение рычагом 15, ролик 14 которого взаимодействует с кулачком 13, вращающимся вместе с коленчатым валом пресса. При обратном ходе ползуна пресса каретки 9, 10 посредствам пружин 11 и 12, освободившихся от воздействия клиньев 23, сводят грейферные линейки 3 и 4 с зажимными призмами 1 и 2, которые осуществляют зажим заготовок, в это время ролик 14 рычага 15 перекатывается по плоской выступающей поверхности кулачка 13, в результате чего планки 6 вместе с линейками 3 и 4 в продоль-ном направлении не перемещаются. После зажима заготовок происходит их перенос на следующую позицию многопозиционного штампа, при этом планки 6 вместе с линейками 3, 4 и заготовками, находящимися в зажимных призмах 1 и 2 вместе с кронштейном 21 перемещаются под действием пружин 19, а ролик 14 рычага 15 в это время перекатывается по наклонной поверхности кулачка 13, перемещаясь с его максимальной высоты на минимальную. При рабочем ходе ползуна пресса сначала клинья 23 принудительно разводят грейферные линейки 3 и 4 вместе с зажимными губками 1 и 2, которые, при этом, освобождают заготовки, перенесенные с предыдущей позиции многоместного штампа на последующую, а затем планки 6 вместе с разведенными линейками 3 и 4 и закрепленными на них зажимными призами 1 и 2 перемещаются враво и возвращаются в исходную позицию, получая привод от кулачка 13 через рычаг 15 и тягу 18, при этом ролик 14 рычага 15 перекатывается по кулачку 13, перемещаясь с его минимальной высоты на максимальную. Готовая деталь переносимая грейферной подачей с последней позиции штампа, при разведении линеек 3 и 4 вместе зажимными губками 1 и 2, попадая в склиз, отводится из рабочей зоны пресса. В конце технологической операции каждая заготовка выталкивается из матрицы, и таким образом, подготавливается к переносу грейферной подачей на следующую позицию. На Рис. 2 показана циклограмма работы грейферной подачи, линейки которой при переносе заготовок с позиции на позицию совершают продольное перемещение, а при их поперечном перемещении производится зажим – разжим заготовок.

Рис. 2 Циклограмма работы грейферной подачи

  В полной версии книги приведено 7 примеров конструктивного исполнения грейферных подач с механическим приводом

1. 2 Грейферные подачи с пневмомеханическим приводом

            На Рис 10 показана конструкция грейферной подачи с пневмомеханическим приводом. Она содержит два кронштейна 1 закрепленные на стойках станины пресса – автома-та, в расточках которых запрессованы направляющие втулки 2, а в последних установлены продольные штанги 3, соединенные поперечиной 4 и имеющие возможность совершать возвратно – поступательное и качательное движение. В местах соединения попере-чины 4 с продольными штангами 3 установлены опорные шайбы 5 и 6, а проушины поперечины соединены тягой 7 с коленчатым валом пресса (на Рис 10 не показано). На продольных штангах 3 посредствам шпонок 8 и гаек 9 крепятся вертикальные рычаги 10, на которых шарнирно установлены грейферные линейки 11, опирающиеся выступами на зеркало штампа. На штангах 3 также закреплены горизонтальные рычаги 12 с роликами 13, находящимися в постоянном контакте со штоком 15 пневмоцилиндра 14. На стержне 17 расположены пружины 16, обеспечивающие сведение грейферных линеек 11, с зажимными губками 19, с усилием, величина которого регулируется гайками 18. Величина продольного хода штанг 3 регулируется винтами 20, положение которых фиксируется гайками 21.

Рис 10 Конструкция грейферной подачи с пневмомеханическим приводом.

                 Работает грейферная подача следующим образом. При включении пневмоцилиндра 14 его шток 15 выдвигается и поворачивает горизонтальные рычаги 12 вместе со штангами 3 таким образом, что вертикальные рычаги 10 с грейферными линейками 11 и зажимными губками 19, преодолевая усилие пружин 16, раздвигаются. При таком положении грейферных линеек штанги 3, получая привод от тяги 7, совершают продольное переме-щение, в конце которого шток 15 пневмоцилиндра 14 втягивается и пружины 16 сводят грейферные линейки 11, которые своими зажимными губками 19 на позиции I пресса захватывают заготовку, а на позиции II пресса – готовую деталь. После этого штанги 3 и грейферные линейки 11с зажатой заготовкой и готовой деталью, получая привод от тяги 7, совершают продольное перемещение в обратном направлении и возвращаются в исходное положение, в котором включается пневмоцилиндр 14, шток 15 которого выдвигается и раздвигает грейферные линейки 11 и зажимными губками 19, которые освоюождают заготовку и деталь. В результате этого заготовка оказывается перенесенной с позиции I пресса на позицию II , а готовая деталь вынесена из зоны штамповки.

1.3 Грейферные подачи с пневматическим приводом

              На Рис. 13 показана конструкция грейферной подачи с пневматическим приводом перемещения линеек по трем координатам. Он содержит каретку 3 установленную с возможностью горизон

Рис. 13 Конструкция грейферной подачи с пневматическим приводом
перемещения линеек по трем координатам

             Работает грейферная подача следующим образом. В исходном положении штоки всех пневмоцилиндров втянуты, в результате этого каретка 3 и рама 6 находятся в крайнем правом положении, грейферная линейка 10 и планка 11 опущены в крайнее нижнее положение и отведены от продольной оси многоместного штампа, а зажимные губки 16 разведены тягами 14 воздействующими на их ведущие плечи и сжимающими при этом пружины 18. По команде от системы электропневмоавтомати управляющей работой грейферной подачей совместно с многоместным прессом сжатый воздух подается в        поршневую полость пневмоцилиндра 12, в результате чего его шток выдвигается и перемещает от периферии к центру многоместного штампа линейку 10 и планку 11, что приводит к тому, что под действием пружин 18 и толкателей 20 зажимные губки 16 механизмов зажима сводятся и производят зажим заготовок 9, каждый на своей позиции (при этом ползун пресса совершает обратный ход). Затем сжатый воздух подается в поршневую полость пневмоцилиндра 15 и его шток выдвигается и поднимает раму 6 вместе с грейферной линейкой 10, планкой 11 и механизмами зажима с заготовками 9 в крайнее верхнее положение, выводя последние из матриц многопозиционного штампа. Далее сжатый воздух подается в поршневую полость пневмоцилиндра 4 и его шток выдвигается и перемещает влево грейферную линейку 10 и планку 11 вместе с механизмами зажима и заготовками 9 на шаг перенося при этом заготовки 9 с предыдущей позиции многоместного штампа на последующую. После этого сжатый воздух подается в штоковую полость пневмоцилиндра 15 и его шток втягивается и опускает в нижнее положение грейферную линейку 10 и планку 11 вместе с механизмами зажима, которые вводят заготовки 9 в гнезда матриц многоместного штампа. Далее сжатый воздух подается в штоковую полость пневмоцилинлдра 12 и его шток втягивается, что приводит к перемещению грейферной линейки 10 и планки 11 от центра к периферии многоместного штампа, и как следствие к разведению зажимных губок 16 под действием конусных шайб установленных на тягах14, которые при этом сжимают пружин 18, при этом также происходит выведение механизмов зажима из зоны штамповки. Таким образом, заготовки 9 оказываются перенесенными с предыдущей позиции многоместного штампа на последующую и уложенными в соответствующие матрицы. После этого ползун пресса совершает рабочий ход, выполняя при этом формовку заготовок на каждой позиции многоместного штампа, а в это время каретка 3 вместе с рамой 6, а также грейферной линейкой 10, планкой 11 и механизмами зажима заготовок, получая привод от пневмоцилиндра 4, перемещаются вправо и занимают исходное положение.

В полной версии книги приведено 3 примера конструктивного
исполнения грейферных подач с пневмомеханическим
приводом и 4 примера с пневматическим приводом

 

1.4 Рекомендации по проектированию грейферной подачи

В данном разделе даются рекомендации по выбору типа привода грейферной подами и ее конструктивной схемы, а также приводятся формулы для расчета основных конструктивных параметров грейферной подачи с механическим и пневматическим приводом

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Игнатьев Н. П. Проектирование нестандартного оборудования Справочно –    методическое пособие Азов 2013г.
2. Игнатьев Н. П. Конструкция пневмоцилиндров. Статья размещенная на сайте «Методыпроектирования.рф»
3. Норицын И. А. Автоматизация и механизация технологических процессов ковки и штамповки. М. Машиностроение 1967г
4. Розен Г. М. Механизация и автоматизация листовой штамповки в автомобиле-строении М. Машиностроение 1987г
5. Смирнов А. М., Васильев К. И. Основы автоматизации кузнечно – штамповочного производства М. Машиностроение1987 г.
6. РТМ70 – 63 – РТМ81 – 61
7. РТМ-А23.7.24-71 Средства механизации и автоматизации холодной штамповки. Министерство тракторного и сельскохозяйственного машиностроения СССР М. 1971г
8. Механизация и автоматизация цехов листовой штамповки 17 – 1 – 74.5           НИИФОРМТЯЖМАШ 1974г № 5
9. РТМ105 – 0 – 030 – 77 Средства механизации и автоматизации холодной штампов-ки НИИТМ Ростов – на – Дону 1977г
10. Трофимов И. Д. и Бухер Н. М. Автоматы и автоматические линии для горячей объемной штамповки М. Машиностроение 1981г.
11. Попов В. И. Машины и автоматизация кузнечно – штамповочного производства М. Машиностроение 1988г.

2 Механизмы переноса заготовок между позициями
штамповочного автомата

2,1 Назначение и особенности конструкции механизма переноса

Механизм переноса является наиболее сложным и ответственным механизмом многопозиционного штамповочного автомата (МША), цикл работы которого жестко связан с циклом работы всех основных механизмов автомата. Он предназначен для зажима выталкиваемой из матрицы заготовки, последующего ее перемещения от предшествующей позиции автомата в последующую и удержания заготовки в момент ее заталкивания пуансоном в матрицу. Поэтому конструкция механизма переноса представляет собою встроенный автоматический манипулятор с механическим приводом, включающий механизм перемещения, на подвижной каретке которого размещено несколько механизмов зажима. Механизм переноса, как правило, является узлом, который определяет максимальную производительность и надежность работы МША, поскольку продолжительность цикла его работы очень мала по отношению к общему циклу работы автомата, что порождает большие ускорения при движении его звеньев. На Рис. 1 показан цикл работы механизма переноса многопозиционного холодно – высадочного автомата для стержневых изделий, включающий:
– зажим губок механизмов зажима заготовок на угле 54 град,
– перемещение каретки механизма переноса с заготовками на угле 120 град,
– разжим губок механизмов зажима заготовок на угле 16 град,
– возврат каретки механизма переноса в исходное положение на угле 96 град.

Рис. 1 Циклограмма работы механизма переноса в составе многопозиционного холодно – штамповочного автомата

        Поэтому при работе в составе современных многопозиционных автоматов для объемной штамповки и особенно холодновысадочных автоматах для изготовления крепежных изделий (болтов, гаек и т. п.) производительность которых доходит до 300 ход/мин, механизм переноса работает в тяжелом динамическом режиме, что накладывает на его конструкцию жесткие требования и ограничения. Основным требованием, предъявляемым к механизму переноса, является минимальный вес входящих в него деталей, а основным ограничением является минимальное количество их шарнирных соединений.
На Рис. 2 показана конструкция механизма переноса многопозиционного холодно – штамповочного автомата для стержневых изделий. Он содержит кинематически связанный с приводом автомата кулачковый вал 1, на котором закреплены кулачок 2 привода перемещения каретки и кулачок 3 привода механизма зажима. Эти кулачки взаимодействуют с роликами 21 и 22 шарнирно установленными на сборных двуплечих рычагах 4 и 5, включающих промежуточные валы, а последние с помощью тяг 6 и 8 кинематически соединены с кареткой 7 и штангой 9 привода зажимных рычагов соответственно. На штанге 9 установлены пружины 12 и закреплены упоры 10, взаимодействующие с ползушками 13, кинематически соединенными с клещевыми захватами, кроме того, на штанге 9 между крайним правым упором 10 и стенкой каретки 7 установлена пружина 11, которая через тяги 6 и 8, а также двуплечие рычаги 4 и 5 обеспечивает силовое замыкание роликов 21 и 22 с кулачками 3 и 4 соответственно. Ползушки 13 оснащены пальцами 14, которые входят в пазы ведущих рычагов 15 клещевых зажимов, а последние жестко закреплены на валах 16, также как и зубчатые секторы 17, зацепляющиеся с ответными зубчатыми секторами 19 закрепленными на валах 18, при этом валы 16 и 18 установлены с возможностью вращения в расточках каретки 7. Кроме того, на валах 16 и 18 жестко закреплены зажимные рычаги 20 клещевого механизма зажима, а каретка 7 имеет возможность горизонтального перемещения в направляющих 23 и 24 станины автомата.

Рис. 2 Конструкция механизма переноса многопозиционного холодно – высадочного автомата для стержневых изделий.

             Работает механизм переноса следующим образом. При вращении вала 1 кулачки 2 и 3 посредствам рычагов 4 и 5 и тяг 6 и 8 в последовательности заданной циклограммой работы автомата приводят в движение каретку 7 и зажимные рычаги 20 механизма зажима. Цикл работы механизма переноса начинается с того, что при выталкивании заготовок из матриц ролик 22 перемещается с максимального радиуса кулачка 3 на его минимальный радиус, что приводит к тому, что под действием пружины 11 тяга 9 перемещается влево, а рычаг 5 поворачивается по часовой стрелке (см. Рис. 2 главный вид). В результате этого, пружины 12 перемещают ползушки 13 вправо, а последние посредствам пальцев 14 и рычагов 15 закрепленных на валах 16 поворачивают ведущие рычаги 20 по часовой стрелке, а последние посредствам зубчатых секторов 17 и 19 поворачивают против часовой стрелки валы 18 вместе с закрепленными на них ведомыми зажимными рычагами 20, что приводит к зажиму заготовки. В это время ролик 21 рычага 4 обкатывается по цилиндрической поверхности кулачка 2 с минимальным радиусом, в результате чего каретка 7 остается неподвижной. После зажима заготовок осуществляется их перенос с предшествующей позиции автомата и последующую, при этом каретка 7 перемещается вправо (см. Рис. 2 главный вид). Это происходит при перемещении ролика 21 с минимального радиуса кулачка 2 на максимальный, в результате чего рычаг 4 поворачивается по часовой стрелке и посредствам тяги 6 перемещает каретку 7 вправо вместе с заготовками, зажатыми в рычагах 20 механизмов зажима. В конце хода каретки 7 оси заготовок совмещаются с осями матриц следующих позиций автомата, после чего, осуществляется выстой каретки 7, с зажатыми заготовками, обеспечиваемый за счет перемещения ролика 21 по цилиндрической поверхности кулачки 2 с максимальным радиусом. После заталкивания заготовок в соответствующие матрицы автомата пуансонами, установленными на штамповочном ползуне, на величину, обеспечивающую их устойчивое положение, происходит разжима рычагов 20 механизмов зажима, осуществляемый при неподвижной каретке 7. Разжим рычагов 20 механизмов зажима происходит при перемещении ролика 22 с минимального радиуса кулачка 3 на максимальный, при этом рычаг 5 поворачивается против часовой стрелки, а тяга 8 и штанга 9 перемещаются влево. В результате этого, упоры 10 воздействуют на ползушки 13 которые посредствам пальцев 14, рычагов 15, валов 16, 18 и зубчатых секторов 17 и 19 разжимают рычаги 20, которые освобождают заготовки. После этого, через некоторую выдержку времени, каретка 7 с механизмами зажима возвращается в исходное положение, что обеспечивается за счет перемещения ролика 21 по поверхности кулачка 2 с максимального радиуса на минимальный и повороту рычага 4 против часовой стрелки и перемещению тяги 6 влево под действием пружины 11. В это время тяга 8 и штанга 9 ос-таются неподвижными относительно каретки 7, поскольку ролик 22 перемещается по по-верхности кулачка 3 с минимального радиуса на максимальный, что приводит к повороту рычага 5 против часовой стрелки, в результате чего тяги 6 и 8 синхронно перемещаются влево. На этом цикл работы переноса заканчивается.
Недостатками рассмотренной конструкции механизма переноса являются:
− большая масса каретки, имеющей коробчатую форму, во внутренней полости ко-торой размещен механизм управления зажимными рычагами,
− нежесткая конструкция рычагов передающих движение от кулачка к ведущим тя-гам за счет наличия промежуточных валов,
− наличие зазоров в зацеплении зубчатых секторов, которые односторонне выбира-ются при реверсивной работе зажимных рычагов, что влияет на динамику и точ-ность работы механизмов зажима заготовки,
− силовое замыкание кулачковых механизмов, вызывающее отрыв ролика от по-верхности кулачка при высоких скоростях работы механизма.
Указанные недостатки в конструкции рассмотренного механизма переноса свиде-тельствуют о том, что его надежная работа может быть обеспечена, только при произво-дительности МША не более 60 – 80 ход/мин (в зависимости от типоразмера).

2, 2 Механизм перемещения каретки переноса.

        Конструкция механизма перемещения каретки в значительной степени зависит от места расположения и типа управляющего кулачка, что определяется кинематической схемой привода вспомогательных механизмов МША. Существуют две принципиально отличные кинематические схемы автоматов, которые предусматривают:
− наличие продольного распределительного вала с коническими зубчатыми колеса-ми на обоих концах, на котором установлены кулачки привода механизма реза и механизма переноса (см. Рис. 3),
− наличие системы цилиндрических зубчатых колес соединяющих поперечные       кулачковые валы с приводом (см. Рис. 4)

Рис. 3 Кинематическая схема МША с продольным распределительным валом

          МША выполненный по первой схеме содержит двигатель 1 главного привода, который через шкивы 2, 3 (шкив 3 является маховиком) передает вращение коленчатому валу, 4, который через шатун 5 сообщает возвратно – поступательное движение штамповочному ползуну 6 несущему пуансоны, а на противоположном конце кривошипного вала 4 закреплено зубчатое колесо 7, которое за счет зацепления с зубчатым колесом 8 сообщает вращение промежуточному валу 14, а на последнем установлено коническое зубчатое колесо 15, передающее через коническое зубчатое колесо 16 вращение продольному распределительному валу 9. На последнем установлены кулачок 10 привода механизма реза и кулачок 11 привода механизма переноса (привод зажимных рычагов механизма переноса на схеме условно не показан), а также коническое зубчатое колесо 17, которое через коническое зубчатое колесо 18 сообщает вращение поперечному кулачковому валу 12, на котором установлены кулачки 13 привода механизма выталкивания из матриц и кулачок 25 привода механизма подачи исходной заготовки (проволоки). Кулачок 10 привода механизма реза через рычажный механизм 19 кинематически соединен с ползуном реза 20, кулачок 11 привода механизма переноса через рычажно – зубчатый механизм 21 кинематически связан с кареткой 22 механизма переноса, а кулачок 13 привода механизма выталкивания связан через рычажный механизм 23 кинематически связан в толкателями 24.
В данном случае привод каретки механизма переноса осуществляется от   цилиндрического кулачка расположенного на продольном распределительном валу через рычажный, или рычажно – зубчатый механизм.

Рис. 4 Кинематическая схема МША, в котором поперечные кулачковые валы соединены цилиндрическими передачами

        МША выполненный по второй схеме содержит двигатель 1 главного привода, который через шкивы 2, 3 (шкив 3 является маховиком), передает вращение коленчатому валу 4, который через шатун 5 сообщает возвратно – поступательное движение штамповочному ползуну 6 с пуансонами, а на противоположном конце кривошипного вала 4 закреплено зубчатое колесо 7, которое за счет зацепления с зубчатым колесом 8 сообщает вращение промежуточному валу 9, на котором установлено зубчатое колесо 10, а последнее за счет зацепления с зубчатым колесом 11 передает вращение промежуточному валу 12. На последнем установлен кулачок 13 привода механизма реза и звездочка 14, передающая вращение звездочке 15 закрепленной на валу 16, на котором установлен кулачок 17 привода механизма переноса (кулачки управления механизмами зажима заготовки,    установленные на валу 16 условно не показаны). Зубчатое колесо 11 за счет зацепления с зубчатым колесом 18 сообщает вращение кулачковому валу 19, на котором установлены кулачок 20 привода механизма выталкивания из матриц и эксцентрик 21 привода механизма подачи исходной заготовки (проволоки). Кулачок 13 посредствам рычажного механизма 23 кинематически связан с ползуном 24 механизма реза, кулачок 17 посредствам рычаж-ного механизма 25 кинематиченски связан с кареткой механизма переноса, а кулачок 20 посредствам рычажного механизма 27 кинематически связан с толкателями 28.
В данном случае привод каретки механизма переноса осуществляется от торцевого кулачка (улиты) расположенного на поперечном волу.
Рассмотрим конструктивные особенности привода перемещения каретки механизма переноса при расположении кулачков на продольном и поперечном валах.

Рис. 5 Конструкция механизма переноса для изделий типа гаек с приводом от кулачка расположенного на продольном распределительном валу МША.

          На Рис. 5 показана конструкция механизма переноса для изделий типа гаек с приводом от кулачка расположенного на продольном распределительном валу МША. Он содержит двухпрофильный кулачок 3, закрепленный на распределительном валу 2, который установлен на подшипниках качения в станине 1, трехплечий рычаг 4 с роликами 5, шарнирно установленный на оси 6, закрепленной на станине 1, тягу 7, один конец которой шарнирно соединен с ведомым плечом 14 рычага 4, а второй с кареткой 8 механизма переноса, с установленными на последней механизмами зажима заготовки 11, а последняя на цилиндрических скалках 9 установлена с возможностью поступательного перемещения в кронштейне 10. Двухпрофильная форма кулачка 3 позволяет осуществить кинематическое замыкание кулачкового механизма, при котором во время прямого и обратного хода рычаг 4 перемещается принудительно и каждый из его роликов 5 установленных на ведущих плечах 12 и 13 рычага 4 постоянно находятся в контакте с соответствующим профилем кулачка 3. Это позволяет максимально приблизить фактический цикл работы механизма переноса к теоретической циклограмме работы автомата, что очень важно, поскольку он работает в динамическом режиме и влияние возникающих при этом сил инерции должно компенсироваться жесткостью кинематической цепи привода механизма. Рычаг 4 установлен на неподвижной оси 6 посредствам подшипников скольжения 15 и зафиксирован в осевом направлении торцевой шайбой 16, а ролики 5 посредствам подшипников скольжения 17 шарнирно установлены на ступенчатых осях 18, которые крепится в ведущих плечах 12 и 13 рычага 4 посредствам ригелей 19. Тяга 7 соединена с ведомым плечом 14 рычага 4 и кареткой 8 посредствам подшипников типа ШС по ГОСТ 3635 – 72, что обеспечивает компенсацию качания рычага 4 в вертикальной плоскости, а каретки 8 в горизонтальной плоскости. Для регулировки величины хода каретки 8 механизма переноса в ведомом плече 14 рычага 4 выполнен паз 20, в котором расположена ползушка 21, шарнирно соединенная с тягой 7, при этом ее радиальное положение в пазу, обеспечивающее изменение дины плеча 14 рычага 4, регулируется посредствам резьбовой втулки 25 и фиксируется бортом 24. При поступательном движении каретка 8 для гарантированного удержания заготовки обязательно должна отходить от зеркала матричного блока в сторону штамповочного ползуна на некоторую величину (смешаться в направлении оси штамповки). Для этого на каретке 8 посредствам подшипников скольжения 36 и оси 37 шарнирно установлен ролик 35, который при ее поступательном движении обкатывается по плоскому кулачку 33 закрепленному на неподвижной плите 34 осевое положение которой регулируется, а в горизонтальных расточках кронштейна 10 установлены два ступенчатых стакана 26, опорная поверхность которых расположена в подшипниках скольжения 27, установленных в неподвижном корпусе 28 механизма переноса. В каждом стакане посредствам скалок 32 установлены пружины 31 , постоянно прижимающие ролик 35 к кулачку 33, а их усилие регулируется гайками 29 установленными на резьбовых концах скалок 32, которые закреплены на неподвижном кронштейне 30 механизма переноса.
Работает привод каретки механизма переноса следующим образом. При вращении вала 2 вместе с кулачком 3 рычаг 4 совершает качательное движение, которое за счет наличия тяги 7, совершающей плоско – параллельное движение, преобразуется в возвратно поступательное движение каретки 8 по направляющим 9, вместе с механизмами зажима 11, осуществляя, таким образом, перенос заготовок с предыдущей позиции на последующую. В процессе движения, шарнирно установленный на каретке 8 ролик 35 обкатывается по неподвижному плоскому кулачку 33, в результате чего, кронштейн 10 вместе с кареткой 8, преодолевая усилие пружин 31, в начале движения отходит от матричного блока в сторону штамповочного ползуна, а затем при подходе к последующей позиции приближается к нему. При движении в обратном направлении пружины 31 заставляют каретку 8 двигаться в обратом порядке.
Недостатками данной конструкции привода механизма переноса являются:
− значительная масса каретки механизма переноса,
− дополнительное сопротивление перемещению каретки вызываемое трением ролика о кулачок, к которому он постоянно поджат пружинами,
− высокие требования к точности изготовления рабочих поверхностей сдвоенного кулачка привода каретки механизма переноса.

В полной версии книги приведены примеры конструктивного
исполнения приводов каретки механизма переноса (см. таб)

2.3. Механизм зажима переносимых заготовок.

Основным фактором, определяющим конструкцию механизма зажима переносимых заготовок является форма заготовки, а точнее отношение ее диаметра к длине. Поэтому все типы механизмов зажима заготовки можно разделить на три типа, это механизмы для зажима стержневых заготовок, у которых l > 3d, для деталей типа гайки, у которых l ≤ 3d, и механизмы зажима для деталей оригинальной формы, которые могут иметь конструктивные особенности двух первых типов механизмов, а также оригинальные конструктивные элементы. При этом, основной конструктивной особенностью механизмов зажима для стержневых заготовок является значительная величина раскрытия зажимных губок, достигаемая за счет увеличенной длины ведомых плеч этих рычагов, а основной конструктивной особенностью механизмов зажима для деталей типа гаек является дополнительное отведение зажимных рычагов от зеркала матричного блока и их разворот на угол 180 град, при переносе заготовок с предыдущей позиции на последующую.

В полной версии книги приведены примеры конструктивного
исполнения механизмов зажима заготовок (см. таб)

2.4. Рекомендации по проектированию механизма переноса

Проектирование механизма переноса начинается с выбора его конструктивной схемы, которая зависит от следующих факторов:
– кинематическая схема МША,
– тип переносимой заготовки (отношение длины к диаметру) и ее масса,
– технологический процесс изготовления штампуемой детали, определяющий форму и размеры заготовки после каждого технологического перехода,
– производительность МША и циклограмма работы механизма переноса.
Кинематическая схема автомата (см. Рис. 3, 4), определяет, прежде всего, место расположения кулачков являющихся ведущим звеном привода каретки механизма переноса и механизмов зажима заготовок, а также место расположения рычажного механизма преобразующего вращение кулачка в поступательное, или плоско – параллельное движение каретки вместе с механизмами зажима (см. Рис.5, 8). При этом, конструкция механизма зажима заготовки и механизма управления им в определяющей степени зависит от типа, размеров и формы переносимой заготовки и прежде всего отношения ее длины к диаметру. Основное отличием конструкции механизмов переноса для деталей стержневого типа от механизма переноса для деталей типа гайки состоит в том, что в первом случае управление раскрытием зажимных рычагов с губками осуществляется кулачком и производится в соответствии с циклограммой работы автомата (см. Рис. 17), а во втором случае разведение зажимных рычагов, которые, как правило, совмещены с губками осуществляется или штампуемой заготовкой, или пуансоном (см. Рис. 18). При этом сведение зажимных губок в обоих случаях осуществляется пружиной соединяющей их. Кроме того в большинстве случаев механизмы зажима для коротких заготовок, типа гайки, при переносе осуществляют поворот на угол 180 град, для чего в их конструкцию вводятся дополнительные элементы (см. Рис. 5,18, 19).
Поскольку детали привода каретки и зажимные рычаги с губками механизмов зажима в процессе работы механизма переноса движутся с большими скоростями, в конечных точках своей траектории они испытывают значительные динамические нагрузки, вызывающие удары и вибрации, которые невозможно полностью исключить, даже при профилировании переходных участков кулачков по закону cos. Поэтому в конечных положениях каретки механизма переноса могут устанавливаться демпфирующие устройства (см. Рис. 22)
На Рис. 22 показана конструкция каретки механизма переноса оснащенной демпфирующими устройствами. Для этого каретка 2 механизма переноса, расположенная в направляющих кронштейна 1 закрепленного на верхней плоскости станины и соединенная с приводом посредствам тяги 5 оснащена бонками 6, с которыми при подходе каретки к крайним положениям взаимодействуют демпфирующие устройства. Каждое демпфирующее устройство включает упорный винт 7, установленный с возможностью регулировки в резьбовом отверстии планки 8, и зафиксирован в ней с помощью гайки 9, при этом, планка 8, установлена на штанге 10 закрепленной на торце кронштейна 1 и закреплена посредствам гайки 13 на подвижной в осевом направлении штанге 11 подпружиненной пружиной 12.
Работают демпфирующие устройства следующим образом. При подходе каретки 1 к крайнему положению ее бока 6 упирается в винт 7 и ему передается усилие сообщаемое каретке приводом, в результате чего винт вместе с планкой 8 и штангой 11, которая при этом начинает сжимать пружину 12, смещаются в сторону движения каретки. Усилие сжатия пружины 12 действует в направлении противоположном движению каретки 2 и таким образом гасит действующие на нее инерционные нагрузки, что позволяет свести к минимуму ускорение каретки и соответственно силы инерции вызывающие удары и вибрации возникающие в конце ее хода.

ЛИТЕРАТУРА

1. Игнатьев Н П Справочно – методическоепособие. Проектирование механизмов. Азов 2015г.
2. Шаронов К. С. Проектирование кулачковых механизмов с учетом износа профиля Машиноведение 1965 г №3

3 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.

3.1 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 установлен-ных на основании 1. На наружных штангах решетки 2 посредствам кронштейнов 11 уста-новлены пневмоцилиндры 12, на штоках которых закреплены боковые стенки 13, имею-щие возможность контактировать с формами 16, установленными на конвейер. Для про-дольного 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, кото-рый 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 книги приводится 8 примеров конструктивного исполнения механических схватов (см. Рис.в таб.)

3.2 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. 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.

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

            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 книги приводится 5 примеров конструктивного исполнения механических схватов (см. Рис.в таб.)

 

3.3 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 послед- ним 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 про-межуток времени, величина которого определяется продолжительностью выполнения технологических операций на рабочих местах поточной линии, в которую встроен шаго-вый конвейер, цикл его работы повторяется.

В данном разделе полной версии книги приводится 4 примера конструктивного исполнения механических схватов (см. Рис.в таб.)

3.4 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 расположен-ных перпендикулярно друг к другу и образующих при этом замкнутый контур, при этом они могут иметь, как индивидуальный, так и общий привод. В места схождения состав-ляющих 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 движе-ния этого изделия. Рассмотрим примеры конструктивного выполнения горизонтально замкнутых шаговых конвейеров. На Рис. 21 показана конструкция горизонтально замкну-того шагового конвейера с прямоугольной траекторией движения с устройствами переук-ладки одновременно являющимися приводом составляющих конвейеров. Он содержит установленные на раме 5 четыре шаговых конвейера 1 – 4, попарно расположенных пер-пендикулярно 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 переукладки 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.

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

        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 книги приводится 3 примера конструктивного исполнения механических схватов (см. Рис.в таб.)

3.5 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.

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 шград 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〗^0 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〗^0 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 книги приводится 4 примера конструктивного исполнения механических схватов (см. Рис.в таб.)

3.6 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 оснаща-ются дополнительными устройствами, или создаются полностью оригинальные конструк-ции 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 шаго-вых конвейеров.
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.

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

            Работает конвейер следующим образом. При вращении кулачкового вала 7 подвиж-ные штанги 4, взаимодействуя с соответствующими кулачками 6, совершают поперемен-ное возвратно – поступательное движение. При подъеме подвижных штанг 4 транспорти-руемые детали (валы), находящиеся в гнездах стоек 1 неподвижной рамы сначала подни-маются, а затем перекатываются по наклонным поверхностям вилок 3 в гнезда следующих позиций рам. За счет углового смещения кулачков 6 штанги 4 поднимают транспортируемые валы не одновременно, а последовательно, что позволяет уменьшить потребный крутящий момент на приводном валу 7 и как следствие мощность привода конвейера.

В данном разделе полной версии книги приводится 7 примеров конструктивного исполнения механических схватов (см. Рис.в таб.)

 

3.7 Рекомендации по проектированию шаговых конвейеров.

3.7.1 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 переме-щаемых конвейером предметов,
− величина шага конвейера и количество рабочих мест технологической линии со-единяемых конвейером,
− расположение на производственном участке оборудования и общая протяжен-ность 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 ша-гом не более 3 – 5 метров на расстояние до 10 метров (см. Рис. 33). Цепные шаговые кон-вейеры 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 выполне-
ния задачи на проектирование.
Наличие конкретных технических требований и ограничений к условиям транспор-тирования, связанные, например, со спецификой транспортируемых предметов, или тра-екторией их перемещения оказывают существенное влияние не только на конструкцию исполнительного механизма шагового конвейера (см. Рис. 34), но и приводят к необхо-димости 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)

3.7.2 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,

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.

4 Транспортные межоперационные и загрузочные роторы

Данный вид транспортных устройств применяется в автоматических роторных линиях для передачи изделий (заготовок, деталей) с одного рабочего ротора на другой, а также для загрузки рабочего ротора заготовками и перемещения готовых изделий в тару.
Для выполнения своих функций транспортный межоперационный ротор в общем случае содержит вертикально установленный с возможностью вращения в подшипниках ста-нины вал с закрепленными на нем ведущим зубчатым колесом и барабаном, в радиальных расточках (пазах) которого установлены несущие органы, используемые для непосредственного размещения и удержания при переносе транспортируемые изделия.

Рис. 1 Вариант конструкции транспортного межоперационного ротора для передачи цилиндрических заготовок с вертикальной осью.

            На Рис. 1 показан вариант конструкции транспортного межоперационного ротора для передачи цилиндрических заготовок с вертикальной осью. Он содержит вал 1 установленный посредствам подшипников качения 2 в стакане 3 закрепленным в станине 4 ро-торной линии, при этом, на валу посредствам шлицевого соединения закреплено зубчатое колесо 5, кинематически связанное с приводом рабочих роторов, а с помощью муфты с «мышиным зубом» 6 закреплен, с возможностью регулировки углового по-ложения, бара-бан 7, а в его радиальных расточках установлены несущие органы 8. Каждый несущий орган, установленный на периферии подпружиненного пружиной 9 ползуна 10, содержит механизм зажима переносимого изделия, включающий зажимные губки 12, шарнирно           установленные с помощью осей 13 и подпружиненные пружинами 14 и жесткий упор 15, выполненный за одно с ползуном 10, который определяет радиальное положение переносимой заготовки 16. На верхнем торце блока 7 установлен ограничитель11, определяющий крайние радиальные положения ползуна 10, а также угловое положение последнего относительно горизонтальной оси, последнее особенно важно для правильного расположения губок механизма зажима относительно заготовки. В блоке 7 транспортного ротора равномерно по окружности располагается комплект несущих органов 8, количество которых зависит от конструктивных особенностей рабочих роторов, а также производительности и планировки роторной линии.
Транспортный загрузочный ротор отличается от межоперационного ротора тем, что осуществляет забор заготовки, находящейся в неподвижном лотке загрузочного устройст-ва, например бункера, кроме того, загрузочный ротор может оснащаться дополнительны-ми устройствам, для выполнения вторичной ориентации деталей имеющих более сложную форму.

Рис.2 Вариант конструкция загрузочного ротора.

         На Рис.2 показан вариант конструкция загрузочного ротора. Он содержит вал 1 посредствам подшипников 2 установленный в корпусе 3, который закреплен на станине 4 роторной линии, при этом на валу с помощью муфты с мышиным зубом закреплено зуб-чатое колесо 5 кинематически связанное с приводом рабочих роторов, а посредствам шпоночных соединений установлены сборные барабаны 6 и 7. В барабане 6 выполнены вертикальные расточки, в которых установлены штанги 8 с роликами 9, взаимодействующими пазами кулачковой втулки 10 запрессованного в отверстие буксы 11барабана 6. Барабан 7 состоит из ступицы 12 и двух дисков 13 жестко соединенных между собою, при этом в вертикальные расточки дисков запрессованы направляющие втулки 15, в отверстиях которых расположены штанги 8, являющихся осями на которых шарнирно установлены ступицы 14 несущих органов 16 с механизмами зажима переносимых заготовок, для регулировки вертикального положения которых, между дисками 13 и торцами ступиц 14 несущих органов установлены кольца 17. Кроме того на боковой поверхности ступиц 14 каждого несущего органа 16 выполнены винтовые пазы 15, с которыми взаимодействуют штифты 19 запрессованные в штанги 8. Забор заготовок 21 осуществляется несущими органами 16 из неподвижно установленного лотка 20 с отсекателем 22.
При вращении вала 1 вместе с барабанами 6 и 7 штанги 8 за счет взаимодействия их роликов 9 с пазами кулачковых втулок 10 начинают совершать циклические возвратно – поступательные движения, при котором их штифты 18, взаимодействуют с винтовыми пазами 19 выполненными на боковой поверхности ступиц 14 несущих органов. Форма паза в кулачковой втулке 10 и форма винтовых пазов 19 спрофилированы таким образом, что при подходе к неподвижному лотку 20 за счет вращения в различные стороны барабана 7 и ступицы 17, на которую воздействует штифт 18 соответствующей штанги 8, скорость перемещения несущего органа 16 с механизмом зажима относительно заготовки 21, выданной из лотка 20 отсекателем 22 близка к нулю. Это обеспечивает гарантированный захват заготовки. После прохождения места забора заготовки штанга 8, управляющая данным несущим органом, начинает подниматься и ее штифт 18 за счет контакта с винтовым пазом 19 возвращает в нормальное (радиальное) положение, в котором осуществляется транспортирование и передача заготовки 21 рабочему ротору.

4.1 Межоперационные транспортные роторы

Транспортный межоперационный ротор (см. Рис. 1), предназначенный для передачи между рабочими роторами вертикально расположенной жесткой цилиндрической заготовки, без изменения ее положения и плоскости транспортирования, имеет достаточно простую и чаще всего используемую конструкцию, которая предусматривает, выполнение механизма зажима заготовки несущего органа в виде двух подпружиненных губок, снабженных заходными участками и охватывающими заготовку более чем на половину окружности. Такая конструкция механизма зажима заготовки обеспечивает их гарантированное раскрытие и захват заготовки из первого рабочего ротора при радиальном перемещении плунжера несущего органа от центра транспортного ротора к периферии и свободный выход заготовки из зажимных губок, при ее передаче второму рабочему ротору. При этом, для гарантированного забора заготовки усилие ее удержания в первом рабочем роторе должно быть меньше чем усилие сведения зажимных рычагов, а для гарантированной передачи заготовки усилие ее удержания во втором роторе должно быть больше усилия разведения зажимных губок. Помимо рычажного механизма зажима несущий орган может оснащаться и другими типами механизмов для захвата, переноса и передачи изделия, в том числе с пневматическими, гидравлическими, магнитными и вакуумными. В общем случае на конструкцию несущего органа и его механизма зажима заготовки оказывают влияние следующие факторы:
− размеры, масса, форма и жесткость переносимого изделия,
− необходимость изменения положения снятой с первого рабочего ротора детали при ее установке во второй рабочий ротор,
− различная высота расположения детали в первом и втором рабочем роторе, между которыми осуществляется ее перенос,
− разница шагов между несущими органами в рабочих и транспортном роторе.
Рассмотрим особенности конструктивно исполнения различных типов несущих ор-ганов и механизмов зажима заготовки межоперационных транспортных роторов.

Рис. 3 Конструкция транспортного ротора с жестко за-крепленными несущими органами.

   На Рис. 3 показана конструкция транспортного ротора с жестко закрепленными несущими органами. Он содержит вертикальный вал 1, установленный посредствам под-шипников качения и стакана 2 на станине 3 ротора, на котором крепится приводное зуб- чатое колесо 4, кинематически связанное с ответным зубчатым колесом технологического ротора, а также установлен барабан 5 с в радиальных расточках которого установлены зафиксированными посредствам шпонок 10 ползуны 6 несущих органов, оснащенных ме-ханизмами зажима 7 переносимых заготовок 8. Кроме того, ротор оснащен механизмом регулировки углового положения барабана 5 с несущими органами, который устанавливается между валом 1 и барабаном, и представляет собою муфту с «мышиным зубом», которая включает ведущую полумуфту 12, установленную на валу 1 посредствам шлицевого соединения, свободно установленную на валу 1 промежуточную втулку 11 с зубьями, нарезанными на ее обоих торцах, которые зацепляются с зубьями ведущей полумуфты и зубьями 9 выполненными на нижнем торце барабана 5, также свободно установленного на валу 1, при этом фиксация осевого положения деталей муфты осуществляется гайками 13, установленными на нижнем резьбовом конце вала 1. Регулировка углового положения барабана транспортного ротора, которое необходимо для обеспечения совпадения при встрече оси несущего органа транспортного ротора и оси инструментального блока технологического ротора, выполняется за счет относительного углового смещения барабана 5 и ведущей полумуфты 12, которое выполняется за счет углового поворота промежуточной втулки 11 и барабана 5.

В полной версии книги приведено 25 примеров конструктивного исполнения
различных транспортных межоперационных роторов (см. таб.)

 

4.2 Загрузочные транспортные роторы

Как уже говорилось ранее, для гарантированного захвата изделия из неподвижного питателя необходимо обеспечить движение соответствующего несущего органа с окруж-ной скоростью близкой к нулю. В этом случае нет необходимости переталкивателю, по-дающему изделие из питателя (лотка, трубы) в механизм зажима несущего органа ротора, сообщать высокую скорость. Рассмотрим несколько примеров конструктивного исполне-ния загрузочных роторов оснащенных устройствами для замедления окружной скорости несущего органа в момент захвата изделия из неподвижного питателя.

Рис. 28 Конструкция загрузочного ротора, в котором снижение скорости несущего органа в момент забора изделия обеспечивается за счет поворота его
несущего органа на некоторый угол вокруг оси ведущего вала.

         На Рис. 28 показана конструкция загрузочного ротора, в котором снижение скорости несущего органа в момент забора изделия обеспечивается за счет поворота его несущего органа на некоторый угол вокруг оси ведущего вала. Он содержит вертикальный вал 1 установленный посредствам подшипников качения 2 в корпусе ротора 3 и кинематически связанный с приводом роторно – конвейерной посредствам закрепленного на нем зубчатого колеса (зубчатое колесо на Рис. 23 не показано). На валу 1 посредствам шпоночного соединения установлен барабан 4, а в его открытых пазах 16, выполненных в виде сектора, расположены коромысла 5 шарнирно установленные на цапфе вала 1 и закрытые сверху крышкой 6, при этом в радиальных отверстиях коромысел 5 установлены подпружиненные пружинами 7 ползуны 8 несущих органов с механизмами зажима 8, при этом каждый ползун 5 снабжен остью 10, на которой шарнирно установлен ролик 11, находящийся в постоянном контакте с кулачком 12 , который закреплен посредствам промежуточного фланца на корпусе 1 ротора. Кроме того, в каждом коромысле 5 установлена подпружиненная пружиной 15 ось 13, имеющаяся возможность при качании коромысла перемещаться в радиусном пазу 14, который выполнен в крышке 6. Питатель 17 снабжен упором 18, который в момент захвата изделия взаимодействует с механизмом зажима 9 соответствующего несущего органа ротора.
Работает ротор следующим образом. При вращении вала 1 ротора вместе с барабаном 4 ползуны 5 его несущих органов, будучи прижатыми пружинами 15 к стенке секторного паза 16, расположены в строго радиальном положении. При подходе к питателю 17 плунжер 8 соответствующего несущего органа взаимодействует с упором 18 и сначала останавливается, а затем, преодолевая усилие пружины 15, начинает поворачиваться вокруг оси вала 1 ротора в направлении противоположном вращению барабана 4. В этот момент окружная скорость механизма зажима 9 установленного ползуне 8 практически равно нулю и переталкиватель вводит изделие расположенное в питателе 17 между губка-ми механизма зажима 9, которые фиксируют его положение. После поворота коромысла 4 с зажатым изделием на некоторый угол ползун 5 сходит с упора 18, а пружина 15 возвращает коромысло в радиальное положение, в котором оно вместе с барабаном 4 продолжает вращение в том же направленни. При подходе к рабочему ротору ролик 11 попадает во впадину кулачка 12, в результате чего ползун 8 под действием пружины 7 смещается в радиальном направлении и осуществляет передачу изделия.

В полной версии статьи приведено 9 примеров конструктивного исполнения
различных транспортных загрузочных роторов (см. таб.)

 

В полной версии книги даются рекомендации по проектированию транспортных и загрузочных роторов

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Игнатьев Н. П. Справочно – методическое пособие. Проектирование Механизмов Азов 2015г.
2. Клусов И. А. Технологические системы роторных машин М. Машиностроение 1976г
3. Коусов И. А. Автоматическое роторные линии М. Машиностроение 1987г
4. Кошкин Л. Н. Комплексная автоматизации производства на базе роторных ли-ний. Л. Машиностроение 1972г
5. Кошкин Л. Н. Роторные и роторно – конвейерные линии. М. Машиностроение 1982г

 

 

Полная версия книги содержит 238 страниц текста и 144 рисунка с подробным описанием конструкции 

 Для приобретения книги сбиросьте ее в корзину

С оимость книги 750 руб