Бункерные загрузочные приспособления и расчет их параметров

В бункерных загрузочных приспособлениях запас деталей размещается в емкостях (бункерах) коробчатой формы. Из емкости (бункера) детали поступают в накопитель в ориентированном положении. Бункерные загрузочные приспособления применяют для загрузки станков различными деталями: поршневыми пальцами, шкворнями, втулками, кольцами, клапанами, болтами, винтами, гайками, колпачками и т. д.

Рис. 11.9. Схема расположения сил, действующих на стенки корпуса бункера

Бункер — это емкость (тара), служащая для размещения штучных деталей. В емкостях бункерных загрузочных устройств имеется плоскость DК обрушения (рис. 11.9), которая пересекает поверхность АВ в зоне бункера под некоторым углом b. Плоскостью обрушения называют такую плоскость, по которой происходит обрушение материала при удалении стенки АD бункера. Расстояние между точками - А и K

,

где b = (j /2) + 45° — угол, заключенный между плоскостью обрушения DК и дном DС емкости бункера, град; j — угол между плоскостью естественного откоса DМ и дном DС емкости бункера, град; h — высота емкости бункера для загрузки штучными деталями металлорежущих станков; принимают h = m/4 (m — длина емкости бункера), мм.

В емкости бункера имеется плоскость DМ естественного откоса. Плоскостью естественного откоса называют плоскость, по которой располагают детали, загружаемые в емкость кучей (навалом).

Детали, размещаемые между плоскостью обрушения DК и вертикальной стенкой АD емкости бункера, образуют клин АDК, который давит на стенки бункера.

Вертикальное давление p_у (см. рис. 11.9) на горизонтальную плоскость, находящуюся на расстоянии у, от верхней плоскости АВ загрузки бункера сыпучими материалами, определяется как гидростатическое давление:

,

где q — давление сыпучего материала, кг/см2.

Горизонтальное (боковое) давление на вертикальную плоскость емкости бункера на расстоянии у от верхней плоскости АВ определяется как результат действия клина, нагруженного весом Q:

.

Следовательно, горизонтальное давление р_x. пропорционально вертикальному давлению р_у на определенной высоте и составляет его часть, определяемую коэффициентом R:

.

Полное давление [кг(н)], действующее на вертикальную стенку бункера,

.

Толщина стенок бункера

мм,

где Q — вес загруженных деталей, находящихся в плоскости клина АDК, кг.

По конструкции бункера бывают с одной емкостью для размещения и выдачи запаса деталей (рис. 11.10, а, г, д) и двумя емкостями, соединенными между собой (рис. 11.10, б, в). Одну емкость — предбункер — используют для размещения основного запаса деталей, а вторую — собственно бункер — для выдачи деталей на станок. Детали из предбункера в бункер перемещаются под действием собственного веса.

Обычно емкость бункерного загрузочного приспособления во время работы неподвижна, но встречаются бункерные загрузочные устройства с вращающимися бункерами.

Бункера изготавливают литыми из чугуна и алюминия или сварными из листовой стали. Объем бункера (его емкости) (см3) зависит от количества деталей, требуемых для бесперебойной работы загрузочного устройства в течение заданного промежутка времени:

или ,

где V_д – объем одной детали, см³; Т – промежуток времени непрерывной работы бункерного загрузочного устройства между двумя очевидными загрузками, мин; t_шт – штучное время обработки одной детали на станке, мин; q = 0.4¸ 0.6 – коэффициент объемного заполнения емкости бункера в зависимости от формы загружаемых деталей; Q = V_бq/V_дТ — средняя производительность бункерного загрузочного устройства, шт/мин.

Бункера с ножевыми захватами. Ножевой захват расположен последовательно по отношению к лотку-накопителю (рис. 11.11,а) или параллельно к лотку-накопителю (рис. 11.11,б). В бункерах с параллельным ножевым захватом может быть один или два ножевых захвата. Бункера с последовательным ножевым захватом имеют не большую производительность и применяются редко. В этих бункерам ножевой захват, находясь в нижней части бункера, захватывает небольшое количество деталей и поднимает их вверх до уровня лотка-накопителя. В верхнем положении захват задерживается на небольшое время, чтобы детали, находящиеся на нем, последовательно перемещались и смогли соскользнуть в лоток-накопитель.

Бункера с параллельным расположением ножевого захвата относительно лотка-накопителя более производительны. В таких бункерах ножевой захват, захватив в нижней части бункера детали, поднимает их вверх к лотку-накопителю. В верхнем положении захвата все детали одновременно соскальзывают с его плоскости на лоток-накопитель, расположенный параллельно захвату. Затем захват движется вниз, снова захватывает небольшое количество деталей, поднимает вверх и сбрасывает в лоток-накопитель и т. д.

Производительность бункеров с последовательным расположением ножевого захвата относительно лотка-накопителя примерно 90 ¸ 110деталей в минуту; с параллельным расположением захвата — 450 ¸ 550 деталей в минуту (деталей типа винтов, болтов, гаек). Ножевые захваты в бункерах движутся от кривошипного вала с кулачками, расположенными под углом 180°, или от других устройств.

Детали, поданные из бункера в лоток-накопитель, перемещаются дальше самотечным, полусамотечным или принудительным способами транспортирующими устройствами, которые также являются и накопителями.

Самотечные транспортные устройства применяются для перемещения деталей, допускающих удары, полусамотечные и принудительные

транспортные устройства — для деталей, между которыми удары недопустимы и их движение должно быть равномерным.

В бункерах последовательного действия рабочая площадь ножа располагается под углом a к горизонтальной плоскости. Если детали с поверхности ножа движутся в лоток качением, то угол a <= 20°, а если скольжением, то a = 45° (Н — ход ножа бункера).

Ширину В бункера с ножевым захватом принимают в зависимости от наибольшего размера загружаемых в бункер деталей.

Для бункеров последовательного и параллельного действия с боковым ножевым захватом ширина В = (8 ¸ 10) /; с ножевым захватом, расположенным в центре, В = (12 ¸ 15) l (где l — длина детали, мм).

Глубина бункера зависит от длины L - рабочей поверхности ножа, для загружаемых деталей h = (1/4 ¸ 1/3) L.

Длина рабочей поверхности ножа зависит от длины, загружаемых деталей: L = (7 ¸ 10) l.

Число двойных ходов в минуту ножа-захвата n_x = v/(L_p).

Производительность (шт/мин) бункера с ножевым захватом

,

здесь v — скорость перемещения деталей в рабочей зоне станка, обслуживаемого бункером, м/мин; р = 0,5 ¸ 0,7 — коэффициент вероятности захватывания ножом деталей из бункера, зависящий от формы и размеров деталей; z = 1 или 2 — число ножей в бункере.

Мощность (квт) электродвигателя для перемещения ножа-захвата

Бункера с трубчатыми захватами.

Такие бункера применяются для захвата и ориентации мелких деталей трубкой бункера.

Рис. 11.12. Бункер с подвижным трубчатым захватомдеталей

На рис. 11.12 показан трубчатый бункер с возвратно-поступательно движущимся трубчатым захватом и неподвижным корпусом 3 бункера. В нижней части корпуса 3 бункера запрессована втулка 4, внутри которой свободно движется трубчатый захват 2, получающий движение от кривошипного механизма 1, приводимого во вращение от электрического привода. Детали из трубчатого захвата 2 поступают в лоток 5 и затем в питатель или на станок.

Для нормального захвата деталей с отношением L/d = 1,0 ¸ 1,25, где L — длина детали, а d — диаметр детали, на верхней

части захвата 2 имеется скос под углом 30—45^o, чтобы не получилось перекрытия отверстия трубчатого захвата деталями. Для длинных деталей конец трубки изготавливают без скоса.

Коэффициент производительности трубчатого бункера

,

где Н_o — высота слоя деталей в корпусе бункера; l — длина или ширина деталей (наибольший размер).

Диаметр корпуса бункера зависит от длины или ширины l детали

D = (10 ¸ 15)l.

Глубина бункера h = (0,3 ¸ 0,5)D.

Производительность (шт/мин) бункера

.

Мощность (квт) электродвигателя бункера N = 0,005l.

Трубчатые бункера имеют простую конструкцию, надежны в работе, легко переналаживаются на другие типоразмеры деталей. На производстве трубчатые бункерные загрузочные приспособления не получили широкого распространения, так как они могут нормально работать только при определенных оптимальных соотношениях размеров загружаемых деталей и их геометрических форм.

Бункера с двумя полувтулками.

Конструкция бункера с захватно-ориентирующими двумя полувтулками, движущимися возвратно-поступательно вдоль оси, дана на рис. 11.13. Бункер укреплен на кронштейне 1 втулкой 4, на верхнем конце которой на резьбе закреплена втулка 3, являющаяся основанием сварного корпуса 2 бункера. Внутри втулки 4 во вкладышах 5 движутся возвратно-поступательно две полувтулки 6, которые приводятся в движение от рычагов 9, качающихся на осях 10.

Рис. 11.13. Конструкция бункера с захватно-орентирующими двумя подвтулками

Загруженные в бункер детали ворошатся движущимися полувтулками 6 и западают в отверстия между ними. Затем детали проходят по неподвижной втулке 7 в трубчатый лоток 8, по которому детали перемещаются в рабочую зону станка.

При конструировании бункера с полувтулками определяют целый ряд величин.

Величина хода полувтулок бункера

H = (0,8¸ 1)l.

Максимальное число двойных ходов полувтулок в минуту n_max = 4000/H. Число двойных ходов полувтулок больше 300 брать не следует, так как производительность бункера снижается.

Угол наклона стенок корпуса бункера a = 45 ¸ 55°.

Угол конуса дна корпуса бункера a _д = 55 ¸ 65°.

Угол конуса верхней части движущихся полувтулок принимают 45°.

Диаметр отверстия полувтулок при l/d > 1,7

,

где d — диаметр загружаемых деталей; f — коэффициент трения; n₁ — число двойных ходов полувтулок в минуту.

Средняя скорость возвратно-поступательного движения полувтулок v = 70 ¸ 100 мм/сек.

Минимальный диаметр корпуса бункера в его верхней части D = (10 ¸ 12) l.

Глубина (высота) бункера h = D/4.

Зависимость между длиной l и диаметром d деталей, загружаемых в бункер, следующая: l = (1 ¸ 10) d.

Производительность (шт/мин) бункера Q = n_xp, где n_x — фактическое число двойных ходов полувтулок в минуту; р» 0,7 — коэффициент вероятности захватывания деталей, зависящий от отношений l/d загружаемых деталей, числа двойных ходов в минуту и величины хода полувтулок.

Средняя производительность бункера примерно 200 деталей в минуту.

Мощность (квт) электродвигателя привода бункера N = 0,006l.

Бункер с двумя полувтулками служит для подачи на станок небольших стержневых, дисковых или шариковых деталей. Бункер должен загружаться очищенными деталями. В этом бункере не требуется блокировочных устройств; при переполнении трубки или трубчатого лотка 9 бункер прекратит подачу деталей на станок.

Коэффициент равномерности работы бункера m _p = 0,7 ¸ 0,8.

Барабанные бункера.

В загрузочных бункерных приспособлениях (рис. 11.14) с вращающимся барабаном на его внутренней поверхности имеются жестко закрепленные захваты 2 (лопасти). Лоток-накопитель или транспортер размещается внутри барабана. Такие приспособления применяются для загрузки станков деталями небольших размеров различной формы.

Рис. 11.14. Бункерные загрузочныеприспособления с барабаном:

а – цилиндрическим; б - коничееским

Детали, находящиеся в нижней части бункера, захватываются лопастями 2 вращающегося барабана 1 (рис. 11.14, а, б) и перемещаются вверх, где выпадают из лопастей в лоток-накопитель 3. Детали, занявшие правильное положение в лотке 3, перемещаются по лотку самотеком или принудительно в питатель; детали, занявшие неправильное положение в лотке 3, сбрасываются в барабан бункера. Лоток относительно оси вращения барабана располагают в соответствии с траекторией падения деталей при соскальзывании их с лопастей в лоток. Вращение барабана 1 бункера с лопастями бывает непрерывным и прерывистым.

Максимальная производительность барабанных бункеров с непрерывно вращающимся барабаном зависит от величины центробежной силы, которая может так прижать детали к внутренней поверхности барабана, что они перестанут падать с лопастей 2 в лоток-накопитель 3. Коэффициент равномерности подачи деталей из барабанного бункера на станок при постоянном уровне размещения деталей в бункере (m _p = 0,8) и при переменном m _p = 0,6 ¸ 0,7.

Диаметр (мм) барабана бункера зависит от длины загружаемых деталей: D = (8 ¸ 10)l.

Длина (мм) барабана бункера зависит от длины l загружаемых деталей и производительности: L = (5 ¸ 7) l.

Детали размещаются в нижней части вращающегося барабана бункера. Высота слоя деталей в барабане h» 3/4R, где R — радиус барабана бункера, мм.

Во время работы бункера центр тяжести массы деталей, находящихся в барабане, смещается в сторону на величину, х = 0,525.

Крутящий момент, необходимый для преодоления момента от действия веса деталей, находящихся внутри барабана,

М_кр = 0,525Q_дR,

где Q_д — вес деталей, находящихся внутри вращающегося барабана.

Производительность (шт/мин) барабанных бункеров

,

где n — число оборотов барабана в минуту; z — число захватов; L — длина захватов, мм; l — длина загружаемой детали, мм; р — вероятное количество захватываемых деталей одним захватом.

Мощность (квт) электродвигателя для вращения барабана с деталями N = 0,001D, где D — диаметр барабана, мм.

Максимальная скорость вращающегося барабана v_max = 12 м/мин.

Дисковые карманчиковые бункера.

Эти бункера имеют наибольшее практическое применение вследствие высокой производительности. Дисковые карманчиковые бункера используют для загрузки станков гладкими стержневыми деталями с головкой, дисками, кольцами и плоскими деталями. В карманчиковых бункерах (табл. 11.4) в дисках пазы для захвата деталей располагаются по хорде диска перпендикулярно плоскости диска и по радиусу диска. Эти бункера разделяют также по виду ориентации деталей в один или два приема.

Рис. 11.15. Дисковый карманный бункер для захвата, ориентации и подачи деталей

На рис. 11.15 представлен дисковый карманчиковый бункер, применяемый для захвата и ориентации стержневых деталей в один прием. Он имеет неподвижный диск 1, закрепленный на корпусе 4 червячного редуктора 5. Внутри бункера 6 вращается диск 2 с открытыми пазами Б для захвата деталей. На оси 3 червячного колеса редуктора 5 установлен и закреплен диск 2; на наружной поверхности вращающегося диска 2 — жестко лопасти 7 для перемещения деталей и для лучшего заполнения деталями пазов диска 2.

Цилиндрический бункер 6 из листовой стали, крепится под углом 30—45° на неподвижном диске 1. Детали загружаются в бункер на поверхность диска 2. Во время вращения диска 2 лопасти 7 захватывают детали из нижней части бункера и переносят их в зону В. Из зоны В часть деталей, скатываясь вниз, западает в пазы Б вращающегося диска 2 и поднимается вверх, где под действием собственного веса через приемное окно Г в неподвижном диске 1 выпадает в лоток-накопитель.

Правильность захвата и ориентации, а также поштучная выдача деталей зависят от размеров и формы пазов вращающегося диска 2.

Дисковые бункера устанавливают под углом, чтобы загружаемые детали размещались в нижней части бункера и соприкасались с вращающимся диском 2 примерно на 2/3 его радиуса.

При поддержании в дисковом бункере постоянного уровня расположения деталей коэффициент равномерности m _p» 0,9. Если уровень расположения деталей в бункере изменяется и зависит от промежутка времени загрузки дискового бункера, то при работе до полной выдачи деталей из бункера коэффициент равномерности m _p» 0,7

Диаметр дискового бункера выбирают в зависимости от длины деталей и сил трения, возникающих в бункере при перемещении в нем деталей вращающимся диском 2 с открытыми пазами (захватами). Размеры пазов вращающегося диска даны в табл. 11.4.

Диаметр (мм) дисковых бункеров D = (16 ¸ 20) l.

Производительность (шт/мин) дисковых карманчиковых бункеров

Q = nzk,

где n — число оборотов диска в минуту; z — число пазов (захватов) во вращающемся диске; k = 0,4 ¸ 0,6 — коэффициент вероятности захвата вращающимся диском деталей, т. е. отношение фактической производительности бункера к теоретической производительности.

Производительность (шт/мин) дисковых карманчиковых бункеров можно определять и по другой формуле:

Q = 1000vk/m,

где m — шаг пазов диска, мм (см. табл. 11.4); v — окружная скорость деталей, перемещаемых в бункере вращающимся диском, м/мин. (табл. 11.5).

Таблица 11.5

Дата добавления: 2014-11-25