RU158001U1

RU158001U1 - Устройство для вибрационной обработки крупногабаритных изделий

Info

Publication number: RU158001U1
Application number: RU2015111312/05U
Authority: RU
Inventors: Александр Борисович Голованчиков; Светлана Борисовна Воротнева; Ирина Михайловна Шандыбина; Оксем Саргисович Кочарян; Сергей Русланович Коломиец; Александра Николаевна Гончаренко
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2015-12-20

Abstract

Устройство для вибрационной обработки крупногабаритных изделий, содержащее подвижную часть, подвешенную на упругих амортизаторах и приводимую в колебательное движение от вибраторов, снабженных механизмом разворота и образующих секции, снабженные в нижней части захватами для крепления изделий, при этом амортизаторы в верхней части прикреплены к механизму разворота для перемещения секций в вертикальном и горизонтальном направлениях, отличающееся тем, что секции в верхней части дополнительно снабжены захватами для фиксации груза, масса которого определяется по формулегде m - масса груза, кг;k - жесткость упругих амортизаторов, Н/м;f - частота колебаний вибратора, 1/с;Μ - масса подвижной секции с вибратором, валом, неуравновешенной массой, изделием, захватами для крепления изделий и захватами для фиксации груза, кг.

Description

Предлагаемое техническое решение относится к устройствам для вибрационной очистки поверхностей крупногабаритных изделий свободным абразивом и может найти применений в машиностроительной, металлургической, электротехнической, судостроительной, атомной, химической, нефтехимической и других отраслях промышленности, а также в экологических процессах очистки материалов от загрязнений (ржавчины, краски, солевого камня, накипи, клея и др.) при их расфракционировании перед повторным использованием.

Известно устройство для очистки поверхности длинномерных деталей, например, прутков, содержащее емкость с загрузочным бункером и средством для подачи сыпучего материала и размещенный в емкости приводной шнек с полостью, выполненный с переменным шагом витков (авт.св. СССР №1409349, B03B 9/2, 1998).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится невысокая производительность, связанная с ограниченной скоростью подачи сыпучего материала из бункера и транспортированием сыпучего материала шнеком вдоль очищаемой поверхности.

Известна установка для вибрационной обработки крупногабаритных панелей, содержащая подвижную часть, подвешенную на упругих амортизаторах и приводимую в колебательное движение от вибраторов, при этом установка снабжена механизмом разворота вибратора, а сами механизмы разворота и вибраторы выполнены в виде секций с отдельным приводом (авт.св. СССР №229245, B08B 7/02, 1977).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится недостаточная производительность из-за невысокой амплитуды вынужденных колебаний подвижной части и обрабатываемых крупногабаритных панелей, приводимых в колебательное движение от вибраторов.

Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявляемому объекту и принятому за прототип является установка для вибрационной обработки крупногабаритных изделий, содержащая подвижную часть, подвешенную на упругих амортизаторах и приводимую в колебательное движение от вибраторов, снабженных механизмом разворота и образующих секции, при этом секции в нижней части снабжены захватами для жесткого крепления изделий, а амортизаторы в верхней части прикреплены к механизму разворота для перемещения секций в вертикальном и горизонтальном направлениях (патент на полезную модель №78099 РФ, B08B 7/02, 2008).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относятся невысокая производительность, связанная с приведением в колебательное движение с малой амплитудой вынужденных колебаний подвижной части секций с вибраторами, захватами и обрабатываемых крупногабаритных изделий.

Техническим результатом является увеличение производительности при вибрационной обработке крупногабаритных изделий.

Поставленный технический результат достигается тем, что в устройстве для вибрационной обработки крупногабаритных изделий, содержащим подвижную часть, подвешенную на упругих амортизаторах и приводимую в колебательное движение от вибраторов, снабженных механизмом разворота и образующих секции, снабженные в нижней части захватами для крепления изделий, при этом амортизаторы в верхней части прикреплены к механизму разворота для перемещения секций в вертикальном и горизонтальном направлениях, причем секции в верхней части дополнительно снабжены захватами для фиксации груза, масса которого определяется по формуле:

где m - масса груза, кг;

k - жесткость упругих амортизаторов, Н/м;

f - частота колебаний вибратора, 1/с;

M - масса подвижной секции с вибратором, валом, неуравновешенной массой, изделием, захватами для крепления изделий и захватами для фиксации груза, кг.

Дополнительное снабжение секций в верхней части захватами позволяет фиксировать в них груз, чтобы предотвратить его колебания, не совпадающие с колебанием подвижной секции с виброобрабатываемым крупногабаритным изделием, также закрепленного в нижней части секций своими захватами. Это обеспечивает частоту колебаний вибратора, равную частоте колебаний обрабатываемого крупногабаритного изделия с грузом, что обеспечивает резонансный режим колебаний с высокой амплитудой и повышает производительность.

Кроме того, фиксация груза с массой, определяемой выражением (1) позволяет переводить режим вынужденных колебаний подвижных секций с вибратором, валом, неуравновешенной массой, захватами с изделием и захватами для фиксации груза в режим резонансных колебаний с вибратором с высокой амплитудой. Это значительно увеличивает производительность обработки крупногабаритных изделий.

Масса M подвижной секции с вибратором, валом, неуравновешенной массой, изделием, захватами для крепления изделий и захватами для фиксации груза вместе с грузом массой m образуют с упругими амортизаторами, имеющими жесткость k пружинный маятник, частота колебаний которого вдоль вертикальной оси описывается уравнением:

(Б.М. Яворский, А.А. Детлаф. Справочник по физике для инженеров и студентов вузов. - М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1963. - с. 102.)

Таким образом, дополнительное снабжение подвешенных секций в верхней части захватами и фиксация в этих захватах груза массой m, определяемой по выражению (1), позволяется перевести секции массой M с вибратором, валом, неуравновешенной массой, изделием, захватами для крепления изделий и захватами для фиксации груза, и массой груза m в режим резонансных колебаний с вибратором, что приводит к увеличению амплитуды колебаний обрабатываемого крупногабаритного изделия и способствует повышению производительности.

На чертеже изображен общий вид предлагаемого устройства.

Устройство состоит из подвижной части в виде секций 1, подвешенных на амортизаторах 2, и вибраторов 3. Вибраторы имеют на валах 4 неуравновешенные массы 5. В верхней части амортизаторы 2 прикреплены к механизму разворота устройства в вертикальном и горизонтальном направлениях, например, к тросам 6 кран-балки или электротельфера. В нижней части секции 1 снабжены захватами 7 для жесткого крепления крупногабаритных изделий, например, листового металла 8, а в верхней части секции 1 дополнительно снабжены захватами 9 для фиксации груза 10 с массой, определяемой по выражению (1).

Кроме подвижной части устройство имеет неподвижную часть в виде емкости 11, заполненную абразивным материалом 12, например, песком.

Устройство работает следующим образом.

Кран-балкой на тросах 6 перемещают секции 1 подвижной части к стеллажу (складу) крупногабаритных изделий, например, металлических листов, предназначенных для виброобработки. Каждый металлический лист 8 предварительно взвешивают с определением его массы M. Из выражения (1) определяют необходимую массу m груза 10 и фиксируют его захватами 9 в верхней части подвижной секции 1. Металлический лист 8 жестко закрепляют захватами 7 под секциями 1 и перемещают в горизонтальном направлении к емкости 11 и опускают в вертикальном направлении в абразивный материал 12, включают вибраторы 3 секций 1. При вращении валов 4 неуравновешенные массы 5 приводят в колебательное движение секции 1 вместе с вибраторами 3, захватами 7 и жестко закрепленным в них металлическим листом 8. Металлический лист, вибрируя, опускается полностью в абразивный материал 12.

Так как масса m груза 10 соответствует выражению (1), то листовой металл 8 погружается в абразивный материал 12 и обрабатывается в нем в режиме резонансных колебаний с вибраторами 3 секций 1.

Это обеспечивает высокую амплитуду колебаний и интенсивность удаления загрязнений с поверхностей листового металла 8, погруженного в абразивный материал 12, что повышает производительность обработки.

Пример. Частота колебаний вала 4 с неуравновешенной массой 5 f=5 Гц =5 1/с, жесткость цилиндрической пружины амортизаторов 2 k=140000 Н/м. Общая масса M_o обрабатываемого металлического листа 8 M_o=240 кг. Тогда масса обрабатываемого металлического листа 8, приходящаяся на одну цилиндрическую пружину амортизатора 2

M=M_o/2=120 кг,

а масса груза 10, определяемая по выражению (1)

Таким образом, масса груза 10 должна составить 22 кг, чтобы масса подвижной секции 1 с вибратором 3, валом 4, неуравновешенной массой 5, верхним 9 и нижним захватом 7 вместе с грузом 10 находились в резонансных колебаниях с частотой f=5 Гц =5 1/с с вибратором 3.

Эксперименты на лабораторной установке показывают, что амплитуда колебаний металлического пластинчатого образца в песке в резонансном режиме увеличивается в 1,5÷2 раза по сравнению с обычным режимом вибрации. Это приводит к пропорциональному уменьшению времени вибрационной обработки крупногабаритных изделий и увеличению производительности.

Таким образом, применение резонансного режима колебаний в устройстве для вибрационной обработки крупногабаритных изделий позволяет уменьшить время очистки поверхности этих изделий при вибрации в резонансном режиме и тем самым увеличить производительность.

Claims

Устройство для вибрационной обработки крупногабаритных изделий, содержащее подвижную часть, подвешенную на упругих амортизаторах и приводимую в колебательное движение от вибраторов, снабженных механизмом разворота и образующих секции, снабженные в нижней части захватами для крепления изделий, при этом амортизаторы в верхней части прикреплены к механизму разворота для перемещения секций в вертикальном и горизонтальном направлениях, отличающееся тем, что секции в верхней части дополнительно снабжены захватами для фиксации груза, масса которого определяется по формуле

где m - масса груза, кг;

k - жесткость упругих амортизаторов, Н/м;

f - частота колебаний вибратора, 1/с;

Μ - масса подвижной секции с вибратором, валом, неуравновешенной массой, изделием, захватами для крепления изделий и захватами для фиксации груза, кг.