RU2812702C1

RU2812702C1 - Gravity tray

Info

Publication number: RU2812702C1
Application number: RU2023123841A
Authority: RU
Inventors: Яков Львович Либерман; Алексей Юрьевич Данилов; Любовь Николаевна Горбунова
Filing date: 2023-09-15
Publication date: 2024-01-31

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: tray consists of a concave inclined bottom made in the form of a steel flexible strip placed between two opposite side walls fixed to the base connected to each other by cylindrical rods. The walls have through vertical grooves, the ends of the rods are installed in the grooves and can be secured; in the base under each rod there is a threaded hole in which a vertical screw is placed, the end of which is hingedly connected to the rod located above it. The tape is configured to interact with the rods. Between the tape and the first wall, vertical rectangular plates are installed on rods capable of contact with the side surfaces, and between the tape and the second wall there are similar plates installed in the same way.

EFFECT: high accuracy of adjustment of the longitudinal profile of the bottom of the tray, which is a curve of rapid descent, is ensured.

1 cl, 3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области приборостроения и предназначено для транспортирования под действием собственного веса деталей машин.The present invention relates to the field of instrument making and is intended for transporting machine parts under their own weight.

В настоящее время гравитационные лотки известны. Обычно они состоят из противолежащих боковых стенок, между которыми расположено прямолинейное наклонное днище (наиболее распространенный вариант таких лотков показан на рис. 4, в книге «А. Н. Малов. Загрузочные устройства для металлорежущих станков, - М.: Машиностроение, 1965» на стр. 12).Currently, gravity trays are known. They usually consist of opposite side walls, between which there is a rectilinear inclined bottom (the most common version of such trays is shown in Fig. 4, in the book “A. N. Malov. Loading devices for metal-cutting machines, - M.: Mashinostroenie, 1965” on page 12).

При использовании таких лотков детали загружаются в его верхнюю часть, затем скользят или скатываются по наклонному днищу, а после этого выгружаются из его нижней части.When using such trays, parts are loaded into its upper part, then slide or roll down an inclined bottom, and then unloaded from its lower part.

Описанные гравитационные лотки просты, но не всегда достаточно производительны. Иногда же высокая производительность от них требуется. Если такие лотки служат для связи машин (станков) в автоматических линиях, то нужно, чтобы они передавали детали от машины к машине как можно быстрее, иначе именно они могут стать «узким местом» линии и ограничить её производительность.The described gravity trays are simple, but not always efficient enough. Sometimes high performance is required from them. If such trays serve to connect machines (machines) in automatic lines, then they need to transfer parts from machine to machine as quickly as possible, otherwise they can become the “bottleneck” of the line and limit its productivity.

Для того, чтобы повысить производительность гравитационных лотков, их выполняют вогнутыми, в частности, такими, как описано в упомянутой книге на той же странице, и показано на рис. 4, и вверху. При работе такого лотка деталь тоже загружается сверху, но на сильно наклоном (крутом) участке лотка разгоняется, затем выходит на менее наклонный участок и подходит к зоне разгрузки. В отличие от лотков с прямолинейным днищем, лотки с вогнутым днищем, обычно, более производительны, так как время движения детали по ним оказывается меньше.In order to increase the productivity of gravity trays, they are made concave, in particular, such as described in the mentioned book on the same page, and shown in Fig. 4, and above. When operating such a tray, the part is also loaded from above, but on a strongly inclined (steep) section of the tray it accelerates, then goes to a less inclined section and approaches the unloading zone. Unlike trays with a straight bottom, trays with a concave bottom are usually more productive, since the time it takes for the part to move along them is shorter.

Известно, что время транспортирования деталей можно существенно сократить, если вогнутость днища лотка выполнять по кривой, являющейся отрезком циклоиды (см. книгу В.П. Боброва «Проектирование загрузочных устройств к станкам и автоматическим линиям. - М.: Машиностроение, 1964, стр. 92-93). Лотки с днищем, вогнутым в соответствии с циклоидой, называют лотками скорейшего спуска и применяют в случаях, когда нужно обеспечить высокую производительность транспортирования деталей. Вместе с тем нельзя не отметить, что их производительность, всё-таки, не максимальна. Это вызвано тем, что циклоида как линия скорейшего спуска – кривая теоретическая. Она получается из чисто геометрических и теоретико-механических соображений и не учитывает многие реальные факторы, действующие на деталь в процессе движения по лотку: ее трения и удары об элементы лотка, сопротивление воздуха и прочее, а потому неточная. Для того, чтобы все эти факторы учесть, при проектировании лотков скорейшего спуска профиль их днища приходится подбирать экспериментально, но упомянутые выше лотки обеспечить подбора профиля не позволяют. Для этого нужна экспериментальная установка, представляющая собой переналаживаемый лоток, такой, у которого изгиб днища можно было бы регулировать.It is known that the time for transporting parts can be significantly reduced if the concavity of the bottom of the tray is made along a curve, which is a segment of a cycloid (see the book by V.P. Bobrov “Design of loading devices for machine tools and automatic lines. - M.: Mashinostroenie, 1964, p. 92-93). Trays with a bottom concave in accordance with the cycloid are called rapid descent trays and are used in cases where it is necessary to ensure high productivity of transporting parts. At the same time, it should be noted that their productivity is still not maximum. This is due to the fact that the cycloid, as a line of steepest descent, is a theoretical curve. It is obtained from purely geometric and theoretical-mechanical considerations and does not take into account many real factors acting on the part as it moves along the tray: its friction and impacts on the tray elements, air resistance, etc., and is therefore inaccurate. In order to take all these factors into account, when designing rapid descent chutes, the profile of their bottom must be selected experimentally, but the chutes mentioned above do not allow for the selection of the profile. To do this, we need an experimental setup, which is a reconfigurable tray, one in which the bend of the bottom could be adjusted.

Отыскав оптимальный продольный профиль лотка (многократно транспортируя по нему детали и замеряя время спуска), далее этот профиль уже можно закладывать в конструкцию реального лотка.Having found the optimal longitudinal profile of the tray (by repeatedly transporting parts along it and measuring the descent time), this profile can then be incorporated into the design of a real tray.

Требуемая экспериментальная установка известна, как и вышеописанные лотки. Она защищена Патентом РФ №2773003 под названием «Гравитационный лоток» и принята нами за прототип.The required experimental setup is known, as are the trays described above. It is protected by RF Patent No. 2773003 under the name “Gravity tray” and is accepted by us as a prototype.

Прототип представляет собой гравитационный лоток, состоящий из двух противолежащих боковых стенок и расположенного между ними вогнутого наклонного днища, но при этом его стенки выполнены перфорированными, с цилиндрическими отверстиями, соединены между собой цилиндрическими стержнями, концы которых размещены в отверстиях стенок, на стержнях установлены охватывающие их втулки с закрепленными на них постоянными магнитами, а днище лотка выполнено в виде гибкой стальной ленты, размещенной между стенками лотка с возможностью взаимодействия с магнитами.The prototype is a gravity tray consisting of two opposing side walls and a concave inclined bottom located between them, but its walls are made perforated, with cylindrical holes, connected to each other by cylindrical rods, the ends of which are placed in the holes of the walls, enclosing them are installed on the rods bushings with permanent magnets attached to them, and the bottom of the tray is made in the form of a flexible steel strip placed between the walls of the tray with the ability to interact with magnets.

При использовании лотка-прототипа для отыскания его оптимальный вогнутости, обеспечивающей минимальное время движения по нему деталей, выбирают деталь-представителя одного из типов деталей, подлежащих дальнейшему транспортированию по лотку. Затем стержни с втулками устанавливают в стенках лотка так, чтобы угол наклона начального участка днища лотка, уложенного на магниты, по отношению к горизонтали составлял 80-85 градусов, а все днище имело некоторую начальную вогнутость. После этого деталь-представителя загружают на лоток и отпускают в свободное движение, замеряя время движения детали до конца лотка. Далее, переставив стержни с втулками угол наклона начального участка и вогнутость лотка уменьшают. Деталь-представителя снова загружают на лоток, снова отпускают в свободное движение и снова замеряют время её движения до конца лотка. Подобные операции повторяют заданное число раз, после чего выбирают положение стержней, обеспечивающее минимальное время движения детали, и угол наклона начальной части лотка и его вогнутость принимают за искомые. В дальнейшем для транспортирования деталей, аналогичных детали-представителю, изготавливают лоток с выбранным положением стержней.When using a prototype tray to find its optimal concavity, which ensures the minimum time for parts to move along it, a representative part of one of the types of parts to be further transported along the tray is selected. Then the rods with bushings are installed in the walls of the tray so that the angle of inclination of the initial section of the bottom of the tray, laid on magnets, relative to the horizontal is 80-85 degrees, and the entire bottom has some initial concavity. After this, the representative part is loaded onto the tray and released into free movement, measuring the time it takes for the part to move to the end of the tray. Next, by rearranging the rods with bushings, the angle of inclination of the initial section and the concavity of the tray are reduced. The representative part is again loaded onto the tray, again released into free movement, and the time of its movement to the end of the tray is again measured. Similar operations are repeated a specified number of times, after which the position of the rods is selected that ensures the minimum time for movement of the part, and the angle of inclination of the initial part of the tray and its concavity are taken as the desired ones. Subsequently, to transport parts similar to the representative part, a tray is made with the selected position of the rods.

Производя описанные выше операции, можно отыскать параметры лотков скорейшего спуска более-менее близкие к оптимальным, но не таковые. Это вызвано тем, что стенки лотка выполнены с цилиндрическими отверстиями, между которыми неизбежны промежутки. Из-за них стержни можно устанавливать в стенках лотка в те или иные положения лишь дискретно. В лучшем случае, с минимальным шагом равным диаметру стержня. Это не позволяет подобрать профиль лотка именно оптимальным, то есть с высокой точностью. Точность прототипа не может быть высокой еще и по причине применения постоянных магнитов. При движении, например, стальной детали по лотку магниты будут на неё влиять, и время её движения по лотку будет зависеть не только от профиля лотка, но и от этого влияния. Поэтому лоток-прототип пригоден, как экспериментальная установка только для деталей из немагнитных материалов.By performing the operations described above, you can find the parameters of the rapid descent chutes that are more or less close to optimal, but not optimal. This is due to the fact that the walls of the tray are made with cylindrical holes, between which there are inevitable gaps. Because of them, the rods can be installed in the walls of the tray in certain positions only discretely. In the best case, with a minimum step equal to the diameter of the rod. This does not allow choosing the optimal tray profile, that is, with high accuracy. The accuracy of the prototype cannot be high also due to the use of permanent magnets. When, for example, a steel part moves along a tray, magnets will influence it, and the time of its movement along the tray will depend not only on the profile of the tray, but also on this influence. Therefore, the prototype tray is suitable as an experimental setup only for parts made of non-magnetic materials.

Проблемой, возникающий в связи с изложенными, как раз и является недостаточная точность подбора продольного профиля гравитационного лотка-прототипа.The problem that arises in connection with the above is precisely the insufficient accuracy of selecting the longitudinal profile of the prototype gravity tray.

Технически решение указанной проблемы осуществляется путем того, что лоток гравитационный, состоящий из вогнутого наклонного днища, выполненного в виде стальной гибкой ленты, размещенной между двумя закрепленными на основании противолежащими боковыми стенками, соединенными между собой цилиндрическими стержнями, отличается от прототипа тем, что в стенках выполнены сквозные вертикальные пазы, концы стержней установлены в пазах с возможностью фиксации и закрепления, в основании под каждым стержнем выполнено резьбовое отверстие, в котором размещен вертикальный винт, конец которого шарнирно соединен с расположенным над ним стержнем, при этом лента размещена с возможностью взаимодействия со стержнями, между ней и первой стенкой на стержнях с возможностью соприкосновения боковыми поверхностями установлены вертикальные пластины прямоугольной формы, а между лентой и второй стенкой – аналогичные пластины, установленные аналогично.Technically, the solution to this problem is carried out by the fact that the gravity tray, consisting of a concave inclined bottom, made in the form of a flexible steel tape, placed between two opposing side walls fixed to the base, connected by cylindrical rods, differs from the prototype in that the walls are made through vertical grooves, the ends of the rods are installed in the grooves with the possibility of fixation and fastening, in the base under each rod there is a threaded hole in which a vertical screw is placed, the end of which is hingedly connected to the rod located above it, while the tape is placed with the ability to interact with the rods, Between it and the first wall, vertical rectangular plates are installed on rods with the possibility of contact with the side surfaces, and between the tape and the second wall there are similar plates installed in the same way.

На фиг. 1 показан продольный разрез А-А предлагаемого лотка, на фиг. 2 – разрез В-В, а на фиг. 3 – сечение С-С.In fig. 1 shows a longitudinal section A-A of the proposed tray; Fig. 2 – section B-B, and in Fig. 3 – section С-С.

Лоток, состоит из вогнутого наклонного днища 1, выполненного в виде стальной гибкой ленты, размещенной между двумя закрепленными на основании 2 противолежащими боковыми стенками 3 и 4, соединенными между собой цилиндрическими стержнями 5. В стенках выполнены сквозные вертикальные пазы 6, концы стержней 5 установлены в пазах 6 с возможностью фиксации и закрепления, например, гайками, в основании 2 под каждым стержнем 5 выполнено резьбовое отверстие, в котором размещен вертикальный винт 7, конец которого шарнирно соединен с расположенным над ним стержнем, при этом лента 1 размещена с возможностью взаимодействия со стержнями 5, между ней и первой стенкой на стержнях с возможностью соприкосновения боковыми поверхностями установлены вертикальные пластины 8 прямоугольной формы, а между лентой и второй стенкой – аналогичные пластины, установленные аналогично. Вдоль каждого паза 6 на стенках 3 и 4 нанесены шкалы с делениями (на фиг. условно не показаны), по которым можно отсчитывать положение стержней 5 относительно основания 2. Начальный конец днища один лотка с помощью клея или сварки закреплен на первом (самом крайнем) стержне (на фиг. 1 точка закрепления обозначена 9).The tray consists of a concave inclined bottom 1, made in the form of a flexible steel strip, placed between two opposite side walls 3 and 4 fixed on the base 2, connected to each other by cylindrical rods 5. Through vertical grooves 6 are made in the walls, the ends of the rods 5 are installed in grooves 6 with the possibility of fixing and securing, for example, with nuts, in the base 2 under each rod 5 there is a threaded hole in which a vertical screw 7 is placed, the end of which is hingedly connected to the rod located above it, while the tape 1 is placed with the ability to interact with the rods 5, between it and the first wall, vertical rectangular plates 8 are installed on rods with the possibility of contact with the side surfaces, and between the tape and the second wall there are similar plates installed in the same way. Along each groove 6 on the walls 3 and 4 there are scales with divisions (not shown in the figure), from which you can measure the position of the rods 5 relative to the base 2. The initial end of the bottom of one tray is fixed to the first (outermost) one using glue or welding. rod (in Fig. 1 the attachment point is marked 9).

При использовании предлагаемого лотка для отыскания его оптимальный вогнутости, обеспечивающей минимальное время движения по нему деталей, выбирают деталь-представителя одного из типов деталей, подлежащих дальнейшему транспортированию по лотку. Затем винтами 7 перемещают стержни 5 в пазах 6 так, чтобы уложенные на стержни днище 1 лотка прижималось к ним, и его начальный участок по отношению к горизонтали составлял 80-85 градусов, а днище в целом оказалось бы несколько вогнутом (за счет вогнутости оно и будет прижато к стержням). После этого стержни закрепляют, деталь-представитель загружают на лоток и отпускают в свободное движение, замеряя время движения детали до конца лотка. Пластины 8 при этом будут отгораживать кромки пазов от детали. И эти кромки не будут затруднять прохождение детали по лотку. Далее, переставив стержни 5, угол наклона начального участка и вогнутость лотка уменьшают. Деталь-представитель снова загружают на лоток, снова отпускают в свободное движение и снова замеряют время транспортирования. Подобные операции повторяют несколько раз, каждый раз изменяя положение стержней 5 в пазах 6, поворачивая винты 7. Найдя положение стержней 5, соответствующее минимальному времени транспортирования, получаемый при этом профиль лотка принимают за оптимальный. Отсчитав положение стержней в стенках лотка по шкалам и приняв их за координаты опорных точек профиля реального лотка, последний изготавливают соответствующим образом.When using the proposed tray to find its optimal concavity, which ensures the minimum time for parts to move along it, a representative part of one of the types of parts to be further transported along the tray is selected. Then the screws 7 move the rods 5 in the grooves 6 so that the bottom 1 of the tray laid on the rods is pressed against them, and its initial section relative to the horizontal is 80-85 degrees, and the bottom as a whole would be somewhat concave (due to the concavity it will be pressed against the rods). After this, the rods are secured, the representative part is loaded onto the tray and released into free movement, measuring the time it takes for the part to move to the end of the tray. In this case, plates 8 will fence off the edges of the grooves from the part. And these edges will not make it difficult for the part to pass through the tray. Next, by rearranging the rods 5, the angle of inclination of the initial section and the concavity of the tray are reduced. The representative part is again loaded onto the tray, again released into free movement, and the transportation time is measured again. Similar operations are repeated several times, each time changing the position of the rods 5 in the grooves 6, turning the screws 7. Having found the position of the rods 5 corresponding to the minimum transportation time, the resulting tray profile is taken as optimal. Having measured the position of the rods in the walls of the tray using the scales and taking them as the coordinates of the reference points of the profile of the real tray, the latter is manufactured accordingly.

Поскольку регулировка и определение положений и стержней в предлагаемом лотке производится не дискретно, как у прототипа, то точность отыскания оптимального продольного профиля лотка оказывается более высокой, чем у прототипа. Таким образом, техническим результатом изложенного лотка является именно повышение точности, то есть обеспечение более высокой точности, чем обеспечиваемая прототипом.Since the adjustment and determination of positions and rods in the proposed tray is not carried out discretely, as in the prototype, the accuracy of finding the optimal longitudinal profile of the tray is higher than that of the prototype. Thus, the technical result of the described tray is precisely an increase in accuracy, that is, providing higher accuracy than that provided by the prototype.

Claims

1. Gravity tray, consisting of a concave inclined bottom, made in the form of a flexible steel strip, placed between two opposing side walls fixed to the base, interconnected by cylindrical rods, characterized in that there are through vertical grooves in the walls, the ends of the rods are installed in the grooves with the possibility of fixation and fastening, in the base under each rod there is a threaded hole in which a vertical screw is placed, the end of which is hingedly connected to the rod located above it, while the tape is placed with the possibility of interacting with the rods, between it and the first wall on the rods with the possibility In contact with the side surfaces, vertical rectangular plates are installed, and between the tape and the second wall there are similar plates installed in the same way.

2. Gravity tray according to claim 1, characterized in that the initial end of the bottom of the tray is fixed to the outer rod.

3. Gravity tray according to claim 1, characterized in that along each groove on its walls there are measuring scales.