Транспортные устройства непрерывного действия

В качестве транспортёров-накопи­телей, обеспечивающих возможность создания межоперационных заделов деталей между АЛ, наиболее широко применяют конвейеры непрерывного действия. Конвейеры непрерывного действия характеризуются тем, что источник движения их действует непре­рывно как в процессе движения детали, так и при ее останове; при этом детали могут двигаться непрерывным или раз­деленным потоком.

Характерной особенностью конвей­еров непрерывного действия является их способность осуществлять прием и выдачу детали в любой момент времени при наличии свободной позиции, в отличие от конвейеров дискретного дей­ствия, которые могут получать и выда­вать детали лишь в определенные моменты времени, обусловленные поло­жением смежных транспортных устройств.

В зависимости от движущей силы конвейеры непрерывного действия мо гут быть подразделены на гравитацион­ные и приводные. Гравитационные конвейеры осуществляют перемещение деталей под действием их массы. При­водные конвейеры, использующие для перемещения деталей электро- или гидродвигатели, подразделяют на кон­вейеры с приводными роликами, с несущей и с ведущей цепями

.

На конвейерах с приводными роли­ками детали перемещаются под дей­ствием сил трения, возникающих между опорной поверхностью детали и поверхностью вращающихся роликов, оси которых не изменяют своего поло­жения в пространстве. На конвейерах с несущей цепью детали перемещаются непосредственно на непрерывно дви­жущейся цепи, звенья которой могут быть снабжены роликами или опор­ными траками. На конвейерах с веду­щей цепью детали перемещаются по планкам (аналогично шаговым кон­вейерам прямого действия) при взаимо­действии с непрерывно движущейся цепью, которое прекращается в момент остановки детали. При отсутствии на приводных конвейерах непрерывного действия специальных устройств для торможения детали массой до 40 кг можно перемещать со скоростью 8— 12 м/мин, массой 40—200 кг — со скоростью 4—8 м/мин, массой 200— 500 кг — со скоростью не более 3— 4 м/мин.

Гравитационные конвейеры являются наиболее простыми транспортными устройствами. Для перемещения дета­лей гравитационные конвейеры должны иметь наклон, угол которого определяется соотношением между ускорением движения детали и силой торможения. При этом скорость пере­мещения детали по конвейеру не должна быть слишком велика, чтобы не вызвать повреждения деталей при их соударении. Изменения условий трения вызывают колебания силы тор­можения; поэтому в гравитационных конвейерах, как правило, используют трение качения.

Перепад высот между позициями загрузки и выгрузки гравитационного конвейера должен компенсироваться соответствующими механизмами соеди­няемых станков или с помощью спе­циальных подъемников. Детали пере­мещаются непрерывным потоком. В тех случаях, когда при соударении деталей друг с другом имеется опасность их повреждения или заклинивания (на­пример, коленчатые валы), применяют гравитационные конвейеры с разделен­ным потоком деталей (рис.30). При отсутствии деталей 3 на наклонных планках 1 все собачки 2 повернуты против часовой стрелки и опираются на упоры 4 таким образом, что их короткие части выступают за верхние кромки планок. Это происходит вслед­ствие того, что центр тяжести каждой собачки расположен между упором 4 и осью 5 поворота собачки. При движе­нии вниз по наклонным планкам деталь 3 поочередно наезжает на выступающие части собачек и утапливает их, чем и обеспечивается снижение скорости. Форма и размеры собачек таковы, что при повороте собачки против часовой стрелки над планками появляется дру­гой конец собачки, который является препятствием для следом идущей де­тали. Последующая деталь при оста­новке предыдущей попадает во впа­дину, образованную выступающими частями двух соседних собачек. При разработке конструкций подобных транспортеров форма собачки должна быть спрофилирована в соответствии с деталью таким образом, чтобы во время перемещения детали ее поверх­ность постоянно находилась в сопри­косновении с поверхностью собачки, что обеспечивает безударную работу конвейера.

Конвейеры с приводными роликами применяют в АЛ из агрегатных станков значительно чаще, чем гравитационные, благодаря отсутствию ограничений массы транспортируемых деталей, при­нудительному обеспечению заданной скорости транспортирования и отсутствию наклона и, как следствие, необходимости применения подъемных устройств.

Конвейер с приводными роликами, выполняющий функции межлинейного накопителя, показан на рис. 31. Обра­батываемая деталь 1 заталкивается в накопитель конвейером предыдущей АЛ. Приводные ролики 2 приводятся во вращение от электродвигателя 4 через редуктор 7 и цепные передачи 5 и 3. В конце накопителя установлен отсекатель 9, в который упирается последняя деталь в случае, если первая позиция конвейера последующей АЛ занята. Все Следующие детали, находя­щиеся' в накопителе, упираются друг в друга. При освобождении первой позиции конвейера последующей АЛ отсекатель 9 пропускает очередную деталь 8, а отсекатель 6 задерживает все последующие детали.

Тяговая сила, развиваемая каждым роликом в процессе движения деталей, зависит от массы транспортируемых деталей, числа роликов, на которые опирается деталь, и коэффициента трения качения между поверхностями детали и гильзы ролика. После оста­новки детали на упоре тяговая сила возрастает вследствие появления тре­ния скольжения вместо трения каче­ния. Сила, передаваемая фрикционным элементом ролика, должна быть боль­ше, чем тяговая сила при движении деталей, чтобы надежно передавать крутящий момент, и меньше, чем тяговая сила при остановке деталей, чтобы проскальзывание осуществля­лось не между гильзой ролика и де­талью, а в самом фрикционном эле­менте, т. е. коэффициент трения сколь­жения во фрикционном элементе дол­жен быть больше коэффициента трения качения между гильзой и деталью и меньше коэффициента трения скольже­ния между ними.

При перемещении особо тяжелых деталей возможно чрезмерное возра­стание тяговой силы, прижимающей накопившиеся на конвейере детали к отсекателю, что может привести к по­вреждению поверхности торца первой детали. Наблюдается повышенное изна­шивание поверхностей фрикционного элемента. В этом случае желательно уменьшить силу, развиваемую фрикционным элементом, до значения, не­значительно превышающего тяговую силу, необходимую для перемещения деталей.

При перемещении особо легких дета­лей, когда тяговая сила ролика, зави­сящая от массы детали, может ока­заться недостаточной для ее надежного перемещения, применяют ролики с уве­личенной тяговой силой.

Конвейеры с приводными роликами могут быть использованы и для пере­мещения деталей не сплошным, а раз­деленным потоком. Для конвейера такого типа разработан специальный ролик с двумя полумуфтами. Полу­муфты, имеющие скошенные зубья, прижимаются друг к другу под дей­ствием кулачков вспомогательного диска, взаимодействующих с аналогич­ными кулачками поводка. На кон­вейере устанавливают управляющие ролики, расстояние между которыми несколько превышает длину транспор­тируемой детали. При взаимодействии с деталью управляющий ролик через систему тяг поворачивает поводки соответствующей группы приводных роликов, на которые опирается сле­дующая деталь. Кулачки вспомога­тельных дисков устанавливают против впадин в [поводках, что позволяет полумуфтам расцепляться благодаря наличию скошенных зубьев. При этом вся группа приводных роликов оста­навливается, в результате чего транс­портирование очередной детали прекра­щается до начала соприкосновения ее с предыдущей деталью. Разделение потока деталей на конвейере с привод­ными роликами может быть также выполнено с помощью рычажных отсекателей.

В качестве привода роликов описан­ных выше конвейеров в большинстве случаев используют электродвигатель с редуктором, передающий вращение роликам через цепную передачу. До­стоинством конвейеров с приводными роликами является легкость их сты­ковки со смежными шаговыми конвейерами. Например, при некотором усложнении цепного контура штанги конвейера-перекладчика могут прохо­дить непосредственно между роликами (рис. 32, а). При разделении несколь­ких последних роликов на две части штанги конвейера-перекладчика могут проходить между ними (рис. 32, б).

Для транспортирования сравни­тельно тяжелых деталей применяют конвейеры с несущей цепью, на которой лежат детали. В большинстве случаев в качестве опоры для деталей приме­няют свободно прокручивающиеся ролики, установленные в звеньях цепи.

На рис. 33 представлен накопитель, основным элементом которого является конвейер с несущей цепью. Несущие цепи 3 смонтированы на раме 4 и входят в зацепление со звездочками 7 и 2, расположенными на противоположных концах рамы. Звездочка Т приводимая во вращение электродви­гателем 5 через редуктор 6 и цепную передачу 10, перемещает цепь 3 с уста­новленными на ней деталями. Звез­дочка 2 натяжная. Деталь / подается на первую позицию накопителя кон­вейером предыдущей АЛ. В конце хода конвейера деталь нажимает на конечный выключатель 16. Дальней­шее поступление деталей в накопитель не должно происходить до освобожде­ния этого конечного выключателя, т. е. до полного освобождения прием­ной позиции. Далее деталь переме­щается до отсекателя 11, приводимого гидроцилиндром 12, или до упора в ранее поданную деталь и останавли­вается.

При наличии детали на последней позиции накопителя срабатывает ко­нечный выключатель 8, подающий сигнал о готовности накопителя к вы­даче детали в последующую АЛ. При освобождении приемной позиции по­следующей АЛ отсекатель 11 пропу­скает вперед деталь, находящуюся на последней позиции накопителя, задер­живая все остальные детали. При перемещении этой детали срабатывает конечный выключатель 9, сигнализи­рующий об освобождении храповой собачки 13 толкателя 15 и дающий команду на ход толкателя вперед. После выдачи детали на приемную позицию последующей АЛ толкатель 15 возвращается в исходное положение. В это время отсекатель 11 подготов­ляет следующую деталь к выдаче из накопителя.

Пульт управления 14 позволяет наладчику задерживать выдачу деталей конвейером предыдущей АЛ на первую позицию накопителя, что обеспечивает возможность безопасной работы при съеме деталей с накопителя или при загрузке накопителя деталями, нахо­дящимися на площадке для складиро­вания вблизи накопителя.

Для перемещения деталей небольших размеров с непрямолинейным контуром опорной поверхности применяют кон­вейеры, у которых обе несущие цепи соединены между собой осями с длин­ными свободно прокручивающимися роликами

Для загрузки на первую позицию АЛ деталей, имеющих необработанные опорные поверхности, применяют кон­вейер с несущей цепью, в которой вместо прокручивающихся роликов установлены траки, образующие сплош­ную несущую поверхность. В этом случае при остановке на отсекателе между деталью и несущей цепью наблю­дается трение скольжения, а не трение качения, что допустимо для деталей с необработанной опорной поверх­ностью.

Гибкую связь между спутниками в АЛ с приспособлениями-спутниками осуществляют с помощью конвейеров непрерывного действия с ведущей цепью. Спутники перемещаются по планкам или роликам, а ведущая цепь нахо­дится в зацеплении со звездочками, установленными на спутниках. При перемещении спутника звездочка не может вращаться. В передней части спутника установлен рычаг, взаимо­действующий с кулачком, закреплен­ным на хвостовой части предыдущего спутника, или с выдвижным отсекателем на каждой рабочей позиции АЛ. При повороте рычага звездочка растор­маживается, благодаря чему спутник останавливается, хотя цепь продолжает движение. При этом обеспечивается отсутствие силового взаимодействия между спутниками, т. е. их разделен­ный поток.

Поворотные устройства

Поворотные устройства предназна­чены для межоперационного поворота деталей, что позволяет увеличить число сторон, с которых обрабатыва­ется деталь в АЛ или в системе АЛ. В некоторых случаях поворотные устройства используют также при изме­нении направления транспортирования деталей. По положению оси поворота в пространстве различают поворотные столы (с вертикальной осью вращения), поворотные барабаны (с горизонталь­ной осью вращения, параллельной направлению транспортирования дета­лей в АЛ) и кантователи (с наклонной осью вращения).

Поворотный стол с гидроприводом показан на рис.34. Центральный вал 14 вместе с закрепленной на нем планшайбой 11 приводится во враще­ние гидромотором 1 через червяк 12 и червячное колесо 13. Изменение направления вращения планшайбы осуществляется путем реверса, гидромотора. В конце поворота стола про­исходит торможение планшайбы с по­мощью путевого дросселя 10, работаю­щего в обе стороны. Крайние положе­ния планшайбы определяются винтами 4 и 5, установленными в кронштейнах, прикрепленных к корпусу стола, и упорами 3, прикрепленными к нижней поверхности планшайбы. Расположе­ние упоров зависит от требуемого угла поворота планшайбы. Для контроля крайних положений планшайбы пре­дусмотрены бесконтактные конечные выключатели 8 и 9^ Упоры 7, воздей­ствующие на путевой дроссель 10, и экраны 2, взаимодействующие с ко­нечными выключателями 8 и 9, закреп­лены в Т-образном пазу кольца 6, прикрепленного к планшайбе.

Стол можно устанавливать в АЛ так, что ось вращения совпадает с центром симметрии детали (рис. 35, а). В этом случае для поворота стола необходимо, чтобы конвейер, подающий детали на поворотный стол, отошел в исходное положение, а конвейер, удаляющий деталь со стола, был в переднем поло­жении. Это требование может противо­речить условиям оптимального по­строения циклограммы АЛ . При несовпадении оси вращения стола с центром симметрии детали (рис. 35, б) не требуется отводить подающий конвейер до начала поворота стола, и, если конвейер, удаляющий деталь со стола, выполнен с храповыми собач­ками, то снимаются ограничения по его положению во время поворота.

Ограничения по положению смежных конвейеров полностью снимаются при применении подъемно-поворотного стола, в котором перед поворотом деталь приподнимается с транспортных планок, а после поворота вновь устанавливается на них (рис. 36, а).

При этом оба смежных конвейера могут иметь общий привод. Конструктивно подъемно-поворотные столы подобны поворотным с добавлением привода подъема, чаще всего гидравлического цилиндра. В АЛ, оснащенных конвейерами-перекладчиками, иногда используют подъемно-поворотные столы, не имеющие отдельного привода (рис. 36, б). В этом случае гильза, несущая подшипники (на верхнем торце верхнего подшипника закреп­лена планшайба), прикрепляется к подъемным транспортным штангам.

При подъеме последних подлежащая повороту деталь оказывается на план­шайбе. На нижнем конце вала закреп­лен рычаг, взаимодействующий с не­подвижным штырем при продольном перемещении конвейера. При этом планшайба стола перемещается на шаг и поворачивается на 90°. Затем транспортные штанги опускаются, и повер­нутая деталь устанавливается на неподвижные планки конвейера. При возврате штанг планшайба также воз­вращается в исходное положение. Ско­рость поворота детали ограничивается мощностью привода, необходимой для преодоления момента инерции вращаю­щихся масс. При несовпадении оси вращения с центром тяжести вращаю­щихся частей необходимо также учи­тывать нагрузки от действия центро­бежных сил. Как правило, поворот деталей по времени совмещен с обра­боткой, что позволяет производить поворот сравнительно медленно, за 0,1—0,2 мин. При этом можно не опасаться возникновения больших на­грузок даже при повороте тяжелых деталей.

Поворот деталей вокруг горизон­тальной оси в АЛ осуществляют пово­ротными барабанами, выполненными в двух вариантах: реверсивном и одностороннего вращения. В первом варианте деталь подается в барабан, поворачивается и удаляется из бара­бана, после чего поворотная часть барабана возвращается в исходное положение. В некоторых случаях форма поперечного сечения детали позволяет избежать холостого возврата барабана, т. е. использовать барабан одностороннего вращения.

Кинематическая схема реверсивного барабана показана на рис.37, а. Привод вращения барабана осуществ­ляется гидромотором 13 через червяч­ный редуктор 12, шестерня 14 которого зацеплена с зубчатым венцом /, при­крепленным к поворотной части бара­бана. Крайние положения поворотной части барабана определяются упорами 4 и 8, взаимодействующими с неподвижным упором 9, закрепленным на основании барабана. Для контроля крайних положений предназначены конечные выключатели 7 и 10. Тормо­жение поворотной части барабана при подходе к крайним положениям про­изводится путевым дросселем 3, на который нажимают кулачки 2 и 11, установленные на поворотной части. На этой же части закреплены экраны 5 и 6 конечных выключателей 7 и 10. При торможении поворотных барабанов деталь может смещаться лишь в на­правлении, перпендикулярном к пло­скости поворота. Поэтому единствен­ным критерием для выбора закона торможения является отсутствие удара при остановке.

В барабанах одностороннего дей­ствия неподвижный упор 9 заменяют выдвижным упором 16 (рис. 37, б), перемещаемым гидроцилиндром 17. Барабан одностороннего действия работает по циклу: подача очередной детали и одновременное удаление по­вернутой детали, вывод выдвижного упора и поворот барабана. В началь­ный период поворота выдвижной упор вновь выдвигается. Положения выд­вижного упора 16 контролируют конеч­ные выключатели 15.

Так как все положения поворотной части барабана равнозначны (деталь можно подавать в любом фиксирован­ном положении), то положение поворот­ной части барабана контролируют одним конечным выключателем 7, сра­батывающим при подходе к выдвиж­ному упору. Этот же конечный выклю­чатель дает команду на ввод выдвиж­ного упора, после того как из него при очередном повороте барабана выйдет экран 5 или 6. При повороте барабана на 180° на поворотной части закрепляют два упора 4, при повороте на 90° —четыре упора. Поворот деталей любой формы на 180°, а также деталей, имею­щих в плоскости поворота квадратное сечение, на 90° осуществляется без смещения оси АЛ и изменения положения базовых планок по высоте. При этом центр поворота должен совпадать с центром симметрии детали. При повороте остальных деталей на 90° необходимо смещать ось АЛ или изменять положение базовых планок по высоте, что в каждом конкретном случае определяется конструктивными соображениями.

В тех случаях, когда необходимо осуществить поворот детали как вокруг горизонтальной, так и вокруг верти­кальной осей, в АЛ должны быть последовательно установлены поворот­ный барабан и поворотный стол, а также толкатель для перемещения детали между ними. Все эти устройства могут быть заменены одним кантователем для поворота детали вокруг наклонной оси.

Если деталь toe может быть переме­щена из одного положения в другое одним простым движением, применяют манипуляторы, обеспечивающие не­сколько движений (обычно от трех до пяти). Наибольшее распространение получили манипуляторы с тремя дви­жениями (рис. 38, а), работающие по циклу: захват детали, подъем, поворот, опускание, разжим детали, возврат в исходное положение. Чаще всего манипуляторы применяют для переме­щения деталей с одного конвейера на другой, который расположен под углом 90 к первому.

В тех случаях, когда деталь необхо­димо установить в приспособление, расположенное на поворотном дели­тельном столе многопозиционного станка, манипулятор должен осуществ­лять более трех движений. Схема такого манипулятора, обеспечиваю­щего пять движений (захват детали, подъем, поворот вокруг вертикальной оси, перемещение вдоль горизонталь­ной оси и поворот вокруг этой оси), показана на рис.38, б