Бункеры

Применяют в качестве емкости для накопления однородных деталей сравнительно небольших размеров (рис3.1.). Заготовки помещаются в бункере навалом. Механизмы обязательно имеют устройства для ориентации, захвата и транспортирования заготовок в рабочую зону.

Применяется в массовом производстве, где форма и размеры детали не изменяются длительное время. Размеры деталей обычно малы, а их форма простая, Т_машобычно не­большое. Бункерные устройства позволяют широко внедрить многостаночное обслужива­ние.

Преимущество бункеров состоит в том, что они обеспечивают весьма длительное время работы оборудования без вмешательства рабочего и малое время загрузки. Недостат­ки: сложная конструкция и возможность механического повреждения поверхности находя­щихся в бункере деталей. Бункеры состоят из собственно бункера, механизмов ориентации и захвата. Ёмкость бункера обеспечивает запас заготовок в количестве, необходимом для непрерывной работы механизма ориентации в течение заданного промежутка времени без пополнения и подго­товку заготовок к захвату.

Для увеличения емкости в бункере его часто выполняют из двух частей – предварительного бункера с большим запасом деталей и собственно бункера малой емкости с встроенным захватно-ориентирующим устройством. Это уменьшает механические повреждения деталей и облег­чает их подготовку к захвату, повышая тем самым производительность бункера. Предварительный бункер может быть выполнен неподвижно относительно бункера или подвижно. Последнее имеет место при высоком расположении загрузочного устройства, - предварительный бункер служит одновре­менно подъемником. Чаще применяют сварные бункеры из листовой стали, иногда - литые бункеры из чу­гуна или алюминиевых сплавов. Бункеры снабжаются:

- ворошителями - механизмами для ворошения деталей и предотвращения затора дета­лей перед выходным отверстием бункера;

- захватами - механизмами, служащими для захвата заготовки и подачи ее из бункера в накопитель;

- накопителями - механизмами, представляющими из себя емкость в форме лотка и передающими детали из бункера на станок.

Форма и размер бункера влияют на производительность, затраты времени на обслуживание станков и т.д. Наиболее распространены ковшеобразные и цилиндрические. При вращающихся захватных механизмов бункеры имеют форму тела вращения, при воз­вратно-поступательном движении захвата - призматическую и ковшеобразную.

 

Рис. 3.1.Типы бункеров: а) ковшеобразный; б) цилиндрический; в) разновидности основных типов бункеров.

Рис. 3.2. Рассчетная схема бункера

Емкость бункера является важным показателем, влияющим на время обслуживания бункера и его габариты. Объем бункера определяется необходимым запасом заготовок. который должен вмещаться для обеспечения непрерывной работы загрузочного устрой­ства в течение расчетного периода времени:

[м²],

где: V_з - объем заготовки в м²; Т - период времени непрерывной работы

Рис. 3.3. Допустимое число рядов заготовок в бункере в зависимости от их наибольшего размера

 

загрузочного устройства в мин.; t - штучное время обработки в мин.; Q - средняя производительность загрузочного устройства в шт/мин; q -коэффициент объемного заполнения, зависящий от конфигурации и размеров заготовки и определяемый экспериментально (для простых по форме заготовок q = 0,4...0,7). Размеры бункера и соответственно его емкость, ограничены допустимыми нагрузками на боковые стенки_}необходимостью перемешивания в нем деталей для их захвата и ориентации. Высоту бункера N со встроенным завхватно-ориентирующим устройством обычно принимают не более 1/4 размера В (рис,3.2.). Давление на боковую стенку бункера определяет из тех соображений, что оно создается массой Q деталей, расположенных в клиновом прост­ранстве между стенкой и плоскостью АВ обрушения, проходящей под уг­лом , где j - угол естественного откоса материала. Обычно толщине стенок бункера мм, где Q - масса загруженных деталей, кгс, определяется через соответствующий объем и насыпной вес деталей, который в зависимости от их формы колеблется в пределах , а g – удельный вес материала деталей (Таблица 3.1.).

Таблица 3.1.

Форма деталей	Насыпной вес
Втулки и стаканы	0,3
Болты и гайки.	0,5
Цилиндрические детали	0,65
Шары	0,7

 

Взаимная подвижность деталей в бункере, которую называют сыпучестью, уменьша­ется с увеличением массы и габаритов деталей, а также при усложнении их формы. Сыпу­честь характеризуется углом естественного откоса и ограничивает допустимое число слоев деталей в бункере, т.е. его рабочую высоту. На рис 3.3. - кривая, полученная на основе стати­стической обработки фактических данных.

Допустимое по условию взаимной подвижности число слоев деталей в зависимости от их наибольшего размера ограничивает целесообразность применения бункеров при наи­большем размере деталей 150 мм, т.к. однорядное расположение деталей превращает бун­кер в магазин, с наибольшим размером не свыше 10 мм. Именно для таких деталей и целе­сообразно применять бункеры.

Для передачи заготовки из бункера в зону обработки в ориентированном виде приме­няют специальные ориентирующие устройства, которые перемешивают заготовки в бунке­ре и захватывают лишь те из них, которые ориентированные должным образом. При произ­вольной загрузке заготовок в бункер они занимают различное произвольное положение.

В зависимости от формы существует вероятность того или иного их положения. Ориентация может быть выполнена в один или два приема.

Конструкция механизма ориентации зависит от конфигурации заготовки, ее разме­ров, числа ступеней ориентации, возможности захвата и других параметров заготовки. Ме­ханизмы могут быть с поштучной выдачей порциями и непрерывной выдачей.

Заготовки по своей конфигурации делятся примерно на 5 групп (рис.3.4.):

1. Заготовки (рис.3.4.,а), имеющие множество осей симметрии (шары ); заготовки этой группы не нужно ориентировать, однако, в том случае, когда шар имеет окна или выемки, ориентация существенно усложняется.

2. Заготовки (рис. 3.4.,б) тел вращения имеющие одну ось симметрии и одну плоскость симметрии, перпендикулярную к оси вращения;

3. Заготовки (рис. 3.4.,в) тел вращения имеющие только одну ось симметрии - ось вращения и не имеющие плоскости симметрии, перпендикулярной оси; заготовки этой группы необходимо ориентировать дважды; по оси вращения и относительно плоскости перпендикулярной к оси вращения.

4. Заготовки (рис. 3.4.,г) тел вращения с несимметричными элементами; эти заготовки в зависимости от конфигурации и размеров несимметричных элементов необходимо неоднократно ориентировать.

5. Призматические и пластинчатые заготовки (рис. 3.4.,д); если заготовки симметричны относительно трёх взаимно перпендикулярных плоскостей0 их ориентация не вызывает трудностей, а если заготовки имеют несимметричные элементы, то необходима многократная ориентация.

Производительность механизма ориентации в бункере должна быть на 15 - 20 % вы­ше, чем производительность станка.

 

Рис. 3.4. Типы штучных заготовок

Привод подвижной части бункера может осуществляться от кинематики станка, или быть отдельным, например, пневматическим или электромеханическим.

Конструкция бункеров отличается разнообразием в связи с особенностями ориенти­рующих устройств, обеспечивающих дальнейшую подачу заготовок из бункера в ориенти­рованном виде.

3.2.1. Бункер с ножевыми ( шиберными )захватами.

Применяются для болтов, гаек. шайб, валиков, и подобных им заготовок. Ножевые захваты (шиберы) могут быть расположены параллельно (рис. 3.5.,а), или последовательно (рис. 3.5.,б), по отношению к лотку - накопителю.

В шиберных механизмах с последовательным расположением шибера и накопителя шибер захватывает из бункера порцию заготовок, занявших необходимое положение, и поднимает их к накопителю, где и задерживается на некоторое время с тем, чтобы захва­ченные заготовки успели соскользнуть и возвращается в бункер вместе с шибером, который захватывает следующую порцию заготовок.

Работа шиберного механизма с параллельным расположением шибера и накопителя аналогична предыдущему типу, с той разницей, что заготовки, занявшие неправильное по­ложение, скатываются по поверхности накопителя и отбрасываются в бункер отбрасывателем, выполненным обычно в виде звездочки, которая вращается навстречу потоку переме­щающихся заготовок.

Основные соотношения размеров бункера. Ширина бункера B принимается в зависимости от длины заготовки : . Глубина бункера , где . При движении деталей в лотке качением угол наклона ножа (шибера) a £ 20° , (рис. 7), скольжением - a 45°. Угол скоса шибера a₁= 50°. Ширина скошенной стороны шибера заготовки.

Угол наклона лотка-накопителя a₂= 30°. Длина ножа . Длина хода ножа (шибера) при и при ; для гаек , где h - высота гайки.

При последовательном ножевом захвате бункеры имеют низкую производительность - около 100 заготовок в минуту. Производительность бункера с ножевыми захватами параллельными лотку - до 500 заготовок в минуту. Заготовки выдаются порциями.

Для заготовок из чугуна, стали, различных поковок, шибер выполняется составным – верхняя часть изготавливается из закаленной стали, для обработанных деталей верх шибера выполняется из мягкой стали.

 

Рис. 3.5. Бункеры с ножевыми (шиберными) захватами: а) с параллельным и б) с последовательным расположением накопителя.

3.2.2. Бункеры с секторными захватами.

Они по конструкции похожи на бункеры с ножевыми захватами и используются для подачи заготовок с головками ( болтов, винтов ), валиков и реже небольших дисков, П - и Г - образных заготовок; Сектор также располагается после­довательно (рис. 3.6) или параллельно (рис. 3.7.) лотку - накопителю. Соответственно различна и их производительность.

Для уменьшения износа сектора на участке, по которому перемещаются заготовки, сектор выполняется составным - верхняя его часть представляет собой съемные стальные закаленные планки.

Основные соотношения размеров бункера. Ширина бункера . Если секторов два, то . Длина сектора . Глубина бункера . Остальные размеры выбирают аналогично ножевым механизмам ориентации.

Число двойных ходов сектора определяют исходя из двух условий. Во-первых, заготовка, захваченные сектором, должны успеть попасть из паза сектора в накопитель. Во-вторых, в момент подхода сектора к верхнему положению заготовки не должны подбрасываться вверх.

 

Рис. 3.6. Бункер с последовательным расположением захвата	Рис. 3.7. Бункер с параллельным расположение секторного захвата

Первое условие может быть удовлетворено, если время t₁ движения заготовки из крайнего положения на секторе в накопитель меньше или равно времени t₂поворота сектора на угол 2(a-r), то есть t₁ £ t₂. Отсюда число двойных ходов:

где: a - угол наклона сектора в крайнем верхнем положении; r - угол трения определяющий начало движения заготовок по лазу сектора к лотку-накопителю под действием собственной силы тяжести; D - угол перебега сектора; g - ускорение свободного падения; f - коэффициент трения заготовки о сектор; L_c - длина рабочей части сектора. Второе условие удовлетворяется при соблюдении неравенства:

откуда, учитывая пропорциональность n²_дв.х. и Е_к в кривошипном приводе:

где: – максимальное угловое ускорение сектора; а - коэффициент, зависящий от угла a (для a = 20°...40° а₁ = 0,0045...0,0085).

Число двойных ходов возрастает при увеличении скорости опускания сектора, а также при подъеме сектора с небольшой амплитудой. При этом конструкция привода несколько усложняется, но вследствие улучшения условий захвата и выдачи заготовок повышается производительность, но зави-

сит от соотношения размеров заготовки. Заготовки выдаются порциями.