В.В. Трухин Конструкции технических средств системы удаления стружки в условиях ГПС

10

портируемого материала и к быстрейшему износу винта по вершинам витков.

К недостатку безопорного транспортера (рис. П10, б) относится то, что поступающая стружка захватывается винтом, подминается под него и на выходе сходит с винта в виде спрессованной спирали. На эту работу требуется дополнительная мощность.

Общим недостатком винтовых транспортеров является малый фронт приема стружки в поперечном сечении. Поэтому стружка часто зависает над винтом и ее необходимо время от времени осаживать.

Безопорные транспортеры могут быть изготовлены длиной не более 3-3,5 м, так как более длинный винт оказывается недостаточно жестким и ненадежным в работе (легко искривляется).

На рис. П11 представлен современный винтовой транспортер с промежуточными опорами. Он состоит из желоба 7, составного винта 2, червячного редуктора 3, двух промежуточных опор 4 и конечной опоры 5. Желоб транспортера, редуктор и конечная опора крепятся к металлоконструкции. Загрузка транспортера стружкой осуществляется через специальные загрузочные отверстия 6. В кронштейне транспортера имеется отверстие для выхода стружки, через которое она поступает на скребковый транспортер 7.

На рис. П12 представлена конструкция безопорного винтового транспортера, установленного в шестишпиндельном прутковом автомате 1240Б наклонно под углом β к горизонту.

Транспортер выгружает за час при непрерывном процессе работы свыше 100 кг стружки.

Транспортирующий винт 1 приводится во вращение от приводного вала 2. Промежуточными звеньями для передачи вращения винту является шарнирная муфта 3 и пробка 4, запрессованная в трубу винта. Для большей надежности соединения пробка с трубкой сварены. Приводной вал приводится в движение от электродвигателя через коническую пару 5, связанную кинематически со станком, на котором установлен винтовой транспортер. Крепление желоба к станине осуществляется с помощью пальцев 6 и бобышек 7, одни из которых приварены

кжелобу, другие - к станине.

Спомощью болтов 8 выбирается оптимальный наклон желоба, так как угол наклона обеспечивает слив охлаждающей жидкости через отверстие в торцовой стенке желоба.

11

На рис. П13 приведен общий вид двухвинтового транспортера. Назначение - транспортировать стальную винтовую стружку от станочных линий.

Винты 1 расположены параллельно, один с левой, а другой с правой спиралью. Соответственно этому винты имеют левое и правое вращение. Основание желоба 2 выполнено в виде двух полуцилиндров, срезанных ниже центра настолько, чтобы при работе во время осадки винта, вследствие износа витков и корыта, не образовывались боковые и клиновидные карманы.

Внутренняя поверхность основания желоба и наружная поверхность винта проточены с допуском, обеспечивающим практически их беззазорный контакт.

Винт соединен с приводным валом 3 шарнирной муфтой 4, компенсирующей неточности монтажа и постепенную осадку винта в процессе износа витков винта и основания желоба. Литое чугунное основание желоба собирается из отдельных нормальных звеньев. Эти звенья растачиваются попарно и скрепляются болтами на контрольных штифтах вдоль всей трассы.

Боковые стенки 5 и 6 изготовляются из листовой стали различной толщины и привинчиваются к основанию и к боковым швеллерам 7, образуя дополнительное корыто, составляющее основную емкость транспортера. Таким образом, получается как бы два корыта, в первом из которых размещается винт, во втором - стружка.

Если транспортер устанавливается под полом, то его желоб монтируется (по длине) в канале на продольных балках 8. Канал закрывается плитами 9, которые с внутренней стороны (со стороны стружки) должны иметь гладкую поверхность, обеспечивающую свободное перемещение стружки при предельном заполнении транспортера.

Наземные транспортеры могут быть открытыми. Однако, если транспортер располагается наклонно, он должен быть закрытым во избежание ссыпания стружки.

Работа транспортера происходит следующим образом. Витая крупная стружка, попавшая на винты и не провалившаяся между винтами, отбрасывается влево и вправо и транспортируется по верхнему корыту. Мелкая стружка, провалившаяся между витками винтов, транспортируется по дну нижнего корыта.

Если элементная мельчайшая стружка случайно попадает под виток винта, она быстро выходит из-под него. При попадании на винты

12

пышного и спутанного клубка стружки она разрыхляется винтами и распределяется по левую и правую стороны верхнего корыта.

То же происходит и с витой стружкой, попавшей поперек винтов транспортера. Поток витой стружки в транспортере на выходе должен быть направлен только по оси винта. Ни в коем случае не допускается направление спиральной стружки сразу вниз (как для сыпучих материалов), так как витая стружка не будет выпадать из отверстия корыта.

Втех случаях, когда необходимо направить поток стружки сразу вниз, надо выходную часть делать под углом, но лучше ставить на выходе наклонный щит, который направлял бы стружку вниз.

Как правило, движение стружки по направлению должно быть от привода, чтобы стружка при выходе из корыта не пересекала вал (винты должны быть толкающими).

4.ШТАНГОВЫЕ ТРАНСПОРТЕРЫ С ШИПАМИ ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ СТАЛЬНОЙ СТРУЖКИ

Взависимости от назначения штанговые транспортеры с шипами изготовляются участковыми и сборными. Для удобства монтажа и ремонта как первые, так и вторые собираются из отдельных секций. Сборный транспортер (рис. П14) состоит из нормальных трехметровых секций, перевалочных секций длиной 1,5 м и дополнительных секций, длина и количество которых определяются количеством и расположением перевалочных секций (в нашем случае длиной 2,25 м). Участковые транспортеры могут собираться только из нормальных секций. В случае, если их длина не кратна 3, то может быть еще дополнительная секция длиной более 3 м или менее.

Штанговые транспортеры состоят из короба 1 (рис. П14, а) с размерами поперечного сечения 600х600 мм, к внутренним стенкам которого привариваются в определенном порядке шипы 2 с остриями, направленными в сторону движения стружки. Внизу короба совершает возвратно-поступательное движение штанга 3, прямолинейное направление которой обеспечивается специальными пазами, укрепленными к дну короба. К штанге также привариваются шипы 4 с остриями, направленными в сторону движения стружки. Механизмом, создающим возвратно-поступательное движение штанги, является гидроцилиндр 5, приводом которого служит электродвигатель 6 и гидравлический насос 7.

13

Совершая рабочий ход, штанга остриями шипов цепляет находящуюся в коробе стружку и протаскивает ее вперед. Шипы короба не препятствуют движению стружки, так как их острия со штангой, стружке препятствуют шипы короба, так как теперь их острия совпадают с направлением движения штанги. При обратном ходе штанги движению стружки препятствуют шипы короба, так как теперь их острия направлены против движения штанги. Зацепившись за шипы короба, стружка удерживается ими от движения назад. Итак, при каждом рабочем ходе стружка продвигается по желобу вперед.

Стружка в сборные транспортеры загружается из участковых секций через перевалочные секции. Для загрузки же участковых секций в крышах нормальных секций коробов делаются приемные окна, количество которых определяется количеством и расположением металлорежущих станков, которые они обслуживают.

Располагаются транспортеры в непроходных каналах, закрытых сверху чугунными плитами. Места загрузки плитами не закрываются. Здесь делаются решетчатые люки, вращающиеся на петлях.

Секция штанги (рис. П14, б) изготавливается из толстостенной трубы 1 размером 76х8 мм, к которой через каждые 750 мм привариваются по вертикальному шипу 2 и по две горизонтально расположенные лопатки 3. Снизу к трубе приваривается ребро 4 Т-образного сечения длиной 2380 мм. Своим Т-образным ребром штанга скользит в направляющих планках. В начале штанги приваривается фланец 5, имеющий шесть отверстий с резьбой. В конце приваривается фланец 6, имеющий шесть отверстий под болты с потайной головкой. Первым фланцем штанга соединяется с секцией, расположенной сзади, вторым - с секцией, расположенной впереди. В крайнем заднем положении острия шипов и лопаток штанги не доходят до соответствующих остриев шипов короба на 100 мм. Такое расположение одних шипов по отношению к другим обеспечивает хорошую захватываемость стружки шипами штанги, когда она совершает рабочий ход.

Секции коробов выполняются сварными (рис. П14, в). Боковые стенки 1 секции и дно 2 изготавливаются из листовой стали толщиной 5 мм. Каркас сваривается из уголков 3 размером 50х50х5. К боковым стенкам через каждые 750 мм привариваются по три шипа 4, направленных остриями в сторону движения стружки. Верхний и средний шипы имеют одинаковые размеры, нижний размерами меньше. Крышка 5 короба изготавливается также из листовой стали толщиной 5 мм. Кре-

14

пится она к боковым стенкам болтами. Снизу к крышке привариваются шипы 6, которые располагаются по два вряд. Расстояние между рядами 750 мм. Секции коробов соединяются скобами 7 и затягиваются клиньями 8. Ко дну коробов болтами крепятся две направляющие планки 9, обеспечивающие прямолинейное движение штанги по оси короба. Направляющие планки не дают длинной штанге выпучиваться под действием сжимающих и изгибающих сил, возникающих во время рабочего хода. Между направляющими вставляется опорная плитка 10. Положение направляющих и плитки по высоте может регулироваться прокладками 11. Для увеличения прочности дна и для создания необходимой прочности резьбы отверстия ко дну привариваются планки 12.

Эксплуатация штанговых транспортеров показала, что ими хорошо перемещать стальную спиральную и сливную стружку и плохо мелкую и дробленую. Однако при работе транспортера со стальной и сливной стружкой не исключена возможность попадания в него и мелких остатков этой стружки. За несколько дней работы транспортера ее собирается довольно много. Не захватываясь шипами транспортера, она остается на дне короба, двигаясь вместе со штангой взад-вперед. Правда, часть мелкой стружки захватывается клубками стружки и проталкивается вперед. Мелкая стружка, собираясь внизу короба, забивает и заклинивает направляющие, что ведет к поломкам транспортера. Это является основным недостатком таких транспортеров. Т-образное ребро штанги скользит в направляющих короба с зазором 10 мм без смазки и без защиты от попадания стружки между трущимися поверхностями. Наличие в стружке охлаждающей жидкости способствует ржавлению и ухудшает работу трущейся пары. Поэтому направляющая короба и Т-образное ребро быстро изнашиваются.

Для преодоления больших трений расходуется дополнительная мощность привода.

Привод транспортеров осуществляется от гидравлического цилиндра диаметром 150 мм.

Для обеспечения надежности работы сальникового уплотнения передняя часть штока закрепляется в ползуне, имеющем строго ограниченные возможности перемещения в направлениях, перпендикулярных к ходу поршня. Ползун соединяется со штангой при помощи промежуточного стержня.

15

5. СРЕДСТВА ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ СТРУЖКИ

В тех случаях, когда по местным условиям затруднительна установка вдоль или поперек проходов и проездов механических транспортеров, для транспортирования стружки применяют пневматические транспортеры.

Способ пневматического транспортирования металлической стружки наиболее эффективен. Компактность, простота, герметичность, надежность конструкции, меньшие затраты на изготовление являются преимуществами этого способа транспортирования.

На московском автозаводе им. И.А.Лихачева в целях оценки практического действия пневматического транспорта стружки была использована установка для удаления пыли и гари от вагранок. В этой установке вакуум - насос производит разрежение в циклоне - бункере, которое передается по трубопроводу к камерам осаждения колошниковой пыли. Скорость воздуха, замеренная анемометром в месте отсоса пыли, составляла 32 м/с. Диаметр всасывающего трубопровода 90 мм, мощность вакуум-насоса 55 кВт, разрежение 0,6 Па.

Для проведения эксперимента был сделан дополнительный отвод с гибким шлангом от всасывающей линии для подсоса стружки; подсос из камер был заглушен.

Два сорта стружки - влажная чугунная и мелкая стальная были подведены к месту отвода и подавались к отверстию шланга. Стружка засасывалась и уносилась по трубе в циклон-бункер, где она оседала и скапливалась. Опытным путем при этих условиях были установлены энергичное всасывание и подача стружки по трубопроводу вакуумной линии. Предварительный расчет основывался на том, что по трубе диаметром 150 мм при скорости воздуха 35 м/с вполне возможна транспортировка стружки на расстояние до 300 м.

Стружка перемещается по трубе в потоке воздуха, движущегося с предельной скоростью, при этом она может перемещаться в горизонтальной и вертикальной части трубопровода.

Существуют две различные пневматические системы для транспортирования мелкой стружки: воздуходувная и вакуумная.

Пневматический транспортер воздуходувной системы (рис. П15) характеризуется тем, что воздух в трубопроводе перемещается под действием воздуходувки 1, работающей с избыточным давлением

16

0,3-0,4 Па. Для выравнивания давления устанавливается воздушный клапан или ресивер 2.

Скорость воздушного потока достигает 25 м/с. Для ввода в трубопровод стружки имеется шлюзовой затвор 3, передающий стружку из воронки 4 и препятствующий проходу сжатого воздуха в воронку.

Стружка под действием воздуха поступает в бункер 5, где оседает, а воздух проходит через фильтр 6 для очистки от пыли, что особенно важно при транспортировании чугунной стружки. Шлюзовой затвор часто заменяют так называемой трубкой (или насадкой) Вентури. Она обеспечивает ввод стружки в трубопровод воздуходувной системы. В том месте, где следует ввести стружку в трубопровод, монтируется звено, в котором имеется вставка, суживающаяся в виде сопла. Вокруг этого сужения образуется полость, где создается разрежение. В этом месте помещается воронка, через которую стружка поступает в трубопровод. Стружка подхватывается и уносится по трубопроводу потоком воздуха. В воронку трубки Вентури стружку подает вибрационный пи- татель-лоток.

Пневматический транспортер вакуумной системы (рис. П16) отличается тем, что стружка благодаря разрежения, создаваемому вакуумнасосом 1, засасывается в бункер 2.

Скорость в такой системе достигает 25-35 м/с. Разрежение 0,55 Па. В этом случае стружка поступает через обычную воронку 3 или

сопло 4.

Для последовательности включения мест питания трубопровода стружкой устраивают специальные задвижки 5, сблокированные в одну пневмоэлектрическую систему управления. С целью предупреждения попадания стружки и пыли в вакуум-насос на линии устанавливают фильтр 6.

Выдача стружки из приемного бункера производится посредством специального шлюзового затвора (пневматического замка) с пневматическим приводом.

Стружка под действием собственного веса проходит последовательно через систему самозакрывающихся крышек на пути из бункера - ресивера в бункер - склад, не нарушая таким образом разрежения в ресивере.

Воздуходувная система обычно применяется для стальной дробленой стружки, для чугунной стружки более приемлема вакуумная система. Это объясняется тем, что чугунная стружка содержит много ме-

17

таллической пыли и при работе с разрежением в трубопроводе пыль не будет попадать из трубопровода в помещение.

Пневматические системы транспортирования стружки могут достигать производительности 25 т/ч. Скорость перемещения стружки по трубопроводу постоянна. Диаметры стружкопровода, употребляемые в разных системах, колеблются в пределах 100-300 мм.

Мощность электродвигателя зависит от сопротивления в линии трубопровода, количества перебрасываемой стружки в единицу времени и скорости, достаточной для надежного поддержания стружки во взвешенном состоянии.

Пневматические транспортеры позволяют транспортировать по одной трубе в разное время несколько видов стружки.

Сухая чугунная стружка проходит по трубопроводу беспрепятственно, влажная прилипает к стенкам, что может привести к засорению системы. Кроме того, влажная стружка в зимнее время подвержена замерзанию. Стружка может находиться в системе, например, в бункерехранилище, не более 60 часов, так как она подвержена быстрой коррозии, в результате чего слеживается в сплошную массу. Влажную стружку в некоторых случаях высушивают посредством отгонки эмульсии в центрифуге или экстракторе, после чего включают в систему для передачи по тому же трубопроводу.

Поворотов и колен на линии делают как можно меньше (одно-два колена с радиусом R = 600 мм).

Ввиду значительного абразивного действия стружки (при скорости до 1500 м/мин) колена выполняются из закаленного металла с твердостью НВ 600. Толщина стенок колен принимается равной 25 мм.

Наряду с рассмотренными выше транспортными средствами для транспортировки стружки применяются и другие транспортные средства.

Несмотря на большое количество разновидностей, все они имеют одно общее - кольцевое движение несущих рабочих органов, состоящих из рабочей и холостой ветвей. К этой группе транспортных средств относятся ленточные транспортеры со стальной и прорезиненной лентой, пластинчатые, коробчатые, лотковые, скребковые и другие транспортеры.

Указанные транспортные средства обладают относительно большими поперечными размерами; это большой недостаток в условиях современных механических цехов.

18

При установке таких транспортеров на полу цеха они занимают много производственной площади, при установке под полом для их обслуживания требуются проходные каналы больших размеров. Поэтому такие транспортеры желательно использовать в качестве сборочных (магистральных). В сборочные транспортеры стружка поступает со всего цеха и транспортируется за его пределы. К недостатку этих транспортеров относится то, что часть транспортируемой ими стружки уносится холостой ветвью под раму конвейера. Это вызывает необходимость предусматривать под конвейером место для скопления этой стружки, удалять которую приходится вручную. В процессе работы такие транспортеры часто выходят из строя из-за попадания в их движущие части стружки.

Из этого класса транспортных средств следует отдать предпочтение ленточным транспортерам, обладающим наиболее высокими эксплуатационными качествами.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Рябов В.В. Механизация удаления стружки в механических цехах. – М.: Машиностроение, 1984.

2.Мельников Г.Н. Проектирование механосборочных цехов / Г.Н.Мельников, В.П.Вороненко. – М.: Машиностроение, 1974.

3.Елизаров А.П. Автоматизация удаления стружки из зоны резания в условиях роботизированных гибких производств. – М.: Электротехника, 1984.

4.Роботизированные технологические комплексы и гибкие производственные системы в машиностроении: Альбом схем и чертежей / Под ред. Ю.М.Соломенцева. – М.: Машиностроение, 1989.

5.Трухин В.В. Технические средства системы удаления стружки в условиях ГПС / В.В.Трухин, Н.А.Алехин, Ю.В.Видманкин. – Кемерово: КузГТУ, 2000.

19

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рис. П1. Основные виды стружки