СЕКЦИЯ РОЛЬГАНГА ДЛЯ СОРТИРОВКИ ПО ДЛИНЕ ТРАНСПОРТИРУЕМЫХ ЛЕСОМАТЕРИАЛОВ

Предлагаемое устройство в виде секции рольганга предназначено для повышения эффективности сортировки лесоматериалов по критерию длины в процессе их транспортировки с помощью рольганга, а именно - для разделения множества элементов, длина которых меньше или равна требуемой длине, на две группы, одна из которых образована элементами, длина которых не меньше требуемой длины, а другая группа образована элементами, длина которых меньше требуемой длины. Сортировка по длине является необходимой технологической операцией древесно-подготовительного цикла предприятий целлюлозно-бумажной промышленности, где перед подачей круглых лесоматериалов на переработку в рубительную машину выполняется отбраковка короткомеров.
Известен рольганг по патенту на полезную модель RU 98180, содержащий набор валов, установленных в раме, при этом рама соединена с устройством, выполненным с возможностью подъема и опускания рамы, отличающийся тем, что на валах закреплены с возможностью вращения рабочие элементы в виде тел вращения, а также отличающийся тем, что тела вращения выполнены эксцентрическими. Данный рольганг позволяет перемещать круглые и иные лесоматериалы, однако не предусматривает возможности их сортировки по длине в процессе перемещения.
Известен рольганг, в котором ролики приводятся во вращение электродвигателем с помощью цепных передач или конических шестерен. Для лучшего сцепления сырой древесины с приводными роликами их боковую поверхность снабжают шипами. Для упорядочивания движения перемещаемых элементов по рольгангу часть роликов на своей боковой поверхности имеет винтовые гребни (см. книгу: А.Б. Силаев. Грузоподъемные и транспортные устройства в деревообрабатывающей промышленности // M. Издательство «Лесная промышленность», 1978. Стр. 188-191). Для автоматической отбраковки короткомеров рольганг снабжается секцией, в которой по сравнению с другими секциями ролики установлены с увеличенным расстоянием между их продольными осями с тем, чтобы в полученные таким образом проемы между роликами проваливались под действием собственного веса короткомеры. Однако в этом случае при транспортировке неокоренных круглых лесоматериалов силы сцепления коры короткомеров с корой элементов кондиционной длины достаточно велики для того, чтобы удерживать короткомеры на элементах кондиционной длины. По этой причине короткомеры, присоединенные к элементам кондиционной длины преодолевают указанные проемы и сортировка по длине оказывается неэффективной. Такая конструкция секции рольганга не исключает ручного труда для сортировки лесоматериалов по длине в целях отбраковки так называемых короткомеров, чтобы исключить их поступление на переработку в корообдирочный барабан и далее в рубительную машину, поскольку переработка короткомеров в рубительной машине снижает качество вырабатываемой на данной машине древесной щепы, приводит к непроизводительному расходованию энергии и ресурсов оборудования.
Известна секция рольганга для сортировки транспортируемых лесоматериалов по длине в соответствии с патентом на полезную модель RU 117411, Секция рольганга для автоматической сортировки по длине транспортируемых лесоматериалов, имеющая проем, образованный путем увеличения расстояния между продольными осями принудительно вращаемых роликов, и примыкающие к проему стартовый и финишный участки, отличающаяся тем, что длина проема не превышает половины наибольшей длины транспортируемого лесоматериала, а как стартовый, так и финишный участки имеют каждый длину, не меньшую, чем наибольшая длина транспортируемого лесоматериала, причем поперечное сечение роликов как стартового, так и финишного участков ограничено вписанными в окружность замкнутыми гладкими кривыми переменной кривизны.
Однако применение секции по патенту RU 117411 лишь частично устраняет указанные выше недостаток, выражающийся в неполной отбраковке короткомеров по причине недостаточного динамического воздействия на транспортируемые лесоматериалы. Данное динамическое воздействие имеет целью «встряхивание» транспортируемых материалов в вертикальном направлении, что интенсифицирует процесс их автоматического сортирования по длине. Такое динамическое воздействие необходимо для преодоления сил сцепления коры короткомеров с корой элементов кондиционной длины. Эти силы достаточно велики для того, чтобы удерживать короткомеры на элементах кондиционной длины и препятствовать автоматическому сортированию по длине транспортируемых посредством рольганга лесоматериалов. В известной секции рольганга по патенту RU 117411 ролики имеют переменную кривизну поверхности, что создает циклически повторяющееся динамическое воздействие на транспортируемые лесоматериалы. Однако, поскольку поперечное сечение роликов ограничено вписанными в окружность замкнутыми гладкими кривыми переменной кривизны, интенсивность указанного циклически повторяющегося динамического воздействия на транспортируемые лесоматериалы оказывается недостаточной для эффективной отбраковки короткомеров. Увеличить интенсивность циклически повторяющегося динамического воздействия (по типу «встряхивания») на транспортируемые элементы и за счет этого повысить эффективность автоматической отбраковки короткомеров позволяет предлагаемое устройство в виде секции рольганга для сортировки по длине транспортируемых лесоматериалов.
В предлагаемом устройстве технический результат выражается в повышении эффективности автоматической сортировки лесоматериалов по длине в процессе их транспортировки с применением рольганга. Данный технический результат достигается за счет того, что секция рольганга для автоматической механической сортировки по длине транспортируемых лесоматериалов, имеющая проем, образованный путем увеличения расстояния между продольными осями принудительно вращаемых роликов, и примыкающие к проему стартовый и финишный участки, причем как стартовый, так и финишный участок имеют каждый длину, не меньшую, чем наибольшая длина транспортируемого элемента, отличающаяся тем, что боковые поверхности роликов как стартового, так и финишного участков выполнены в форме призм с плоскими боковыми гранями, параллельными продольной оси ролика, причем число данных граней каждого ролика равно по меньшей мере трем, а на смежных с проемом стартовом и финишном участках ролики в виде призм с плоскими гранями установлены с расстоянием L между продольными осями роликов, находящимся в пределах от 2,05·R до 4,50·R, где R - радиус описанной вокруг поперечного сечения призмы окружности с центром на продольной оси призмы.
Техническая реализация секции рольганга схематически показана на фиг.1. Данная секция встраивается в существующий рольганг. Указанная секция включает в себя стартовый 1 и финишный 2 участки, на которых установлены ролики 3. Поперечное сечение роликов 3 имеет форму четырехугольников. Дугообразными стрелками на схеме указано направление вращения роликов. Ролики приводятся в синфазное вращение электродвигателями с передаточными механизмами, например, в виде редукторов и роликовых цепей. Ролики предназначены для транспортировки лесоматериалов 4 и 5. Ролики одной из этих групп установлены с увеличенным расстоянием между продольными осями роликов другой группы с тем, чтобы в полученные таким образом проемы между роликами проваливались под действием собственного веса короткомеры 5. Элементы кондиционной длины 4 не проваливаются в указанные проемы, так как размер проема по направлению перемещения меньше половины длины элемента 4.
Длина проема, измеренная по направлению горизонтального перемещения транспортируемых лесоматериалов, не превышает половины наибольшей длины транспортируемого элемента. Если указанная длина проема будет больше половины наибольшей длины транспортируемого элемента, то данный элемент под действием собственного веса провалится в проем, как и все остальные транспортируемые с помощью рольганга элементы. Для эффективного разделения по длине транспортируемых элементов указанная длина проема назначается в пределах от 40% до 50% от наибольшей длины транспортируемого элемента 4.
Ролики в виде призм с плоскими гранями установлены с расстоянием между L продольными осями роликов, находящимся в пределах от 2,02·R до 4,50·R, где R - радиус описанной вокруг поперечного сечения призмы окружности с центром на продольной оси призмы. Если указанное расстояние равно 2,00·R, то будет иметь место касание боковых поверхностей рядом расположенных роликов, что объясняется неизбежными отклонениями реальной формы и размеров роликов от идеальных формы и размеров. При таком касании могут появляться силы трения, которые приведут к повышению затрат энергии на вращение роликов. Кроме того, при таком касании становится невозможной автоматическая очистка роликов от мелких частиц, отделяемых от транспортируемых лесоматериалов в процессе их транспортировки по рольгангу. Поэтому по технологическим условиям расстояние L равно, как минимум, 2,02·R. Если же данное расстояние увеличить сверх 4,50·R, то по всей длине секций рольганга появятся проемы, через которые будут отбраковываться наиболее короткие транспортируемые по рольгангу элементы. В этом случае отбракованные короткомеры будут распределены по всей длине секции рольганга, что приведет к необходимости периодической чистки и, возможно, к периодической остановке производственного процесса. Поэтому технологически рациональной является отбраковка всех короткомеров с помощью указанного выше проема между стартовым и финишным участками.
На фиг.2 показано поперечное сечение ролика (заштриховано), имеющего форму прямоугольника, что обеспечивает в дополнение к горизонтальному перемещению циклически изменяющееся вертикальное перемещение транспортируемых лесоматериалов по типу «встряхивания», и тем самым достигается отделение короткомеров 5 от транспортируемых элементов стандартной длины 4.
На фиг.3 показано поперечное сечение ролика (заштриховано), имеющего форму квадрата, что также обеспечивает в дополнение к горизонтальному перемещению циклически изменяющееся вертикальное перемещение транспортируемых лесоматериалов, однако с меньшей амплитудой по сравнению с роликом по фиг.2,.
Аналогично, на фиг.4 показано поперечное сечение ролика, имеющего форму треугольника, что обеспечивает, в дополнение к горизонтальному перемещению, циклически изменяющееся вертикальное перемещение транспортируемых лесоматериалов с большей амплитудой, но с меньшей частотой (по сравнению с роликом по фиг.3).
Ролики выполнены пустотелыми, что отвечает целям ресурсосбережения без ущерба для функционирования предлагаемого устройства.
Для исключения пробуксовки роликов необходимо надежное зацепление их поверхности с поверхностью транспортируемых лесоматериалов, для чего на внешней поверхности поперечные сечения роликов по фиг.1-3 соединение граней выполнено без скругленных углов.
Функционирование предлагаемого устройства. Наличие роликов 3, имеющих форму треугольников или четырехугольников, установленных в указанном выше порядке, а также размер проема по направлению перемещения, не превышающий половины длины элемента кондиционной длины, обеспечивают беспрепятственное перемещение элементов 4 кондиционной длины по рольгангу. Точечной линией на рис.1 изображены положения элементов 4 и 5 после прохождения ими указанного выше проема. Ролики 3, принудительно вращаемые относительно своих продольных осей, сообщают находящимся на секции рольганга элементам не только горизонтальное перемещение, но и периодически изменяющееся во времени вертикальное перемещение. Тем самым создается динамическое воздействие типа «встряхивание», которое необходимо для эффективного преодоления указанных выше сил сцепления коры короткомеров 5 с корой элементов 4 кондиционной длины. В итоге такого воздействия, обеспечиваемого предлагаемым техническим решением, короткомеры 5 автоматически отделяются от элементов кондиционной длины 4 и под действием собственного веса проваливаются в указанный выше проем, поступая на дальнейшую переработку. Элементы же кондиционной длины 4 не проваливаются в проем, поскольку размер проема в направлении продольного перемещения не превышает половины длины кондиционного элемента 4. Тем самым достигается заявленный технический эффект, выражающийся в повышении эффективности автоматической механической сортировки по длине перемещаемых с помощью рольганга лесоматериалов. Конкретным выражение эффективности является повышение качества выпускаемой продукции, автоматизация механической сортировки, сокращение непроизводительного расходуемых энергии и ресурсов.
Принципиальных отличий в функционировании предлагаемого оборудования, снабженного роликами по фиг.2, фиг.3 или фиг.4 нет. Однако, если выбрать в качестве основного варианта ролик по фиг.2, то применение роликов с формой поперечного сечения по фиг.3 или по фиг.4 обеспечивает изменение частоты и амплитуды циклически повторяющихся вертикальных перемещений транспортируемых лесоматериалов. Указанная частота для роликов по фиг.3 и 4 соотносится как 4:3. Для ролика по фиг.2 указанная частота зависит от соотношения сторон прямоугольника и в пределе может составлять от 50% (в случае узкого прямоугольника) до 100% (если прямоугольник является квадратом) от частоты циклически повторяющихся вертикальных перемещений для ролика по фиг.3. Амплитуда циклически повторяющихся вертикальных перемещений для роликов по фиг.2-3 равна наибольшему расстоянию, измеренному по нормали от внешней грани поперечного сечения ролика до точки на описанной окружности. В зависимости от свойств транспортируемых элементов выбирается вариант роликов, обеспечивающий наиболее эффективное автоматическое механическое разделение транспортируемых элементов.
Тем самым в предлагаемом устройстве технически обеспечена возможность выбора наиболее приемлемого варианта в целях повышения эффективности сортирования по длине транспортируемых лесоматериалов с учетом их физико-механических свойств, геометрических и древесиноведческих характеристик.
Библиография
1. Рольганг // Патент на полезную модель RU 98180 U1 МПК B65G 13. Опубликовано 2010.10.10.
2. Силаев А.Б. Грузоподъемные и транспортные устройства в деревообрабатывающей промышленности // М. Издательство «Лесная промышленность», 1978. Стр. 188-191.
3. Секция рольганга для сортировки транспортируемых лесоматериалов по длине // Патент на полезную модель RU 117411 U1 МПК B65G 13/11. Опубликовано 27.06.2012.