ПНЕВМОПРИВОД ПОДЪЕМНО-ОПУСКНОЙ СЕКЦИИ КОНВЕЙЕРА

Полезная модель относится к конвейерному оборудованию, а именно к устройствам для. загрузки (разгрузки) транспортируемых изделий на конвейер, и может быть использована в пневмоприводах подъемно-опускных секций для перегрузки кузовов легковых автомобилей с автоматической линии сварки на подвесной толкающий конвейер (ПТК).
Подъемно-опускная секция -это механизм, перемещающий участок пути конвейера (подвижную раму с подвеской и находящимся на подвеске изделием), в вертикальном направлении.
В условиях крупносерийного производства и при жестком лимите времени одним из основных требований предъявляемых к подъемно-опускной секции конвейера, является высокая ее производительность, т.е. минимальное время цикла. Подъемно-опускные секции с пневматическим приводом перемещения транспортируемого изделия, а в частности кузова легкового автомобиля, как правило, оснащаются полиспастным механизмом, что позволяет применить пневмоцилиндр с уменьшенным в 2 раза ходом по отношению к ходу, приводимой им подвижной рамы с подвеской, при этом подвижная рама с подвеской и установленным на ней кузовом (имеет значительный вес) уравновешивается противовесом. Использование полиспастного механизма обеспечивает двукратное увеличение скорости подвижной рамы по отношению к скорости перемещения штока приводного пневмоцилиндра. Для обеспечения требуемого времени цикла подъемно-опускной секции обычно идут по пути увеличения скорости перемещения штока пневмоцилиндра, при этом для обеспечения безударной работы используют пневмосхему с
двухскоростным приводом (маршевая скорость транспортирования, замедленная посадочная скорость).
Скорость перемещения штока пневмоцилиндра находится в прямой зависимости от разности давлений поршневой и штоковой полостей.
max
2
При незначительных располагаемых давлениях в цеховой сети сжатого воздуха (Р=6,3 кгс/см) основной резерв увеличения скорости перемещения штока пневмоцилиндра находится в уменьшении потерь давления и, в особенности, при выпуске отработанного сжатого воздуха из выхлопной полости.
Уменьшение потерь давления при сбросе отработанного сжатого воздуха из выхлопной полости (достигается за счет сведения до минимума выхлопного пути, а также всемерного сокращения поворотов трубопроводов (колен), внезапных расширений-сужений трубопроводов, уменьшение пневмоаппаратов, дающих дополнительное сопротивление, использование современной пневмоаппаратуры с низким пневмосопротивлением и т.д.).
Известно перегрузочное устройство для разгрузки грузов с конвейера и установки их обратно (а.с. №802142 В 65 G 47/82). Данное устройство оснащено гидравлическим приводом для вертикального перемещения снимаемого (навешиваемого) груза.
Недостатки перегрузочного устройства, оснащенного гидравлическим приводом, заключаются в следующем:
- при достаточно большой высоте перемещения изделия (груза) с конвейера и жестком лимите времени, отпущенном для данной операции (характерно для крупносерийного производства) подобрать насос с необходимой величиной развиваемого расхода не всегда представляется возможным;
- изготовление гидроцилиндра с достаточно большим ходом L > 10Д (где Д - диаметр поршня гидроцилиндра) очень затруднено, (например, шлифовки внутренней поверхности гильзы с узким диаметром и достаточно большой ее протяженности представляет значительную трудность, а зачастую и просто отсутствует возможность в выполнении данной операции);
- низкое быстродействие данного устройства (обуславливается величиной развиваемого насосом расхода);
- использование гидропривода ведет к утечкам масла из гидросистемы, что ухудшает культуру производства, увеличивает пожароопасность;
- повышенная стоимость изготовления.
Таким образом, использование перегрузочных устройств с применением гидропривода оправдано при небольшой высоте перемещения снимаемого груза и в случаях, когда существует необходимость развить большие усилия при подъеме.
Известна пневмосхема подъемно-опускной секции конвейера фирмы "PIANELLI-TRAVERSA", Италия, чертеж R7o376 позиция 9, от 23.06.69 г., используемая в подвесных толкающих конвейерах при производстве легковых автомобилей, содержащая приводной пневмоцилиндр, превмораспределители основной и вспомогательные, дроссели малой и маршевой скоростей, трубопроводы, пневмоглушители, блок подготовки воздуха.
Данная пневмосхема осуществляет двухскоростной привод пневмоцилиндра в обоих направлениях и принимается за прототип.
Недостатки прототипа заключаются в следующем:
- низкий КПД пнемопривода, обусловлен достаточно большим противодавлением, возникающим в поршневой полости пневмоцилиндра (при данной схеме установки пневмоаппаратов) при подаче сжатого воздуха в штоковую полость с одновременным сбросом отработанного сжатого воздуха из поршневой полости пневмоцилиндра.
Высокое значение противодавления в поршневой полости складывается из суммы противодавлении (сопротивлений) последовательно установленных элементов выхлопного тракта: штуцеры, рукав (достаточно большой длины), пневмодроссели, вспомогательный пневмораспределитель, трубопроводы, основной пневмораспределитель, пневмоглушитель.
Для более эффективной работы по схеме, представленной в прототипе, т.е. для работы в условиях минимального давления на выхлопе из поршневой
полости, необходимо использовать пневмоаппаратуру и воздухопроводы с более увеличенным проходным сечением, но это повлечет значительное увеличение веса, габаритов, а также в значительной мере возрастут расходы по закупке более дорогостоящей пневмоаппаратуры.
- Низкое быстродействие и увеличенный цикл работы приводного пневмоцилиндра, а соответственно и подъемно-опускной секции в целом.
- Использование маслораспылителя в данной пневмосхеме ухудшает экологию в цехе. увеличивает пожароопасность, ухудшает культуру производства, а также ухудшает качество лакокрасочных покрытий кузовов автомобилей, что является причиной брака.
Техническая задача, решаемая данной полезной моделью - повышение производительности подъемно-опускных секций конвейера, увеличение КПД.
Для решения поставленной технической задачи в пневмоприводе подъемно-опускной секции конвейера, содержащем пневмоцилиндр со штоковой и поршневой полостями, подключенными цилиндровыми отводами через вспомогательные пневмораспределители и дроссели малой и маршевой скорости к основному пневмораспределителю, блок подготовки воздуха, пневмоглушители, трубопроводы; один из вспомогательных пневмораспределителей своим входом подключен непосредственно к поршневой полости пневмоцилиндра через дроссель, а выходом через пневмоглушитель соединен с атмосферой, при этом управляющая ветка вспомогательного пневмораспределителя подключена к участку трубопровода между основным пневмораспределителем и блоком подготовки воздуха.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый объект отличается от прототипа тем, что один из вспомогательных пневмораспределителей своим входом подключен непосредственно к поршневой полости пневмоцилиндра через дроссель, а выходом -через пневмоглушитель соединен с атмосферой, при этом управляющая ветка вспомогательного
пневмораспределителя подключена к участку трубопровода между основным пневмораспределителем и блоком подготовки воздуха.
Управляющая ветка вспомогательного пневмораспределителя служит дистанционным подводом давления к сервоклапану, который управляет положением основного золотника вспомогательного пневмораспределителя, вне зависимости от того является ли цилиндровый отвод в данный момент выхлопным или напорным. В прототипе золотники вспомогательных пневмораспределителей переключаются непосредственно электромагнитами (без сервоклапанов), поэтому электромагниты применяются большой мощности, что влечет за собой значительное увеличение габаритов и веса пневмораспределителей.
Таким образом, заявляемый пневмопривод подъемно-опускной секции конвейера соответствует критерию "новизна".
На фиг.1 изображена схема пневматическая принципиальная пневмопривода подъемно-опускной секции конвейера.
Пневмопривод подъемно-опускной секции конвейера состоит из пневмоцилиндра 1 со штоковой 2 и поршневой 3 полостями, подключенными цилиндровыми отводами 4 и 5 к соответствующим цилиндровым выходам 6 и 7 основного пневмораспределителя 8. На цилиндровом отводе 4 установлен дроссель малой скорости 9, а на цилиндровом отводе 5 установлен дроссель малой скорости 10 и дроссель маршевой скорости 11. В обход дросселя 10 установлен вспомогательный пневмораспределитель 12. Вспомогательный пневмораспределитель 13 подключен своим входом 14 через дроссель маршевой скорости 16 непосредственно к поршневой полости 3 пневмоцилиндра 1, а выход 15 вспомогательного пневмораспределителя 13 соединен через пневмоглушитель 17 с атмосферой. Основной пневмораспределитель 8 оснащен глушителями 19 и 20, а его вход 18 соединен трубопроводом 21с блоком подготовки воздуха 22, при этом управляющая ветка 23 вспомогательного пневмораспределителя 13 подключена к участку трубопровода 21 между основным пневмораспределителем 8 и блоком подготовки воздуха 22.
Для переключения основного пневмораспределителя 8 служат электромагниты 24, 25, а вспомогательных пневмораспределителей 13 и 12 - соответственно электромагниты 26 и 27. Блок подготовки воздуха 22 (состоит из вентиля, водоотделителя, фильтра, клапана редукционного) очищает поступающий сжатый воздух от твердых частиц и влаги (маслораспылитель не используется).
Пневмопривод подъемно-опускной секции конвейера работает по следующему циклу: быстрое выдвижение штока -медленное выдвижение штока - торможение в конце хода - останов; быстрое втягивание штока - медленное втягивание штока - торможение в конце хода - останов. Торможение в конце хода (в обе стороны) обеспечивается устройствами, встроенными в переднюю и заднюю крышки пневмоцилиндра соответственно. Выдвижение штока пневмоцилиндра соответствует перемещению подвижной рамы (не показана) подъемно-опускной секции вверх, а втягивание штока - соответствует перемещению подвижной рамы вниз.
Рассмотрим работу данного пневмопривода.
В исходном положении подвижная рама (не показана) находится вверху, а шток пневмоцилиндра 1 выдвинут на полный ход L. Электромагниты 24, 25 основного пневмораспределителя 8 и электромагниты 26, 27 вспомогательных пневмораспределителей 13, 12 обесточены.
Для опускания подвижной рамы вниз с маршевой скоростью включается электромагнит 25 основного пневмораспределителя 8 и электромагнит 26 вспомогательного пневмораспределителя 13, при этом сжатый воздух от цеховой сети подается через блок подготовки воздуха 22 по трубопроводу 21 на вход 18 основного пневмораспределителя 8 и далее по цилиндровому отводу 5 через дроссели 10, 11 (точнее через обратные клапаны данных дросселей) в штоковую полость 2 пневмоцилиндра 1. Одновременно с поршневой полости 3 пневмоцилиндра 1 осуществляется выхлоп отработанного сжатого воздуха в атмосферу через дроссель 16, вход 14 вспомогательного пневмораспределителя 13 и далее через его выход 15 пневмоглушитель 17 - происходит быстрое
втягивание штока. Скорость перемещения штока регулируется при этом дросселем 16.
По окончании хода быстрого втягивания штока (маршевой скорости) пневмоцилиндра 1 электромагнит 26 вспомогательного пневмораспределителя 13 отключается, при этом вытеснение отработанного сжатого воздуха из поршневой полости будет осуществляться только через дроссель 9 (дроссель 9 будет определять скорость замедленного втягивания штока) по цилиндровому отводу 4 к цилиндровому выходу 6 основного пневмораспределителя 8 и далее через глушитель 19 в атмосферу - происходит замедленное перемещение штока пневмоцилиндра, а соответственно и подвижной рамы подъемно-опускной секции. Далее происходит окончательное торможение штока в конце его хода посредством встроенного в заднюю крышку пневмоцилиндра 1 тормозного устройства и окончательный останов.
Таким образом, шток пневмоцилиндра 1 будет втянут, а подвижная рама подъемно-опускной секции будет находится в крайнем нижнем положении.
После установки на подвеске подвижной рамы кузова автомобиля включается электромагнит 24 основного пневмораспределителя 8 и электромагнит 27 вспомогательного пневмораспределителя 12, при этом сжатый воздух из цеховой сети поступает через блок подготовки воздуха 22, трубопровод 21 ко входу 18 основного пневмораспределителя 8 и далее по цилиндровому отводу 4, дроссель 9 (точнее через его обратный клапан) поступает в поршневую полость 3 пневмоцилиндра 1 (электромагнит 26 обесточен). Одновременно имеющийся в штоковой полости 2 отработанный сжатый воздух будет выхлапываться через дроссель 11, клапан 12 и дроссель 10 по цилиндровому отводу 5 через выход 7 основного пневмораспределителя 8 и далее через пневмоглушитель 20 в атмосферу -происходит быстрое выдвижение штока пневмоцилиндра 1, а соответственно и быстрый подъем подвижной рамы (вместе с установленный на подвеске кузовом автомобиля). Маршевая скорость перемещения штока определяется настройкой дросселя 11.
По окончании быстрого выдвижения штока пневмоцилиндра 1 электромагнит 27 вспомогательного пневмораспределителя 12 обесточивается, при этом отработанный сжатый воздух из штоковой полости 2 пневмоцилиндра 1 будет вытесняться через дроссель 11 и дроссель 10 и далее по цилиндровому отводу 5 и выход 7 основного пневмораспределителя 8 через пневмоглушитель 20 в атмосферу -происходит замедленное выдвижение штока пневмоцилиндра 1. Скорость замедленного перемещения штока в этом случае будет определяться только настройкой дросселя 10 (дроссель 11 настроен на маршевую скорость). Далее происходит окончательное торможение штока пневмоцилиндра 1 до нулевого значения с помощью тормозного устройства, встроенного в переднюю крышку и останов.
Таким образом, после окончательного выдвижения штока пневмоцилиндра 1 подвижная рама подъемно-опускной секции будет находиться в крайнем верхнем положении, после чего подвеска с кузовом автомобиля выталкивается на подвесной толкающий конвейер (ПТК), а новая (пустая) подвеска заезжает в зону подвижной рамы, цикл повторяется.
Данный пневмопривод подъемно-опускной секции конвейера дает возможность значительно уменьшить цикл (~ на 20%), увеличить КПД, а также исключить выхлопы отработанного сжатого воздуха с включением распыленного в нем масла (как у прототипа) с вытекающими отсюда последствиями.
Вместе с вышеперечисленными преимуществами подъемно-опускные секции, оснащенные пневмоприводом обладают высокой надежностью и живучестью, низкой себестоимостью по сравнению с аналогичными устройствами, имеющими, например, электромеханический привод, при этом затраты на ремонт подъемно-опускных секций с пневматическим приводом значительно ниже.
Подключение вспомогательного пневмораспределителя непосредственно к поршневой полости пневмоцилиндра укорачивает выхлопной тракт, при этом выхлоп отработанного сжатого воздуха осуществляется через минимальное
количество пневмоаппаратов, что дает возможность иметь в поршневой полости очень незначительное противодавление, и, соответственно, значительно увеличить скорость перегрузочной операции.
Таким образом, внедрение данной полезной модели позволит увеличить пропускную способность подъемно-опускной секции и конвейера в целом, что позволит увеличить выпуск кузовов легковых автомобилей.