РОЛИК ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЛЕНТЫ

Полезная модель относится к области обработки ленточных материалов, преимущественно, металлических, и может быть использовано при транспортировке ленты через зону обработки, а именно - обезжиривания, травления, штамповки, окраски, резки, струйной обработки, в том числе, и пескоструйной или дробеструйной, шлифования поверхности абразивным инструментом и металлическими щетками, очистки поверхности очистительными приспособлениями и т.д.
Известен (SU, авторское свидетельство 1016140) контактный ролик для ленточного шлифования, содержащий корпус, в радиальных пазах которого размещены с возможностью перемещения вставки, несущие эластичные элементы, причем указанные вставки выполнены в виде упругих металлических пластин, установленных с возможностью взаимодействия с выполненными на боковых поверхностях корпуса заплечиками.
Недостатком известной конструкции ролика следует признать непригодность его для транспортировки ленточного материала.
Известен (FR, патент 2089436) тормозной ролик для натяжения нескольких параллельно проходящих лент, содержащий неподвижный или приводной вал, полость которого соединена с силовым цилиндром, ходовые кольца, установленные на валу с возможностью скольжения, и контактирующие с кольцами тормозные элементы, установленные на валу на упругой подушке, образованной давлением рабочего агента силового цилиндра с возможностью регулирования положения тормозных элементов в зависимости от натяжения лент.
Недостатком известного ролика следует признать сложность его конструкции и возможность проскальзывания лент по поверхности ролика из-за отсутствия средства прижима транспортируемых лент к поверхности ролика.
Известен (RU, патент 2176614) ролик ленточного конвейера, содержащий ось, выполненную составной и разъемной в виде двух полуосей, которые соединены между собой штангой посредством резьбовых соединений, снабжены посадочными шейками с упорными элементами и имеют на наружных концах монтажные лыски, расположенные в параллельных плоскостях, и цилиндрическую обечайку, установленную концевыми частями на опоры, в посадочных отверстиях которых закреплены подшипники, посаженные на посадочные шейки полуосей и ограниченные снаружи упорными элементами, причем резьбовые соединения полуосей со штангой выполнены с различным шагом резьбы.
Недостатком известного ролика следует признать сложность конструкции, а также возможность проскальзывания лент по поверхности ролика из-за отсутствия средства прижима транспортных лент к поверхности ролика.
Известен (RU, патент 2345943) ролик ленточного конвейера, содержащий цилиндрическую обечайку, подшипниковые узлы и наружные уплотнения, причем подшипниковые узлы зафиксированы по краям цилиндрической обечайки и установлены на оси ролика, внутреннюю трубу, отделяющую полость обечайки от подшипников, помимо этого на этой оси по крайним цилиндрическим поверхностям выполнены, по меньшей мере, две кольцевые канавки, расположенные снаружи по отношению к подшипникам и напротив наружных уплотнений, зафиксированных крышками и выполненных из пористого упругого материала, пропитанного жидким маслом или масленичным раствором, и частично расположенных в кольцевых канавках.
Недостатком известного ролика следует признать сложность конструкции, а также возможность проскальзывания лент по поверхности ролика из-за отсутствия средства прижима транспортных лент к поверхности ролика.
Известен (RU, патент 2348577) ролик ленточного конвейера, содержащий цилиндрическую обечайку, подшипниковые узлы и наружные уплотнения, причем подшипниковые узлы зафиксированы по краям цилиндрической обечайки и установлены на оси ролика, помимо этого на этой оси по крайним цилиндрическим поверхностям выполнены, по меньшей мере, две кольцевые канавки, расположенные снаружи по отношению к подшипникам, при этом наружные уплотнения зафиксированы крышками и выполнены из пористого упругого материала, пропитанного жидким маслом или масленичным раствором, и частично расположены в кольцевых канавках, при этом ролик снабжен механизмом останова, содержащим цилиндрический корпус муфты с неподвижным и подвижным эксцентриками, контактным кольцом и спиральной пружиной, цилиндрический корпус муфты жестко закреплен на внутренней цилиндрической поверхности обечайки, а на оси ролика жестко закреплен неподвижный эксцентрик, по наружной поверхности которого скользит подвижный эксцентрик с контактным кольцом, скользящим между внутренней поверхностью корпуса муфты и подвижным эксцентриком, поджимаемым спиральной пружиной до полного контакта упомянутого кольца с корпусом муфты.
Недостатком известного ролика следует признать сложность конструкции, а также возможность проскальзывания лент по поверхности ролика из-за отсутствия средства прижима транспортных лент к поверхности ролика.
Известен (SU, авторское свидетельство 1050561) тормозной ролик для натяжения нескольких параллельно проходящих лент, содержащий неподвижный или приводной вал, полость которого соединена с силовым цилиндром, ходовые кольца, установленные на валу с возможностью скольжения, и контактирующие с кольцами тормозные элементы, установленные на валу на упругой подушке, образованной давлением рабочего агента силового цилиндра с возможностью регулирования положения тормозных элементов в зависимости от натяжения лент, причем вал имеет радиальные пазы, распределенные вдоль его боковой поверхности, а тормозные элементы включают сегменты. Размещенные в этих пазах коаксиально относительно ходовых колец и выполненных таким образом, что их осевая длина равна осевой длине ходовых колец, при этом шина сегментов меньше расстояния между ними, замеренного по дуге окружности вала.
Недостатком известного ролика следует признать сложность конструкции, а также возможность проскальзывания лент по поверхности ролика из-за отсутствия средства прижима транспортных лент к поверхности ролика.
Известен (SU, авторское свидетельство 1512898) транспортер для транспортировки ленточного материала, содержащий ряд валиков (роликов), последовательно установленных в опорах с возможностью свободного вращения, и примыкающую к валам вакуумную камеру для создания разрежения в зазорах между валиками.
Недостатком известного транспортера следует признать возможность проскальзывания лент по поверхности ролика из-за отсутствия средства прижима транспортных лент к поверхности ролика.
Техническая задача, решаемая посредством разработанной конструкции ролика перемещения ленты, состоит в обеспечении удобства обработки ленты.
Технический результат, получаемый при реализации разработанной конструкции, состоит в уменьшении брака на операциях обработки ленты, совмещенных с перемоткой ленты при одновременном повышении качества обработки.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать ролик перемещения ленты разработанной конструкции. Ролик разработанной конструкции содержит цилиндрический корпус, размещенный на оси, в корпусе выполнено более одного канала, причем одна сторона канала выходит на внешнюю цилиндрическую поверхность ролика, другая сторона канала подключена к системе создания разряжения в указанных каналах. В предпочтительном варианте реализации каналы соединены с центральным отверстием ролика. В наиболее предпочтительном варианте реализации каналы соединены с продольным отверстием, имеющим выход на торце ролика. Ось, на которой установлен корпус, предпочтительно выполнена с продольным отверстием, по меньшей мере, с одной стороны отверстие выполнено с возможностью подключения к системе создания разрежения. Но ось может быть выполнена, по меньшей мере, и с одним поперечным отверстием, при этом указанное поперечное отверстие соединено с продольным отверстием. В обоих указанных вариантах реализации ось может быть выполнена с пазом, причем паз выполнен с возможностью схватывания выходов, по меньшей мере, двух каналов, выходящих в центральное отверстие. В одном из вариантов реализации ролик может дополнительно содержать, по меньшей мере, один приемник, прижатый с возможностью скольжения по торцевой поверхности корпуса, соединенный со средством создания разрежения воздуха, параллельно оси корпуса в корпусе выполнены дополнительные каналы, соединенные с радиально расположенными каналами корпуса, при этом дополнительные каналы расположены на расстоянии от оси, обеспечивающем их контакт с указанным приемником. В другом варианте реализации ролик может дополнительно содержать, прижимной блок, установленный с возможностью скольжения поверхности корпуса ролика по поверхности прижимного блока, в теле блока выполнено отверстие, один конец которого направлен в сторону ролика с возможностью соединения с каналами ролика, а другой конец которого выполнен с возможностью подключения к системе создания разрежения. На выходе канала создания разрежения ролика может быть дополнительно установлено средство регулирования степени разрежения воздуха в каналах. Преимущественно диаметр ролика составляет от 70 до 2000 мм при его ширине от 200 до 2000 мм. Диаметр осевого отверстия предпочтительно составляет от 20 до 300 мм, а диаметр канала, выходящий на поверхность корпуса, составляет от 0,02 до 3 мм. При этом обычно расстояние между центрами каналов на поверхности ролика составляет от 1,0 до 500 мм. Ролик разработанной конструкции может быть выполнен из металла, металлического сплава, полимерного материала, керамики или композитного материла.
Ролик разработанной конструкции содержит цилиндрический корпус, размещенный на оси, в корпусе выполнено более одного канала, причем одна сторона канала выходит на внешнюю цилиндрическую поверхность ролика, другая сторона канала подключена к системе создания разряжения в указанных каналах. В одном из вариантов реализации разработанной конструкции корпус закреплен на неподвижной оси неподвижно, без возможности вращения. В другом варианте реализации ось установлена с возможностью ее вращения, а корпус закреплен на оси неподвижно, в третьем варианте реализации корпус закреплен на вращающейся оси с возможностью вращения, в четвертом варианте реализации корпус установлен на оси с возможностью вращения, а сама ось представляет собой продолжение вала электродвигателя. Выбор конкретного варианта установки оси и корпуса зависит от условий эксплуатации всей конструкции ролика в целом.
В предпочтительном варианте реализации ролик содержит множество каналов, которые соединены с центральным отверстием ролика. Форма каналов не имеет значения, но технологически прощу изготавливать каналы круглого сечения. Экспериментально не было выявлено предпочтительное, с точки зрения достижения технического результата, выполнение формы каналов.
В наиболее предпочтительном варианте реализации каналы соединены с продольным отверстием, имеющим выход на торце ролика. Чаще всего продольное отверстие представляет собой канал. Имеющий двоякое назначение. С одной стороны, указанный канал предназначен для расположения оси, на которой установлен корпус ролика, а, с другой стороны, указанный канал предпочтительно заглушен с одной стороны, и соединен с системой вакуумирования, обеспечивающей создание разрежения воздуха в каналах.
Ось, на которой установлен корпус, в одном из вариантов реализации конструкции выполнена с продольным отверстием, причем, по меньшей мере, с одной стороны отверстие выполнено с возможностью подключения к системе создания разрежения, что обеспечит создание разрежения воздуха в каналах.
Ось может быть выполнена, по меньшей мере, и с одним поперечным отверстием, при этом указанное поперечное отверстие соединено с продольным отверстием, что также обеспечит создание разрежения воздуха в каналах.
В обоих указанных вариантах реализации ось может быть выполнена с пазом, причем паз выполнен с возможностью схватывания выходов, по меньшей мере, двух каналов, выходящих в центральное отверстие. Данный технологический прием обеспечит создание разрежение воздуха одновременно в нескольких каналах.
В одном из вариантов реализации ролик может дополнительно содержать, по меньшей мере, один приемник, прижатый с возможностью скольжения по торцевой поверхности корпуса, соединенный со средством создания разрежения воздуха, параллельно оси корпуса в корпусе выполнены дополнительные каналы, соединенные с радиально расположенными каналами корпуса, при этом дополнительные каналы расположены на расстоянии от оси, обеспечивающем их контакт с указанным приемником. Хотя этот вариант усложняет конструкцию ролика, но позволяет осуществить плотный контакт корпуса ролика и оси, что практически исключает биение корпуса ролика при его вращении на оси и, в конечном счете, позволяет оптимизировать движение ленты по поверхности ролика.
В другом варианте реализации ролик может дополнительно содержать, прижимной блок, установленный с возможностью скольжения поверхности корпуса ролика по поверхности прижимного блока, в теле блока выполнено отверстие, один конец которого направлен в сторону ролика с возможностью соединения с каналами ролика, а другой конец которого выполнен с возможностью подключения к системе создания разрежения. Это также позволяет осуществить плотный контакт корпуса ролика и оси, что практически исключает биение корпуса ролика при его вращении на оси и, в конечном счете, позволяет оптимизировать движение ленты по поверхности ролика.
На выходе канала создания разрежения ролика может быть дополнительно установлено средство регулирования степени разрежения воздуха в каналах. Это позволяет оптимизировать прижим обрабатываемой ленты к внешней поверхности корпуса ролика и фактически исключить такие дефекты процесса обработки, как обрыв ленты, сход ее с поверхности ролика или заминание ленты.
Преимущественно диаметр ролика составляет от 70 до 2000 мм при его ширине от 200 до 2000 мм. Диаметр осевого отверстия предпочтительно составляет от 20 до 300 мм, а диаметр канала, выходящий на поверхность корпуса, составляет от 0,02 до 3 мм. При этом обычно расстояние между центрами каналов на поверхности ролика составляет от 1,0 до 500 мм. Указанные диапазоны размеров определены экспериментально и могут быть рекомендованы к реализации при любом использовании ролика разработанной конструкции. При этом отверстия каналов на внешней поверхности корпуса ролика могут быть расположены хаотично, рядами, в шахматном порядке, а также в виде любой системы расположения выходов каналов. Опыт использования разработанной конструкции не выявил преимуществ ни одного из вариантов расположения выходов каналов.
Ролик разработанной конструкции в зависимости от предполагаемого места использования, а также от реализуемого технологического процесса может быть выполнен из металла, металлического сплава, полимерного материала, керамики или композитного материла.
При разработке технологии механической или химической обработке ленточных материалов (преимущественно, металлических) было установлено, что на ленту в процессе движения и обработки воздействуют различные одинаковонаправленные и разнонаправленные усилия. В результате воздействий происходят повреждения ленты, а именно:
1. Сминание ленты
2. Сход ленты с валка
3. Разрыв ленты
4. Появление на ленте вмятин от воздействия жестких инструментов
5. Появление на ленте продольных разрывов
Для устранения указанного нежелательного воздействия была разработана предлагаемая конструкция ролика для транспортирования ленты.
В предпочтительном варианте реализации разработанное устройство работает следующим образом:
Корпус ролика первоначально одет на неподвижную ось, имеющую, по меньшей мере, одно центральное отверстие, а также, по меньшей мере, одно радиальное отверстие и паз. Ось, в свою очередь, установлена на опоры (не показаны). Корпус ролика установлен с возможностью вращения на неподвижной оси. На боковой (цилиндрической) поверхности ролика имеются выходы каналов, которые имеют радиальное направление к центру координат оси. Все выше перечисленные отверстия представляют собой единую вакуумную систему (систему откачки воздуха).
Назначение отверстий на поверхности ролика - собирать воздух под лентой и передавать ее через паз в оси, радиальные отверстия в оси и центральное отверстие в оси в вакуумный насос через опоры (на которых закреплен валок). Каналы распределены по окружности цилиндра и вдоль его оси вращения (квадратно-гнездовым и/или шахматным или другим образом).
Назначение паза - собирать воздух не от одного канала, который периодически появляется напротив паза во время вращения валка, а иметь возможность собирать воздух сразу от двух-трех каналов. Это позволяет увеличить площадь контакта металлической ленты и валка благодаря воздушному разряжению. Чем большее количество каналов одновременно соединены с вакуумной системой, тем больше площадь контакта. Те отверстия на валке, которые не соединены с вакуумной системой, естественным образом не входят в рабочую зону обработки ленты.
Благодаря разряжению лента крепится к поверхности ролика без скольжения, надежно там удерживается и не соскальзывает (не сходит с валка).
Принцип действия данной конструкции ролика с вакуумом в том, что в условиях, когда одна часть этого механизма вращается - ролик (боковая поверхность с перфорацией), а другая часть (ось) не вращается. В данном случае благодаря определенному сочетанию размеров перфорации (отверстий) в боковой поверхности ролика, расстоянию между отверстиями, а также ширине сектора воздухосбора, расположенному на оси и обеспеченному пазом, обеспечивается рабочая ширина сектора, рассчитывается расход воздуха. При этом воздух вне рабочей зоны не откачивается - откачивается только там где это необходимо.
Назначение радиальных отверстий - обеспечивать доставку воздуха от продольного паза центрального отверстия в неподвижной оси. Количество отверстий, их размер и расстояние между ними рассчитывают исходя из расходов воздуха и прочности оси. Поверхность сопряжения неподвижной оси и вращающегося ролика - цилиндрическая. По ней происходят процессы трения - скольжения. Для снижения трения детали пары подбирают с наименьшим коэффициентом трения. Также можно применять воздушное/водяное охлаждение, отвод тепла и антифрикционные покрытия на поверхностях трения, применять медь и радиаторы для отвода тепла из зоны трения.
В другом варианте реализации с одной стороны или с двух сторон плоскостей цилиндра ролика устанавливают два неподвижных приемных устройства (или устанавливается два неподвижных диска с канавками), которые соединяют с системой откачки воздуха. В данном варианте во время работы ролик вращается, а приемные устройства неподвижны, плотно прижаты к торцам валка и собирают воздух. Воздух забирают из того количества отверстий (от одного и более), количество которых необходимо для обеспечения размера сектора (ширины рабочей зоны). В работу вступают только те отверстия, которые находятся в зоне обработки.
Аналогично работает третий вариант реализации с использованием прижимного блока.
Указанный технический результат достигается за счет того, что:
1. Большая сила трения вследствие прижатия ленты к ролику обеспечивает плотное прижатие ленты к ролику. Это обеспечивает сохранность ленты, отсутствие проскальзывания, и, как следствие, отсутствие задиров на ленте от ролика, сохранность ленты и отсутствие замятий, отсутствие обрывов ленты
2. Лента не сходит с ролика
3. Возможны очень большие скорости вращения ленты.
4. Широкая область применения.