Принцип работы БЗУ 

К бункерным загрузочным устройствам предъявляют следующие требования:

• производительность их должна быть на 25—30 % больше производительности технологического оборудования;
• предметы обработки (ПО) не должны менять в БЗУ своих свойств;
• БЗУ должны обладать свойством самовосстановления работоспособности в случае возникновения отклонений в работе;
• колебания производительности их должны быть минимальными во избежание увеличения емкости лотка-магазина и др.

Принцип действия БЗУ

Принцип действия БЗУ можно рассмотреть на нескольких примерах

Принцип действия дискового БЗУ

Дисковое БЗУ (рис. 1) с захватными органами типа карманов представляет собой емкость-бункер 2, в которой размещены все необходимые рабочие органы и накоплен определенный запас ПО.

Захват ПО, т. е. отделение одного или порции ПО от общей массы, производится карманом 11, причем ПО может быть захвачен в двух положениях,показанных на рисунке штриховыми линиями. Так как в общем случает вероятность захвата ПО карманом мала, то в конструкции предусмотрен ряд мер, обеспечивающих благоприятное для захвата положение ПО в бункерном устройстве. БЗУ установлено так, что и диск 3 с захватными органами, и боковая стенка бункера имеют наклон к горизонту 45°. Благодаря этому ПО, двигаясь к захватным органам, занимают определенные положения. Кроме того, в БЗУ предусмотрен второй диск- ворошитель 4, вращающийся в противоположном направлении, нежели диск с захватными органами. Благодаря этим двум вращениям ПО занимают положение, параллельное захватному органу — благоприятное для захвата. Все эти действия для обеспечения определенного, благоприятного для захвата положения ПО получили наименование подготовки к захвату. 

Захваченные ПО должны быть переведены из двух положений в одно требуемое. Процесс перевода ПО из нескольких положений в одно определенное называют ориентированием. В рассматриваемом устройстве это будет происходить в специальном ориентаторе, расположенном в захватном органе и представляющем собой призму 7 и два радиальных кармана 8, в один из которых в зависимости от расположения центра масс и попадет ориентируемый ПО. Однако прежде чем приступить к ориентированию, необходимо выполнить целевое действие — подготовку к ориентированию, т. е. создание необходимых для ориентирования условий. С этой целью, во- первых, из захватного органа удаляют все лишние ПО с помощью пружин 12, установленных на стенке бункерного устройства, а, во-вторых, опускают ПО, скользящие по торцовому кулачку 1 переменной высоты опорного диска 5 на ориентирующую призму, расположенную в другой плоскости.

Рис. 1. Дисковое БЗУ с ориентированием в захватных органах.

Для ускорения процесса ориентирования в опорном диске установлена подпружиненная кнопка 10, уменьшающая силы трения между ПО и опорным диском 5. В обечайке бункера предусмотрен специальный вырез, благодаря чему не создается препятствий ПО при его повороте. Если тем не менее процесс ориентирования затянулся, то он будет ускорен пружиной 9, установленной на бункере. Если же процесс ориентирования по какой-либо причине не произошел, то та же пружина 9 развернет ПО в захватном органе таким образом, что он останется в нем до следующего цикла ориентирования.

Следующим функциональным действием в БЗУ является выдача сориентированного ПО в лоток-магазин. Однако предварительно необходимо выполнить подготовку к выдаче, т. е. обеспечить доставку к устройству выдачи только одного (порции) сориентированного ПО. В рассматриваемом устройстве с помощью торцового кулачка на другом его участке происходит закрывание радиальных карманов, в которых находятся ориентированные ПО. Выдача в БЗУ происходит под действием сил тяжести в окно 13, соединенное с лотком-магазином 15.

Оба диска (захватный и ворошильный) приводятся в движение от одного привода через червячные передачи 6. Диск с захватными органами получает вращение от привода через амортизатор-вибратор, состоящий из звездочки 17, зубчатых рычагов 16 и пружин 18. В нормальных условиях звездочка воздействует на рычаг и диск с захватными органами вращается. Если же по каким-либо причинам диск остановился (например, ПО заклинило под пружиной 12) и на диске с захватными органами возрос крутящий момент, диск останавливается, рычаги поворачиваются вращающейся звездочкой и пружина растягивается. Когда же вершины зубьев звездочки пройдут вершины зубьев рычагов, пружина, воздействуя на рычаги, повернет диск с захватными органами в обратном направлении и тем самым будут созданы предпосылки для самовосстановления работоспособности БЗУ. Иногда амортизатор-вибратор срабатывает несколько раз, прежде чем бункерное загрузочное устройство начнет работать в нормальном режиме.

Так как производительность БЗУ больше производительности технологического оборудования, то периодически лоток-магазин будет полностью заполняться ПО. И тогда поступающий очередной ПО не может быть принят в лоток. Но он не может быть и оставлен в захватном органе, так как при дальнейшем движении диска в захватный орган может поступить новый ПО. Захваченный ПО необходимо обязательно удалить из захватного органа. Для этого предназначен специальный отводный лоток 14, который выполняет функцию предохранителя от переполнения ПО.

Таким образом, в БЗУ можно выделить десять функциональных действий (табл. 1), которые в общем случае выполняются в любом бункерном загрузочном устройстве.

Таблица 1.  Функциональные действия в БЗУ различных типов

Функциональное действие	Конструктивные элементы для выполнения действий в БЗУ
	дисковом с карманами (см. рис. 1)	дисковом с крючками (см. рис. 2)	шиберном    (см. рис. 3)	элеваторном (см. рис. 4)	роторном     (см. рис. 5)	вибрационном (см. рис. 6)
Подготовка к захвату	Ворошильный диск 4, наклонные стенки БЗУ	Наклонное дно БЗУ, поперечное сечение бункера	Наклонный шибер 4, наклонные полки 6	Форма бункера	Дно бункера 13, трубки 12	Чаша 5 с коническим дном
Захват	Карманы 11	Крючки 2	Дорожка шибера	Планки 3	Трубки 12	Дорожка 7
Подготовка к ориен- тированию	Пружины 12, торцовый кулачок 1	—	—	—	Трубки 8	Планки над дорожкой
Ориентирование	Призма 7 и кнопка 10	—	—	Ориентатор 6 с крючком	Поддон 4	Окна-трафареты 8 и 13
Подготовка к выдаче	Торцовый кулачок 1	Трубка 1	Шибер	—	Охват 2	Накопительные витки 9 и 10
Выдача	Окно 13 в опорном диске 5	Приемная часть лотка- магазина 6	>>	Приемная часть лотка 5	Цепь 1	Окна выдачи 11 и 12
Самовосстановление работоспособности БЗУ	Амортизатор -вибратор 16, 17, 18	Амортизатор- вибратор	—	—	Подпружиненные рычаги 6	—
Накопление запаса	Бункер 2	Бункер 5 с предбункером 4	Бункер 5 с пред- бункером 1	Бункер 1	Бункер 13	Чаша 5
Предохранение лотка от переполнения	Отводной лоток 14	Амортизатор-вибратор	Дорожка шибера	Трубы возврата 4	Рычаг 7	—
Приведение в движение	Механический привод	Механический привод	Механический привод	Механический привод	Механический привод	Инерционный привод

Принцип действия дискового БЗУ с крючками

В дисковом устройстве с захватными органами 2 в виде крючков (рис. 2) ПО расположены в бункере 5, снабженном предбункером 4. Благодаря последнему можно иметь большой запас ПО, однако эта масса не воздействует на процессы в БЗУ, так как с помощью задвижки 3 к рабочим органам поступает лишь строго дозированная порция ПО.

Рис. 2. Дисковое БЗУ с крючками.

Благодаря наклону дна бункера, изменяющемуся поперечному сечению бункера и за счет сил трения и тяжести ПО к моменту захвата занимают благоприятное для захвата положение, располагаясь открытой частью вперед, что и определяет массовый захват.

В данном устройстве ПО захватываются лишь в одном положении, т. е. процесс захвата совмещен с ориентированием. По этой причине подготовка к ориентированию и ориентирование как таковые отсутствуют.

Захваченные крючками ПО транспортируются к лотку-магазину 6, причем правильное положение ПО сохраняется с помощью специальной трубки 1. Если перед входом в трубку по какой-либо причине ПО не занимает требуемого положения, то под действием амортизатора вибратора он сбрасывается или меняет положение. Выдача ПО происходит под действием силы тяжести в лоток.

Если лоток будет переполнен, то либо ПО не будет выдан в лоток, останется на захватном органе и совершит еще один цикл движения до выдачи, либо ПО упрется в ПО в лотке, захватный орган остановится и начнет работать амортизатор-вибратор, выполненный аналогично рассмотренному выше БЗУ (см. рис. 1). Амортизатор-вибратор будет работать и в том случае, когда заготовка застрянет, например, на входе трубки 1.

Принцип действия шиберного БЗУ

Бункерное загрузочное устройство (рис. 3) в отличие от предыдущих может быть применено для крупногабаритных ПО (массой до 100 кг).

Рис. 3. Шиберное БЗУ.

ПО в большом количестве (до 6 т) загружаются в предбункер 1, откуда они благодаря работе вибропривода 2 медленно ссыпаются в бункер 5, образованный двумя наклонными полками 6. Последние, а также шибер 4 расположены с некоторым наклоном, что обусловливает подготовку ПО к захвату. Кроме того, шибер, проходя через массу ПО, содействует их
ворошению и таким образом также проводит подготовку к захвату.

Захват осуществляется шибером в дорожку, расположенную на верхнем срезе шибера, причем эта дорожка имеет особую форму для того, чтобы ПО при подъеме шибера не занимал устойчивого положения на верхних кромках шибера. Все эти меры приводят к тому, что ПО укладывается параллельно шиберу, движущемуся плоскопараллельно по круговой траектории. Захватывая ПО, шибер выносит его из общей массы и переносит вперед. Опускаясь ниже уровня полок, шибер оставляет ПО в щели между полками. Затем цикл повторяется. В этом устройстве захват и ориентирование совмещены.

Подготовка к выдаче осуществляется за счет выноса ПО из общей массы шибером. В дальнейшем шибер транспортирует ПО и до лотка-магазина 3. Так как в данное устройство засыпается большое количество ПО и, следовательно, общая масса велика, то своеобразно решается вопрос о самовосстановлении работоспособности: бункерное загрузочное устройство сконструировано таким образом, что ПО не могут заклиниваться, а масса загружаемых ПО строго дозируется.

Если лоток переполнен, то ПО остаются на дорожке шибера до тех пор, пока не появится возможность их дальнейшего движения.

Принцип действия элеваторного БЗУ

Перспективным для относительно крупных ПО (массой от 100 г до 10 - 15 кг) является элеваторное БЗУ (рис. 4).

Рис. 4. Элеваторное БЗУ.

ПО засыпаются в бункер 1, форма которого способствует подготовке к захвату. Захватные органы-планки 3 смонтированы на бесконечной транспортной ленте или цепи 2. Планки, проходя через массу ПО, захватывают некоторые ПО и выносят их из общей массы. До начала процесса ориентирования ПО располагаются на планках, что является подготовкой к ориентированию.

Ориентирование ПО происходит за счет сил тяжести в специальных ориентаторах 6 с крючком, после чего в процессе падения ПО выдаются в лоток 5. Если лоток переполнен, то ПО по специальным трубам 4 отводятся назад в бункер.

Так как в таком БЗУ ПО нигде не застревают, то амортизатор-вибратор не предусматривается.

Принцип действия роторных БЗУ с трубчатыми захватывающими органами

Широкое использование автоматических роторных линий привело и появлению нового направления в бункерной загрузке — созданию роторных бункерных загрузочных устройств с трубчатыми захватывающими органами и гравитационным ориентаторами для подачи ПО с асимметрией центра массы или  внешней формы (рис. 5)

  

Рис. 5. Роторное БЗУ.

Принцип действия вибрационного БЗУ

Широкое распространение в промышленности получили ВЗУ — вибрационные БЗУ (см. рис. 6). Основными узлами в них являются основание 2, установленное на станине на амортизационных пружинах 1, электромагнитный привод 3 и чаша 5, установленная на трех наклонных пружинах 4. Чаша ВЗУ состоит из обечайки с винтовыми дорожками 7 и 9, которые могут быть смонтированы как внутри обечайки, так и снаружи. Обечайка соединена с дном, имеющим конусный профиль. ПО (в рассматриваемом примере это гайки и болты), засыпанные массой в нижнюю часть 6 чаши, перемещаются по конусу дна. В процессе этого движения ПО подготавливаются к захвату, который осуществляется дорожкой. Оказавшись на дорожке в различных положениях, в том числе и в неустойчивых, ПО двигаются вверх. Лишний слой ПО удаляется установленными над дорожкой планками, ПО в неустойчивых положениях падают в чашу. Ориентирование ПО осуществляется по трафарету, функции которого выполняют окна 8 (для болта) и 13 (для гайки). Размеры и положения в ВЗУ окон таковы, что сначала достигается ориентация гайки, а затем болта. Сориентированные ПО подготавливаются к выдаче в специальных накопительных наружных витках 9 и 10, из которых через окна 11 и 12 выдаются лотки-магазины, которых в общем случае может быть установлено несколько.

В ВЗУ отпадает необходимость в специальных устройствах для самовосстановления работоспособности, так как между ПО и дорожкой ВЗУ, побуждающей ПО к движению, нет жесткой связи, и если ПО прекратит движение, то между ним и дорожкой ВЗУ возникнет взаимное проскальзывание, что, однако, не изменит свойств ПО. Постоянно действующая вибрация способствует устранению препятствий, возникающих при движении ПО, и возобновляет движение ПО. Таким образом, самовосстановление реализуются не специальным устройством, а дорожкой и виброприводом одновременно с их основным назначением. Эти же органы несут и еще одно функциональное действие — предохранение лотка от переполнения.

Рис. 6. Вибрационное БЗУ.

Как следует из рис. 1—6 и табл. 1, для каждого функционального действия бункерного загрузочного устройства должен быть предусмотрен конкретный механизм. Лишь в частных случаях некоторые механизмы отсутствуют, но и то лишь тогда, когда функции этих механизмов выполняют другие механизмы.