Файл: Грушевский, В. С. Основные направления автоматизации загрузки машин для изготовления тары из гофрированного картона (обзор).pdf

Рис. 7. Плавающий присос

поднявшись в верхнее положение, не дошел до листа, он ос­ тается вверху до отключения вакуума.

Применение плавающих присосов могло бы резко улуч­

шить условия присасывания коробленого листа к столѵ. Од­

нако возможность четкой работы такой системы при требуе­

мых перемещениях (порядка 300 мм) и скоростях (до 20Ó и

более циклов в минуту) крайне сомнительна. Этим, видимо,

и объясняется тот факт, что указанный патент, по имеющим­

ся сведениям, не реализован.

Как указывалось выше, наиболее простым является меха­

нический самонаклад; однако существующие механические самонаклады не могут надежно подавать коробленые листы.

Для улучшения условий захвата коробленого листа мно­ гие фирмы применяют пружинные толкатели (взамен жестко закрепленных на штанге), представляющие собой пластинча­

тые пружины, закрепленные на общей штанге, с поднятым

свободным концом. Такая конструкция вызывает на толкате­ ле напряжения, аналогичные напряжениям в консольной бал­ ке. При движении толкателя назад, к задней кромке стопы,

усилие, действующее на него, несколько уменьшается за счет

того, что задняя кромка стопы опирается на задний упор. В

крайнем заднем положении толкатель выпрямляется, захва­

тывая заднюю кромку нижнего листа. Во время рабочего хо­ да толкатель прдает лист в машину. При высокой скорости

работы самонаклада вес стопы, действующий на толкатель,

вызывает повышенные усталостные напряжения, что приво­

дит к его преждевременному износу. Износ обычного кон­ сольного пружинного толкателя пропорционален его весу и

15

усилиям, возникающим вследствие ускорения его движения

во время рабочего хода. Повышение жесткости пружины за­

трудняет ее отклонение в процессе движения под стопой (хо­

лостой ход), особенно если стопа не очень высокая. В резуль­

тате число отказов у жесткого толкателя, особенно при пода­

че коробленого картона, значительно выше, чем у обычного. Фирма «Köppers» предложила конструкцию самоустанав-

ливающегося пружинного толкателя, который поджимается

вверх, в рабочее положение, пружинами кручения 1 (рис. 8,«)

[15]. Во время холостого хода толкатель отжимается вниз стопой. При этом пластина 2 практически не деформируется,

так как усилия, действующие на нее, воспринимаются пру­

жинами /.

Однако на качающемся толкателе при значительном со­

противлении листа гофрированного картона сдвигу создается момент, отгибающий и отрывающий нижний наружный слой

картона. При этом происходит повреждение кромки листа и

подача его толкателями не производится.

В другом патенте [23] предлагается аналогичный толка­

тель, у которого пружины кручения заменены пневматиче­

ским устройством (рис. 8,6).

д

Рис. 8. Самоустанавливающийся толкатель:

а — с пружинами кручения; б —с пневмоцилиндром

вершая рабочий ход, выводят нижний лист и передают его на подающие ролики 1. Отсекатель препятствует смещению остальных листов стопы. При подаче коробленого листа тол­

катели автоматически устанавливаются параллельно задней кромке, обеспечивая ее надежный захват и вывод из стопы.

Таким образом, рассматриваемая конструкция самона­

клада решает проблему захвата задней кромки коробленого

листа толкателями. Однако никаких предложений, обеспечи­

вающих надежный ввод коробленого листа в отсекатели ме­ ханического самонаклада, в литературных источниках не со­ держится.

Другим направлением совершенствования механических

самонакладов является стремление улучшить динамику при­

вода механизма толкателей.

К механизму толкателя предъявляется ряд требовании.

Скорость движения толкателей в момент ввода передней!

кромки листа в захватывающие валы должна быть макси­

мальной и близкой к окружной скорости валов, но меньше

последней. Это требование объясняется следующим образом:

ошибка в положении листа, ведомого толкателями, в направ­

лении подачи при передаче листа захватывающим валом умножается на отношение окружной скорости валов к скоро­ сти толкателей в момент передачи; следовательно, скорость толкателей в момент передачи должна быть по возможности

близка к окружной скорости валов. Если скорость толкате­ лей максимальна до момента передачи, лист может по инер­

ции оторваться от толкателей, что нарушит точность его пе­ редачи; возрастание скорости толкателей после момента

передачи неоправданно ухудшит динамику механизма. Сле­

довательно, скорость толкателей в момент передачи должна

быть максимальной. Если их скорость в момент передачи бу­ дет больше окружной скорости валов, произойдет изгиб ли­

ста; кроме того, это ухудшит динамику механизма.

Крайнее заднее положение штанги толкателей должно ре­

гулироваться по размеру подаваемых листов в направлении

подачи. В крайнем заднем положении штанга должна распо­

лагаться так, чтобы зубья толкателей несколько заходили за заднюю кромку листа. Но положение задней кромки опреде­

ляется размером листа в направлении подачи, величина ко-

18

торого может изменяться в широких пределах. Следователь­ но. положение штанги в направлении подачи должно регулироваться в широком диапазоне.

Рассматриваемый механизм вследствие высокой скорости

работы самонаклада весьма динамичен. Поэтому при его проектировании следует стремиться к минимизации массы устройств, движущихся возвратно-поступательно и качатель-

но. и их максимальных ускорений.

Все известные, механические самонаклады для гофриро­ ванного картона оснащёны кривошипными механизмами при­

вода толкателей. Штанга толкателей закреплена на ползунах,

которые получают возвратно-поступательное перемещение по направляющим станины от непрерывно вращающегося при­ водного вала через шарнирный механизм. Длина ползунов определяется диапазоном форматов обрабатываемых листов.

Регулировка по формату осуществляется перестановкой

штанги относительно ползунов.

На рис. 10 представлена схема механизма привода толка­ телей отечественной печатно-высекальной машины ПВМ. Раз­

меры звеньев и расположение опор выбраны так, что рабо­ чий ход ползуна совершается за меньшее время, чем холо­

стой ход. Такая схема позволила за счет искажения гармони­

ческого закона движения поперечной планки уменьшить ход

толкателей при заданной их максимальной скорости.

' Стремление уменьшить ход возвратно-движущихся меха­

низмов обычно связано с желанием уменьшить их макси­ мальные ускорения. Однако в данном случае эта цель не до­

стигается. I Как показал анализ, при заданной максимальной

скорости искажение гармонического закона движения способ­ но уменьшить ход механизма, но оно вызывает увеличение максимальных ускорений. Следовательно, при кривошипном приводе оптимальным с точки зрения динамики будет меха­

низм, закон движения которого максимально приближен к

чистогармон'ическому. Механизм привода толкателей маши-

19

ны ПВМ уступает по этому показателю обычному кривошип­ ному приводу с гармоническим законом движения ведомого

звена. Преимуществом механизма машины ПВМ является

некоторое уменьшение (при прочих равных условиях) мини­

мального формата самонаклада.

Фирма «Sunds» разработала конструкцию привода толка­

телей, скомбинированных с задним упором [21].

Поперечная балка 1 (рис, 11) несет опоры качающегося

вала 8, задний упор 4 и направляющие 2. На валу закрепле­

ны рычаги 7, шарнирно связанные с поводками 6. Второй ко­

нец поводка шарнирно связан с сухарями 3, движущимися в

направляющих. На поводках закреплены толкатели 5. Таким

образом, каждый толкатель имеет свой рычажный механизм.

Для регулировки по размеру листов балка 1 может переме­ щаться в направлении подачи с помощью зубчато-реечного

механизма. Привод этого механизма осуществляется от про-

8

Рис. 11. Механизм толкателей фирмы «Sunds»

дольного шлицевого вада. Это устройство имеет два сущест­

венных преимущества по сравнению с вышеописанными ме­

ханизмами привода толкателей. Во-первых, в нем отсутству-

20

ют длинные ползуны, что улучшает динамику механизма. Во-

вторых, форматная регулировка толкателей и заднего упора

здесь совмещена, что сокращает время переналадки машины.

Однако наличие отдельного рычажного механизма для каж­

дого толкателя ухудшает, в противовес первому из указан­

ных преимуществ, динамику устройства.

Существенным недостатком описанных схем механизма привода толкателей является наличие направляющих сколь­ жения, работающих на высоких скоростях в весьма тяжелых условиях (бумажная пыль, отсутствие смазки).

Фирма Bobst & Fils» усовершенствовала привод пневма­

тического самонаклада. Одинарный кулачок привода вакуум­

ной плиты заменен двойным, обеспечивающим геометриче­ ское. замыкание механизма, что исключило «игру» плиты,

вызванную ее износом. Установлена более мощная цепная

передача привода плиты [10].

Конструкция динамически уравновешенного привода тол­

кателей предложена в патенте Великобритании [16].

Передняя кромка нижнего листа стопы лежит на планке3,

(рис. 12), а задняя опирается на пружинный толкатель 2.

Толкатель смонтирован на каретке 1, которая получает воз­

вратно-поступательное перемещение от кулисы 6 через систе-

Рис. 12. Схема динамически уравновешенного привода толкателей

21