виброконвейер для миниатюрных деталей

Формула изобретения

Виброконвейер для миниатюрных деталей, включающий основание, лоток для деталей, установленный на основании с помощью рессор, и вибратор, соединенный с источником напряжения низкой частоты, отличающийся тем, что вибратор выполнен в виде пьезоэлектрических преобразователей, закрепленных на упругой полосе, которая расположена параллельно лотку для деталей и своими концами жестко прикреплена к рессорам.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к вибрационным транспортирующим устройствам и может быть использовано для перемещения миниатюрных деталей.

Вибрационное перемещение широко используется для подачи миниатюрных деталей на технологические позиции автоматических линий в приборостроении и других отраслях. Различные варианты конструкций устройств, использующих вибрационные источники перемещения, приведены в [3] Устройства, как правило, содержат основание, установленный на нем посредством упругих рессор лоток для деталей и вибратор. В зависимости от способа возбуждения колебаний вибраторы подразделяют на электромагнитные, механические, пневматические и гидравлические (см. там же с.137).

В последнее десятилетие стали применять пьезоэлектрические преобразователи для возбуждения колебаний в вибрационных транспортирующих системах. Аналогами заявляемого устройства являются технические решения [1,2] Устройство для вибрационного транспортирования. В первом из них виброконвейер имеет установленные под углом к основанию пьезокерамические преобразователи, связанные с башмаками. Преобразователи подключены к источнику многофазного напряжения, который обеспечивает необходимую траекторию движения башмаков. Каждый башмак колеблется отдельно друг от друга и взаимодействует с транспортируемой деталью. Такое решение, во-первых, сложно: необходимо большое количество преобразователей, во-вторых, необходим многофазный источник напряжения, в-третьих, оно не обеспечивает транспортирование мелких деталей из-за зазоров между башмаками. Устройство для вибрационного транспортирования [2] имеет биморфные пьезопреобразователи, которые установлены наклонно к основанию, и также имеет башмаки, взаимодействующие с транспортируемой деталью. Для транспортирования миниатюрных деталей башмаки должны находиться близко друг от друга, чтобы детали не проваливались в щели между башмаками. Для обеспечения равномерности движения деталей вдоль башмаков все биморфные преобразователи должны иметь одинаковую собственную частоту, что трудно осуществимо.

Наиболее близкое техническое решение к заявляемому устройству по функциональному назначению и конструктивным признакам виброконвейер в [3] Виброконвейер содержит лоток для деталей, установленный на основании с помощью рессор, и вибратор, соединенный с источником напряжения низкой частоты. Вибратор электромагнитного типа, его якорь крепится к лотку, а сердечник к основанию. В этом устройстве лоток колеблется в зоне резонанса с рабочей частотой вибратора (50 150 Гц), что увеличивает КПД и амплитуду колебаний.

Недостатки устройства: большие габариты по высоте из-за относительно больших размеров электромагнита, сложность сборки и наладки конструкции, т. к. требуется точная регулировка зазора между ярмом и электромагнитом. Кроме того, при изготовлении устройства требуется дефицитный материал (медь, пермолой), а при эксплуатации значительный расход энергии.

Задачей заявляемого технического решения является снижение размеров устройства по высоте и упрощение конструкции.

Для решения этой задачи в виброконвейере для миниатюрных деталей, содержащем основание, лоток для деталей, установленный на основании с помощью рессор, и вибратор, соединенный с источником переменного напряжения, вибратор выполнен в виде пьезоэлектрических преобразователей, закрепленных на упругой полосе, которая расположена параллельно лотку для деталей и своими концами жестко прикреплена к рессорам.

Расположение вибратора, выполненного в виде пьезоэлектрических преобразователей, закрепленных на упругой полосе параллельно лотку между лотком и основанием, позволяет уменьшить высоту виброконвейера для миниатюрных деталей, приблизив лоток к основанию. Передача колебаний от вибратора к лотку осуществляется через прикрепленные к рессорам концы упругой полосы.

На фиг. 1 показан виброконвейер для миниатюрных деталей, общий вид; на фиг.2 разрез по А-А; на фиг.3 отдельно изображен вибратор с пьезоэлектрическими преобразователями, изогнутый при подаче напряжения, - штрих-пунктирной линией показано другое крайнее положение при подаче напряжения противоположного знака.

Виброконвейер для миниатюрных деталей (фиг.1,2) состоит из основания 1, на котором с помощью двух параллельных наклонных рессор, выполненных в виде упругих пластин 2, закреплен лоток 3 для перемещения деталей 4. Вибратор, состоящий из металлической упругой полосы 5 с прикрепленными к ней пьезокерамическими элементами 6,7,8,9, закреплен своими концами на угольниках 10, которые в свою очередь прикреплены винтами к серединам рессор. Пьезоэлементы 6,7 и пьезоэлементы 8,9 составляют два биморфных пьезоэлектрических преобразователя, причем у первой и второй пар пьезоэлементов направление поляризации Е противоположное. Внешние электроды пьезоэлементов 6,7,8,9 подключены к потенциальному проводу генератора 11, нулевой провод генератора и основание виброконвейера 1 заземлены (соответственно заземленной оказывается полоса 5 с внутренними электродами пьезоэлементов 6,7,8,9).

Устройство работает следующим образом. При подаче от генератора переменного низкочастотного напряжения (50.150 Гц) в металлической упругой полосе 5 возбуждаются изгибные колебания (фиг.3), форма колебаний имеет "S"-образную форму, т.к. одна пара пьезоэлементов изгибает полосу 5 в одну сторону, а другая пара пьезоэлементов в другую. При изменении знака напряжения на противоположный форма полосы симметрично изменяется (ее вид показан на фиг.3 штрих-пунктирной линией). Приложенные к рессорам 2 одинаковые изгибающие моменты М, действующие со стороны концов полосы 5, возбуждают совпадающие по направлению колебания рессор 2 и, следовательно, колебания лотка 3. Наиболее приемлемое место крепления концов полосы 5 находится на серединах рессор 2. Это объясняется тем, что рессоры 2 защемлены как на основании 1 так и на лотке 3, поэтому при изгибных колебаниях рессор 2 точка перегиба находится на середину рессор. Следовательно, приложенные внешние изгибающие моменты М в этих точках вызывают наибольшие колебания лотка 3.

Применение в виброконвейерах пьезоэлектрических биморфных преобразователей, расположенных между лотком и основанием параллельно лотку позволяет снизить высоту виброконвейера в 2.3 раза при той же частоте колебаний. Сокращение высоты виброконвейера повышает компактность устройства, что приводит к уменьшению габаритов автоматов, в которых они используются.