RU2022895C1

RU2022895C1 - Device for vibration treating of loose materials in car

Info

Publication number: RU2022895C1
Authority: RU
Inventors: Б.С. Дубровин
Original assignee: Уральское отделение Всероссийского научно-исследовательского института железнодорожного транспорта
Priority date: 1990-05-21
Filing date: 1990-05-21
Publication date: 1994-11-15

Abstract

FIELD: transporting loose materials. SUBSTANCE: device has support beams 1 having front chamferings for overcoming irregularities and arresting stops 2 positioned outside, working member 3 made of a plate having inlet curved part and trapezium cross-section of working surface. Single-shaft unbalance vibration exciter 5 is mounted on axle 4. The exciter is provided with mechanism for changing inclination of the exciter made of screw 7 with nut 8 pivotally connected to the axle. Working member 3 is coupled with support beams 1 through flexible members 9 provided with pressing screw 10 for control of position of the working member with respect to beams 1 over the height. Center of mass of vibration exciter 5 is shifted with respect to center of mass of working member in the direction that is opposite to direction of its motion. Axle of unbalance shaft 11 is inclined to longitudinal axis of the working member at an acute angle. There is some angle between working surface of the plate and horizon owing to static unbalance of working member. When the vibration exciter is in operation the device moves over top framework of the car, levels off and packs loose material. EFFECT: enhanced reliability. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к средствам механизации и интенсификации разравнивания и уплотнения сыпучих грузов в открытом подвижном составе, преимущественно в полувагонах и хопперах-дозаторах. The invention relates to mechanization and intensification of leveling and compaction of bulk goods in open rolling stock, mainly in gondola cars and hopper-dispensers.

Известно вибрационное устройство для разравнивания и уплотнения поверхности сыпучих грузов в полувагонах, содержащее связанный посредством рамы, снабженной шарнирно-рычажной и блочно-тросовой системой, с порталом рабочий орган, представляющий собой подъемно-опускной каток, концы которого выполнены в виде усеченных конусов, примыкающих меньшими основаниями к его средней цилиндрической части, снабженной плитой, наклонно установленной перед катком в направлении его качения, и вибровозбудитель направленного действия, сообщающий колебания катку и плите. Known vibration device for leveling and sealing the surface of bulk cargo in open wagons, containing connected by means of a frame equipped with a hinged-lever and block-cable system, with the portal working body, which is a lifting and lowering roller, the ends of which are made in the form of truncated cones, adjacent smaller bases to its middle cylindrical part, equipped with a plate, obliquely mounted in front of the roller in the direction of its rolling, and a directional vibration exciter reporting vibrations Niya skating rink and plate.

Недостатком такого устройства является недостаточная эффективность, так как реализуется только способ поверхностного уплотнения груза. The disadvantage of this device is the lack of efficiency, since only the method of surface sealing of cargo is implemented.

Известно также самоходное вибрационное устройство, принятое за прототип, содержащее раму со скосами и ограничительными упорами, на которой смонтирован вибровозбудитель дебалансного типа с наклонной осью, которая составляет с продольной осью рамы острый угол, направленный в сторону движения устройства по вагону. It is also known self-propelled vibration device, adopted for the prototype, containing a frame with bevels and restrictive stops, on which an unbalanced type exciter is mounted with an inclined axis, which makes an acute angle with the longitudinal axis of the frame, directed towards the movement of the device along the carriage.

Недостатком данного устройства является возможность реализации только объемного способа уплотнения груза без разравнивания и уплотнения его поверхности, что также снижает его эффективность. The disadvantage of this device is the possibility of implementing only the volumetric method of compaction of the cargo without leveling and compaction of its surface, which also reduces its effectiveness.

Цель изобретения - повышение эффективности при уплотнении и разравнивании груза. The purpose of the invention is to increase efficiency in the compaction and leveling of cargo.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено установленной посредством упругих элементов на опорных балках профилированной в нижней части плитой для взаимодействия с грузом, при этом вибровозбудитель установлен на последней с возможностью поворота и фиксации в продольной вертикальной плоскости, а центр масс вибровозбудителя смещен в указанной плоскости относительно центра масс плиты с балками. This goal is achieved by the fact that the device is equipped with a plate installed by means of elastic elements on the support beams for profiling at the bottom for interacting with the load, while the vibration exciter is mounted on the latter with the possibility of rotation and fixation in a longitudinal vertical plane, and the center of mass of the vibration exciter is displaced in the specified plane relative to the center of mass of the slab with beams.

На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство; общий вид; на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.3 - схема сил, приложенных к центру масс вибровозбудителя, действующих в плоскости чертежа на фиг.1. In FIG. 1 schematically shows the proposed device; general form; figure 2 is a view along arrow a in figure 1; figure 3 is a diagram of the forces applied to the center of mass of the exciter acting in the plane of the drawing in figure 1.

Вибрационное устройство содержит опорные балки 1, имеющие с передней стороны скосы для преодоления неровностей, и расположенные снаружи ограничительные упоры 2, взаимодействующие с боковыми поверхностями верхней обвязки кузова, рабочий орган 3, представляющий собой плиту, имеющую заходную криволинейную часть и трапецеидальное поперечное сечение рабочей поверхности, обращенной большим основанием вниз. На оси 4 смонтирован одновальный дебалансный вибровозбудитель 5, снабженный механизмом изменения угла его наклона в виде шарнирно закрепленного на оси 6 винта 7 с гайкой 8. Рабочий орган 3 соединяется с опорными балками 1 с помощью упругих элементов 9, например из резины, которые имеют нажимной винт 10, позволяющий регулировать по высоте положение плиты 3 относительно балок 1. Центр масс О₁ вибровозбудителя 5 смещен относительно центра масс О рабочего органа 3 на величину е, создавая статическую неуравновешенность последнего. Благодаря этому между рабочей поверхностью плиты 3 и горизонталью образуется угол α = 2^о...5^о, который в сочетании с криволинейной частью плиты способствует устранению призмы волочения перед рабочим органом при его движении. Ось дебалансного вала 11 составляет с продольной осью рабочего органа 3 острый угол β с вершиной, направленной в сторону движения устройства.The vibrating device contains support beams 1, having bevels on the front side to overcome irregularities, and restrictive stops 2 located outside, interacting with the side surfaces of the upper body trim, a working body 3, which is a plate having a curved entry part and a trapezoidal cross section of the working surface, facing large base down. A single-shaft unbalanced exciter 5 is mounted on the axis 4, equipped with a mechanism for changing its angle of inclination in the form of a screw 7 with a nut 8 pivotally mounted on the axis 6. The working body 3 is connected to the support beams 1 by means of elastic elements 9, for example, of rubber, which have a pressure screw 10, which allows you to adjust the height of the position of the plate 3 relative to the beams 1. The center of mass O _{1 of the} vibration exciter 5 is shifted relative to the center of mass O of the working body 3 by an amount e, creating a static imbalance of the latter. Because of this between the working surface of the plate 3 and the horizontal angle formed by α = ^about 2 ... 5 ^of which, in conjunction with the curved part of the plate helps eliminate prism drawing the working body during its movement. The axis of the unbalanced shaft 11 is with the longitudinal axis of the working body 3 an acute angle β with a vertex directed towards the movement of the device.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Краном (не показан) устройство опорными балками 1 устанавливают на верхнюю обвязку кузова вагона 12. Под действием веса рабочего органа 3 упругие элементы 9 деформируются и он устанавливается под углом α на груз. Затем включается вибровозбудитель 5, генерирующий при вращении вала 11 с частотой ω круговую вынуждающую силу Р_оsin ωt с амплитудой Р_о. При этом возникают вертикальная Р₂ = =Р_оsinω tcos β, продольная Р_х = Р_оsinω tsinβ и поперечная Р_у = Р_оcos ωt составляющие кругового вектора. Вертикальная составляющая Р_z обеспечивает поверхностное уплотнение груза, а также вертикальные колебания кузова вагона, которые передаются через упругие элементы 9 и опорные балки 1. Наряду с этим кузову вагона сообщаются горизонтальные колебания через опорные балки 1 и ограничительные упоры 2 при действии поперечной составляющей Р_у. Наличие эти двух составляющих вынуждающей силы позволяет повысить эффективность процесса за счет реализации поверхностного и объемного виброуплотнения груза в вагоне, кузов которого при объемном уплотнении выполняет функции рабочего органа. Кроме того, вертикальная составляющая Р_z, действуя на плече е относительно центра масс О, сообщает рабочему органу помимо вертикальных, еще и крутильные колебания, которые способствуют повышению эффективности процесса уплотнения и разравнивания.With a crane (not shown), the device with support beams 1 is installed on the upper trim of the car body 12. Under the influence of the weight of the working body 3, the elastic elements 9 are deformed and it is installed at an angle α to the load. Then the vibration exciter 5 is turned on, generating a circular driving force P _about sin ωt with an amplitude P _about when the shaft 11 is rotated with a frequency ω. In this case, vertical P ₂ = P _о sinω tcos β, longitudinal P _х = Р _о sinω tsinβ and transverse Р _у = Р _о cos ωt components of the circular vector arise. The vertical component P _z provides surface compaction of the load, as well as vertical vibrations of the car body, which are transmitted through the elastic elements 9 and the support beams 1. Along with this, the car body receives horizontal vibrations through the support beams 1 and limit stops 2 under the action of the transverse component P _y . The presence of these two components of the driving force allows you to increase the efficiency of the process due to the implementation of surface and volumetric vibration compaction of the cargo in the car, the body of which, when the volumetric compaction performs the functions of the working body. In addition, the vertical component P _z , acting on the shoulder e relative to the center of mass O, informs the working body, in addition to vertical, also torsional vibrations, which contribute to increasing the efficiency of the compaction and leveling process.

Продольная составляющая Р_х, суммируясь с проекцией на ось х силы тяжести вибровозбудителя, за счет геометрической асимметрии обеспечивает вибрационное перемещение устройства по верхней обвязке кузова вагона под действием силы mgsinβ cos β в сторону вершины угла β при одновременном взаимодействии рабочего органа 3 с грузом. Благодаря смещению общего центра масс рабочего органа 3 в сторону, противоположную его движению, за счет образования угла α и наличия крутильных колебаний, в верхних слоях груза увеличиваются касательные напряжения и обеспечивается более качественное разравнивание груза, свободная поверхность которого в сечении приобретает форму трапеции. В зависимости от высоты "шапки" груза вертикальное положение рабочего органа регулируется с помощью винтов 10.The longitudinal component P _x , summing up with the projection of the excitation gravity on the x-axis, due to geometric asymmetry provides vibrational movement of the device along the upper strapping of the car body under the action of the force mgsinβ cos β towards the apex of angle β with simultaneous interaction of the working body 3 with the load. Due to the displacement of the common center of mass of the working body 3 in the direction opposite to its movement, due to the formation of the angle α and the presence of torsional vibrations, the tangential stresses increase in the upper layers of the load and better alignment of the load is ensured, the free surface of which in the cross section takes the form of a trapezoid. Depending on the height of the "cap" of the load, the vertical position of the working body is adjusted using screws 10.

После уплотнения и разравнивания груза устройство переходит на следующий вагон и так далее до последнего вагона. Затем оно снимается и краном устанавливается за габарит приближения строений в ожидании следующей партии вагонов и циклы повторяются. After compaction and leveling of the load, the device proceeds to the next carriage and so on until the last carriage. Then it is removed and installed by a crane beyond the approximation of buildings in anticipation of the next batch of cars and the cycles are repeated.

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить эффективность уплотнения груза за счет одновременной реализации поверхностного и объемного виброуплотнения путем передачи колебаний грузу рабочим органом 3 и несущими элементами кузова вагона, которому они сообщаются через верхнюю обвязку опорными балками 1. The application of the proposed device can improve the efficiency of cargo compaction due to the simultaneous implementation of surface and volumetric vibration compaction by transmitting vibrations to the load by the working body 3 and the load-bearing elements of the car body, to which they communicate through the upper strapping of the support beams 1.

Таким образом, улучшается использование колебательной энергии, которая расходуется на перемещение устройства вдоль вагона и на уплотнение и разравнивание груза. Thus, the use of vibrational energy, which is spent on moving the device along the wagon and on compaction and leveling of the load, is improved.

Claims

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ СЫПУЧИХ ГРУЗОВ В ВАГОНЕ, содержащее опорные балки со скосами и ограничительными упорами, несущие дебалансный одновальный вибровозбудитель, ось которого расположена к продольной оси балок под острым углом, направленным в сторону движения устройства по вагону, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности при уплотнении и разравнивании груза, оно снабжено установленной посредством упругих элементов на указанных балках, профилированной в нижней части плитой для взаимодействия с грузом, при этом вибровозбудитель установлен на последней с возможностью поворота и фиксации в продольной вертикальной плоскости. 1. A DEVICE FOR VIBRATION PROCESSING OF BULK CARGOES IN THE WAGON, containing support beams with bevels and limit stops, bearing an unbalanced single-shaft exciter, the axis of which is located to the longitudinal axis of the beams at an acute angle directed towards the device along the carriage, characterized in that, with In order to increase efficiency during compaction and leveling of cargo, it is equipped with a plate installed by means of elastic elements on said beams, profiled in the lower part for interaction with cargo, etc. and this exciter is mounted on the latter with the possibility of rotation and fixation in a longitudinal vertical plane.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что центр массы вибровозбудителя смещен в продольной вертикальной плоскости относительно центра масс плиты с балками. 2. The device according to claim 1, characterized in that the center of mass of the vibration exciter is offset in a longitudinal vertical plane relative to the center of mass of the plate with beams.