Устройство для сортировки тел качения

 

Сущность изобретения: устройство содержит направляющую 1, постоянный магнит 2, 4 индукционные измерительные обмотки (3, 7, 8, 9), измерительную станцию 4, сортировочный блок 5 сортировки содержит направляющую (Н), вдоль которой движутся сортируемые И, последовательно друг за другом расположенные вдоль Н намагничивающую систему, выполненную в виде постоянного магнита или электромаг -Jнита постоянного тока с двумя разноименными магнитными полюсами, расположенными друг напротив друга по разные боковые стороны Н, и измерительную обмотку (ИО), расположенную под острым углом а к продольной оси Н. В предпочтительных вариантах реализации устройство снабжено второй ИО, идентичной первой ИО, имеющей с ней общий центр, включенной последовательно, и расположенной под углом - а к продольной оси Н, а также второй парой ИО, идентичных ИО первой пары, включенных последовательно-встречно с ними и расположенных по ходу движения И на расстоянии X за ИО первой пары. Величины а и X устанавливаются из соотношений arctg D/L, X D, где DnL диаметр и длина сортируемого И. 2-3-7-8-9-4-5. 5 ил. ел С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

s В 07 С 5/344

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. / (21) 4926768/12 (22) 09.04,91 (46) 15.03.93, Бюл. ¹ 10 (71) Институт прикладной физики АН БССР (72) С.Г. Сандоми рский (56) Патент ФРГ №3815875, кл. В 07 С5/344, 1989. (54) УСТРОЙСТВО.ДЛЯ СОРТИРОВКИ ТЕЛ

КАЧЕНИЯ (57) Сущность изобретения: устройство содержит направляющую 1, постоянный магнит 2, 4 индукционные измерительные обмотки (3, 7, 8, 9), измерительную станцию

4, сортировочный блок 5 сортировки содержит направляющую (Н), вдоль которой движутся сортируемые И, последовательно друг за другом расположенные вдоль Н намагничивающую систему, выполненную в виде постоянного магнита или злектромаг„„ Ы „„1801623 А1 нита постоянного тока с двумя разноименными магнитными полюсами, расположенными друг напротив друга по разные боковые стороны Н. и измерительную обмотку (ИО), расположенную под острым углом а к продольной оси Н. В предпочтительных вариантах реализации устройство снабжено второй ИО, идентичной первой ИО, имеющей с ней общий центр, включенной последовательно. и расположенной под углом — а к продольной оси Н, а также второй парой ИО. идентичных

ИО первой пары, включенных последовательно-встречно с ними и расположенных по ходу движения И на расстоянии X за ИО первой пары. Величины а и X устанавливаются из соотношений a = агст9 D/L, X D, где D u L диаметр и длина сортируемого И.

2-3-.7-8-9-4-5. 5 ил.

1801623

Изобретение относится к разделению или сортировки изделий из твердых материалов по их магнитным свойствам, в частности по величине остаточного магнитного потока в изделиях после их намагничивания.

Цель изобретения — повышение производительности и надежности.

На фиг, 1 изображена упрощенная функциональная схема заявленного устройства: на фиг. 2 изображена схема расположения индукционных измерительных обмоток устройства; на фиг. 3 изобра.жена схема соединения индукционных измерительных обмоток устройства; на фиг.

4 приведены временные диаграммы сигналов на выходах а — одной обмотки, б — одной из пар обмоток, в — на входе измерительного канала устройства; на фиг. 5 изображено сортируемое изделие, движущееся вдоль направляющей в направлении, перпендикулярном (а) и параллельном (б) своей продольной оси.

Устройство содержит направляющую 1, намагничивающую систему 2, первую индукционную измерительную обмотку 3, измерительный канал 4. блок сортировки 5.

Позицией 6 (фиг. 1) и 2 обозначено сортируемое иэделие, а позициями 7, 8 и 9 (фиг. 2 и

3) соответственно вторая, третья и четвертая индукционные измерительные обмотки устройства. Латинскими буквами S u N (фиг.

1) обозначены магнитные полюса намагничивающей системы 2. Разноименные магнитные полюса S u N намагничивающей системы 2 расположены друг напротив друга по разные боковые стороны направляющей 1, Буквами АБВГ (фиг. 1) обозначен контур, вдоль которого расположена первая индукционная измерительная обмотка 1, а стрелками обозначено направление движения сортируемого изделия 6 вдоль направл яющей 1. Первая индукционная измерительная обмотка 3, измерительный канал 4 и блок сортировки 5 соединены последовательно, Направляющая 1, намагничивающая система 2 и контролируемое изделие 6(фиг. 1) изображены в продольном разрезе. Буквами А, А, Б, Б, Д, Е (фиг, 2) изображены начала отрезков, вдоль которых расположены участки индукционных измерительных обмоток предложенного устройства. Отрезки АБ, А Б, Б Д и БЕ представляют собой проекции плоскостей расположения соответственно первой 3, второй 7. третьей 8 и четвертой 9 индукционных измерительных обмоток на плоскость продольного разреза направляющей 1, Тонкими стрелками (фиг. 2 и 5) изображено направление остаточного магнитного потока в сортируемом изделии 6, а толстой. стрелкой — направление его движения сквозь систему индукционных измерительных обмоток, Вторая индукционная измерительная обмотка 7 включена в цепь измерительного канала 4 последовательно с первой индукционной измерительной обмоткой 3, т.е, тэк, что пространственно однородное,изменение магнитной индукции, параллельное направлению остаточного магнитного потока в изделии 6, вызывает на выходе обмоток 7 и 3 ЭДС удвоенной величины по сравнению с ЭДС от одной обмотки

3 или 7. Третья индукционная измерительная обмотка 8 и четвертая индукционная измерительная обмотка 9 включены последовательно друг с другом в цепь измери; тельного канала 4 встречно с обмотками 3 и

7, то есть так, что пространственно однород20 ное изменение магнитной индукции, параллельное направлению остаточного магнитного потока в иэделии 6, вызывает на выходах обмоток 8 и 9 ЭДС противоположной полярности по сравнению с ЭДС на выходе обмоток.3 и 7. На фиг. 2 обозначена ось Х направляющей 1, вдоль которой движутся сортируемые изделия 6. Ось Х проходит сквозь центры 0 и 0 соответственно первой и второй пары индукционных измерительных обмоток. Угол а между плоскостью расположения первой индукционной измерительной обмотки 3 и осью х устанавливается, исходя иэ соотношения (1) (то же относится к третьей индукционной измери35 тельной обмотке 8). Угол между осью х и плоскостью расположения второй индукционной измерительной обмотки 7 (и четвертой индукционной измерительной обмотки

9) установлен равным -a . Расстояние х =

40 =00 между центрами первой и второй пэры индукционных измерительных обмоток 3. 7 и 8. 9 установлено. исходя из условия (2), Работает устройство следующим образом.

45 Не показанное на фиг, 1 загрузочное устройство обеспечивает поштучную подачу сортируемых изделий 6 в направляющую 1 в положении, при котором продольные оси сортируемого изделия 6 и направляющей 1

50 ортогональны. Направляющая 1 установлена либо вертикально (в этом случае иэделие

6 свободно падает вдоль нее), либо наклонно (в этом случае изделия 6 катятся по ее боковой поверхности). В процессе своего

55 движения вдоль направляющей 1 сортируемые изделия 6 проходят между разноименными полюсами S u N намагничивающей системы 2 и намагничиваются тэм. Исходная высота свободного падения или качения

1801623 изделии 6. Величина площади $г на фиг. 4, б в два раза больше, чем $ь Одновременно происходит повышение помехозащищенно- 50 сти устройства, тэк как пространственно однородное изменение магнитной индукции, параллельное оси Х, не вызывает появления

ЭДС помехи на входе измерительного канала 4. 55

Снабжение устройства второй парой индукционных измерительных обмоток 8 и

9 при вышеуказанном их расположении и изделий 6 сквозь намагничивающую систему 2 устанавливается такой, что сортируемые изделия в силу инерции своего движения не останавливаются в магнитном поле намэгничивающей системы 2, а выходят из зоны действия намагничивающего поля и движутся дальше в намагниченном состоянии. При движении намагниченного сортируемого изделия сквозь индукционную измерительную обмотку 3 на ее выходе индуцируется ЭДС, вид которой изображен на фиг. 4, а. Информационным параметром индуцированной ЭДС а (t) служит площадь

Si однополярного импульса, соответствующего интервалу времени (и, 1г) (или (1г, t3D на фиг. 4, а, Величина $1 пропорциональна максимальному магнитному потокосцеплению сортируемого изделия 6 и индукционной измерительной обмотки 3. Эта величина максимальна при выполнении условия (1), тогда плоскость расположения индукционной измерительной обмотки 3 в момент максимального магнитного потокосцепления обмотки 3 и изделия 6 пересекает изделие 6 лишь по его боковой поверхности. Дальнейшее уменьшение угла а нецелесообразно. так как это приведет к черезмерному увеличению площади индукционной измерительной обмотки 3, то есть возрастанию сигнала электромагнитных по мех, снижению амплитуды индуцированной

ЭДС, возрастанию продольных размеров преобразователя. Увеличение угла а. приведет к уменьшению площади St вплоть до нуля при а =. v/2. Величина однополярного импульса$1 измеряется измерительным каналом 4 так же, как в прототипе. По результату измерения, так же, кэк и в прототипе, происходит сортировка изделий 6 на годные и бракованные при помощи блока сортировки 5.

Снабжение устройства второй индукционной измерительной обмоткой 7 при вышеуказанном ее расположении и включении в цепь измерительного канала 4 обеспечивает двухкратное повышение чувствительности устройства,к величине остаточного магнитного потока в сортируемом

45 включении в цепь измерительного канала 4 обеспечивает дальнейшее повышение чув. ствительности устройства к величине остаточного магнитного потока в сортируемом изделии 6. Величина площади $3 однополярного импульса ЭДС я (t), соответствующего интервалу времени (A, t3) на фиг. 4,в, почти вдвое больше площади $г, Одновременно происходит практически полное исключение влияйия внешних электромагнитных помех на работу устройства. Пространственно однородное изменение магнитной индукции в любом, направлении не вызывает и появление ЭДС помехи на входе измерительного канала 4.

Это приводит к резкому возрастанию отношения сигнал/шум в предложенном устройстве и делает возможной сортировку изделий из магнитомягких материалов. У изделий из таких материалов величина остаточного магнитного потока мала, и индуцированная ЭДС часто неразличима на фоне внешних электромагнитных помех (наличие у намагничивающей системы лишь двух разноименных полюсов также способствует возможности сортировки изделий из магнитомягких материалов. В этом случае поле рассеяния вне намагничивающей системы имеет то же направление, что и внутри нее. Частичного или полного размагничивания сортируемых изделий полем рассеяния не происходит). Величину Х1 расстояния 00 между центрами пар индукционных измерительных катушек целесообразно установить из условия (2). Уменьшение Х1 относительно этого расстояния приведет к уменьшению площади $3 и снижению чувствительности устройства, а увеличение Х1 практически не увеличит $3, приведет к искажению формы и уменьшению амплитуды индукционного сигнала, снизит помехозащищенность от помех близко расположенных источников и увеличит линейные размеры преобразователя.

Таким образом, предло>кенное устройство обеспечивает сортировку тел качения при их движении в направлении, поперечНоМ их продольной оси, то есть с более высокой производительностью и наде>кностью, чем устройство-прототип.

В обоснование повышения надежности сортировки рассмотрим (рис. 5) сортируемое изделие 6, представляющее собой тело качения с длиной L и диаметром D, намагниченное вдоль своей продольной оси движущееся вдоль направляющей 1 в направлении, перпендикулярном своей продольной оси (а — как в предложенном техническом реLLlåíèè), и параллельном своей продольной оси (б — как у устройства1801623 прототипа). Поперечное сечение направляющей 1 в случае фиг, 5 (а) представляет собой прямоугольник; а в случае фиг. 5 (б)— окружность. Степень надежности сортировки изделий 6 при движении вдоль направляющей 1 определяется вел ичийой расстояния 11/2 между стенками направляющей и изделием. Чем больше h, тем свободнее движется изделие вдоль направляющей, тем меньше вероятность его остановки из-за наличия технологической неровности поверхности изделия или загрязнения стенок направляющей. Однако увеличение ширины (диаметра направляющей 1 сверх величины L + D недопустимо, так как cTBHoBUITcsl возможным разворот изделия в преобразователе. На фиг. 5 видно, что предельно допустимая величина зазора hn в случае (а) равна:

hi ° =L(1++ — ), г а в случае (б) равна; (3) При этом углы удовлетворяет соотношению а arctg D/L, где О и L — диаметр и длина контролируемого изделия, а расстояние Х1 между центрами пар обмоток удовлетворяет условию Х D.

Формула изобретения

Устройство для сортировки тел качения, содержащее узел подачи иэделий на позицию контроля, выполненный в виде направ ляющей, вдоль которой по ходу движения изделий размещены намагничивающая система и пара индукционных измерительных обмоток, имеющих общий центр и установ5 ленных одна относительно другой под углом, и последовательно соединенные измерительный канал и блок сортировки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и надеж10 ности сортировки, оно содержит дополнительную пару. индукционн.ых измерительных обмоток, имеющих общий центр с первой парой обмоток, установленных одна относительно другой под углом и

15 размещенных вдоль направляющей после обмоток первой пары, причем все индукционные измерительные обмотки в парах соединены последовательно, а пары обмоток— последовательно встречно одна с другой и

20 подключены к входу измерительного канала, углы a>,а между плоскостями, образованными соответствующими индукционными измерительными обмотками и продольной осью направляющей, и

25 расстояние Х между центрами пар индукционных измерительных обмоток определяют по следующим соотношениям:

c>, — а arctg (D/L); Х О, где D u L — соответственно диаметр и длина

30 контролируемого изделия, причем. намагничивающая система выполнена в виде постоянного магнита или электромагнита постоянного тока с двумя разноименными магнитными полюсами, 35 располо>кенными одни напротив другого по разные стороны направляющей.

1801623

Составитель Е.Хачатурова

Техред M,Ìîðãåíòàë

Редактор.

Корректор C,nåêàðü

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 812 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5