Устройство для сортировки тел качения

(57) Сущ нит 2,4 обмотки ( 4,сортиро жит напра жутся со друг за др магничив виде пост СО С) 0 с М М ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ЙСТВО.ДЛЯ СОРТИРОВКИ ТЕЛ ость изобретения: устроиство соаправляющую 1, постоянный магиндукционные измерительные 3, 7. 8, 9), измерительную станцию вочный блок 5 сортировки содервляющую (Н), вдоль которой двиртируемые И, последовательно угом расположенные вдоль Н наающую систему, выполненную в оянного магнита или злектромагнита 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 Х за ИО первой пары. Величины а и Х устанавливаются из соотношений сс - агст 9 О/, Х - О, где О и 1 диаметр и длина сортируемого И.2-3-.7-8-9-4-5. 5 ил. С: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 Я и й (фиг, 1) обозначены магнитные полюса намагничивающей системы 2. Разноименные магнитные полюса 3 и Й 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 направляющей 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, АБ, 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 измери тельная обмотка 7 включена в цепьизмерительного канала 4 последовательно с первой индукционной измерительной обмоткой 3, т.е, так, 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 измеритель ная обмотка 8 и четвертая индукционнаяизмерительная обмотка 9 включены последовательно друг с другом в цепь измери- тельного канала 4 встречно с обмотками 3 и 7, то есть так, что пространственно однород 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 25 выходе обмоток.З и 7. На фиг. 2 обозначенаось Х направляющей 1, вдоль которой движутся сортируемые изделия 6. Ось Х проходит сквозь центры 0 и 0 соответственно первой и второй пары индукционных изме- ЗО рительных 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 измери тельной обмотке 8). Угол между осью х иплоскостью расположения второй индукционной измерительной обмотки 7 (и четвертой индукционной измерительной обмотки 9) установлен равным -а, Расстояние х = 40 =00 между центрами первой и второй парыиндукционных измерительных обмоток 3. 7 и 8. 9 установлено. исходя из условия (2),Работает устройство следующим образом.45 Не показанное на фиг, 1 загрузочноеустройство 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 Я и й намагничивающей системы 2 и намагничиваются там. Исходная высота свободного падения или каченияизделии 6. Величина площади Зг на фиг. 4, б в два раза больше, чем Яь Одновременно происходит повышение помехозащищенно сти устройства, тэк как пространственно однородное изменение магнитной индукции, параллельное оси Х, не вызывает появления ЭДС помехи на входе измерительного канала 4. 55Снабжение 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 магнитномполе намэгничивающей системы 2, а выходят из зоны действия намагничивающегополя и движутся дальше в намагниченном состоянии. При движении намагниченногосортируемого изделия сквозь индукционную измерительную обмотку 3 на ее выходеиндуцируется ЭДС, вид которой изображен на фиг. 4, а. Информационным параметроминдуцированной ЭДС а (т) служит площадь 51 однополярного импульса, соответствующего интервалу времени и, 1 г (или 1 г, йз)на фиг. 4, а, Величина 31 пропорциональна максимальному магнитному потокосцеплениюсортируемого изделия 6 и индукционной измерительной обмотки 3, Эта величина максимальна при выполнении условия (1), тогда плоскость расположения индукционной измерительной обмотки 3 вмомент максимального магнитного потокосцепления обмотки 3 и изделия 6 пересекает изделие 6 лишь по его боковой поверхности. Дальнейшееуменьшение угла а нецелесообразно. так как это приведет кчрезмерному 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 Я 1 вплоть донуля при а =. 7 г/2. Величина однополярного импульсаЯ 1 измеряется измерительным каналом 4 так же, как в прототипе. По результату измерения, так же, кэк и в прототипе, происходит сортировка изделий 6 нагодные и бракованные при помощи блока сортировки 5.Снабжение устройства второй индукционной измерительной обмоткой 7 при вышеуказанном ее расположении ивключении в цепь измерительного канала 4 обеспечивает двухкратное повышение чувствительности устройства,к величине остаточного магнитного потока в сортируемом 102025304045 включении в цепь измерительного канала 4 обеспечивает дальнейшее повышение чув. ствительности устройства к величине остаточного магнитного потока в сортируемом изделии 6, Величина площади Яз однополярного импульса ЭДС я (т), соответствующего интервалу времени тг, 1 з) на фиг. 4,в, почти вдвое больше площади Яг, Одновременно происходит практически полное исключениевлияйия 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 Х 1 расстояния 00 между центрами пар индукционных измерительных катушек целесообразно установить из условия 2), Уменьшение Х 1 относительно этого расстояния приведет к уменьшению площади Зз и снижению чувствительности устройства, а увеличение Х 1 практически не увеличит Яз, приведет к искажению формы и уменьшению амплитуды индукционного сигнала, снизит помехозащищенность от помех близко расположенных источников и увеличит линейные размеры преобразователя.Таким образом, предложенное устройство обеспечивает сортировку тел качения при их движении в направлении, поперечном их продольной оси, то есть с более высокой производительностью и надекностью, чем устройство-прототип.В обоснование повышения надежности сортировки рассмотрим (рис, 5) сортируемое изделие 6, представляющее собой тело качения с длинойи диаметром О, намагниченное вдоль своей продольной оси движущееся вдоль направляющей 1 в направлении, перпендикулярном своей продольной оси (а - как в предложенном техническом решении), и параллельном своей продольной оси (б - как у устройства 1801623прототипа). Поперечное сечение направляющей 1 в случае фиг, 5 (а) представляет собой прямоугольник; а в случае фиг. 5 (б) - окружность. Степень надежности сортировки изделий б при движении вдоль направляющей 1 определяется вел ичийой расстояния 1/2 между стенками направляющей и изделием. Чем больше Ь, 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+ О недопустимо, так как становится возможным разворот изделия в преобразователе. На фиг, 5 видно, что предельно допустимая величина зазора Ь в случае (а) равна:ь= ( т- ),га в случае(б) равна;ь,=( Л+ - - ) (4)1 - 1ЯПри этом углыудовлетворяет соотношениюа юагс 1 ц О/Е,где О и . - диаметр и длина контролируемого изделия, а расстояние Х 1 между центрами пар обмоток удовлетворяет условию Х О.Формула изобретения Устройство для сортировки тел качения, содержащее узел подачи иэделий на позицию контроля, выполненный в виде направ ляющей, вдоль которой по ходу движенияизделий размещены намагничивающая система и пара индукционных измерительныхобмоток, имеющих общий центр и установ 5 ленных одна относительно другой под углом, и последовательно соединенныеизмерительный канал и блок сортировки,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения производительности и надеж 10 ности сортировки, оно содержит дополнительную пару. индукционныхизмерительных обмоток, имеющих общийцентр с первой парой обмоток, установленных одна относительно другой под углом и15 размещенных вдоль направляющей послеобмоток первой пары, причемвсе индукционные измерительные обмотки в парах соединены последовательно, а пары обмоток -последовательно встречно одна с другой и20 подключены к входу измерительного канала, углы а,а между плоскостями, образованными соответствующимииндукционными измерительными обмотками и продольной осью направляющей, и25 расстояние Х между центрами пар индукционных измерительных обмоток определяютпо следующим соотношениям:а, - а агсц(О/Е);Х- О,где О и- соответственно диаметр и длина30 контролируемого изделия,причем. намагничивающая система выполнена в виде постоянного магнита или электромагнита постоянного тока с двумяразноименными магнитными полюсами,35 располокенными одни напротив другого поразные стороны направляющей.1801623 О Фиг иг. Составитель Е.Хачатуро ехред М,Моргентал едакто ка рект Заказ 812 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям и 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород,. ул,Гагарина, 1