Завинчивающий патрон стационарного устройства для сборки резьбовых соединений Советский патент 1983 года по МПК B23P19/06 

Изобретение относится к автоматической сборке резьбовых соединений и может быть применено в станкостроении, приборостроении, автомобилестроении и других отраслях промышленности. Известен завинчивающий патрон стационарного устройства для сборки резьбовых соединений, содержащий рабочую головку и установленный в корпусе с возможностью осевого перемещения шпиндель, состоящий из связанного с приводом ведущего вала и ведомого вала, соединенных между собой муфтой, ограничивающей крутящий момент затяжки гайкиШ. Известное устройство предназначено для завинчивания за один рабочий цикл йа резьбовой стержень гайки и затяжки ее до жесткого упора. Однако в практиве часто приходится завинчивать гайки на болты до подпружиненной опоры, например, при заневоливании пружин фрикционных или предохранительных муфт, а затем, удерживая гайку от вращения, стопорить ее контргайкой. Известные устройства не предназначены для выполнения этих операций за один рабочий цикл. Цель изобретения - повыщение производительности. Поставленная цель достигается тем, что в завинчивающем патроне стационарного устройства для сборки резьбовых соединений, содержащем рабочую головку и установленный в корпусе с возможностью осевого перемещения шпиндель, состоящий из связанного с приводом ведущего вала и ведомого вала, соединенных между собой муфтой предельного момента, рабочая головка снабжена соосно расположенными верхним и нижним ключами, причем верхний ключ жестко связан с ведомым валом шпинделя и имеет три подпружиненных захвата, три разделителя гаек, выполненных в виде рычагов, и самоустанавливающийся кулачковый стержень, расположенный соосно внутри ключа и кинематически связанный с разделителем гаек, а нижний ключ выполнен в виде полого цилиндра и имеет подпружиненные сухари с фиксаторами, расположенными в боковых стенках цилиндра и три подпружиненных щтыря, расположенных радиально в основании цилиндра, при этом верхний ключ кинематически связан с нижним посредством подпружиненных сухарей и дополнительно введенных подпружиненных щариков. Кроме того, корпус рабочей головки снабжен подвижным днищем, на основании которого выполнен кольцевой выступ для стопорения штырей нижнего ключа в момент затяжки контргайки, а рабочая головка снабжена выталкивателем, выполненным в виде подпружиненного относительно корпуса рабочей головки стержня, расположенного соосно с кулачковым стержнем и жестко связанный с ним для удаления из гнезд ключей незавинченных гаек, причем рабочая головка также снабжена подпружиненной втулкой с клиньями, кинематически связанной с кулачковым стержнем для жесткой фиксации зажимных рычагов верхнего ключа. На фиг. 1 изображен завинчивающий патрон, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 5 - вид. Г на фиг. 4; на фиг. 6 - разрез Д-Д на фиг. 1; на фиг. 7- разрез Е-Е на фиг. 1; на фиг. 8 - вид Ж на фиг. 7. Завинчивающий патрон состоит из корпуса, составного щпинделя и рабочей головки. Корпус патрона (фиг. 1) содержит гильзу 1, стакан 2 с крышкой 3, регулировочную гайку 4, шлицевую втулку 5, стопорное кольцо 6, дно 7, к которому с помощью пружины 8 притягивается подвижное днище 9 с кольцевым выступом 10. Штифт 11, входящий в паз днища 9, предотвращает его вращение и позволяет ему поступательно перемещаться вдоль оси гильзы 1. С днищем 9 жестко связана чаша 12, имеющая направляющее коническое отверстие 13 и щайбоулавливающий поясок 14. В боковых поверхностях дна 7 и стакана 2 имеются отверстия .для крепления патрока на подвеске. Ведомый вал щпинделя свинчен из двух втулок: нижней 15 и верхней 16. Он соединен посредством карданного шарнира 17 с ведущим валом шпинделя 18, который через телескопическую передачу и муфту, ограничивающую момент затяжки контргайки (не показаны), связан с приводом. Рабочая головка состоит из соосно расположенных верхнего и нижнего ключей. Верхний ключ содержит корпус 19, в пазах которого расположены три зажимных рычага 20 с пружинами 21 и три разделителя гаек 22, плоские пружины 23 которых концами упираются в напрессованное на корпус ключа кольцо 24. Рычаги 20 и разделители 22 с регулировочными винтами 25 закреплены в пазах корпуса 19 с помощью осей 26 (фиг. 1 и 6) и 27 (фиг. 1 и 8). На хвостовике корпуса 19 верхнего ключа надеты втулка 28 с тремя клиньями и штифтом 29, пружина 30, щайба 31, подшипники 32, опорная втулка 33 и силовая пружина 34. Корпус 19 верхнего ключа жестко связан с нижней втулкой 15 шпинделя винтами 35. На боковой поверхности корпуса верхнего ключа выполнены глухие отверстия, в которые вложены пружины 36 (фиг. 3 и 4) и щарики 37. В нижней части корпуса имеется цилиндрическое гнездо 38 под контргайку (фиг. 3).

Внутри верхнего ключа расположен Кулачковый стержень 39, на нижний конец которого надеты втулка 40 и пружина 41, а в торец ввернут винт 42 с конусной гоЛОвкой, имеющей наибольший диаметр, несколько меньший, чем внутрениий диаметр р зьбы контргайки. Верхний торец кулачкового стержня 39 жестко связан с выталкивателем 43, который самоустанавливается благодаря пружинам 44 и 45 и втулке 46.;:К верхнему торцу выталкивателя 43 болтом 47 прикреплена планка 48, к которой винтами 49 жестко прижимается кольцо 50. .

Нижний ключ содержит корпус 51 (фиг. 3) сверху которого с помошью винтов 52 крепится крышка 53, а снизу - винтами 54 (фиг. 1 и 2) дно 55 (фиг. 3), имеющее в центре цилиндрическое отверстие под гайку и подпружиненные составные радиально расположенные штыри (фиг. 2), состоящие из наконечников 56, хвостовиков 57, проволочных и плоских пружин 58, упирающихся концами в боковые стенки кольцевой канавки дна 55. В сквозных отверстиях корпуса 51 нижнего ключа (фиг. 3, 4 и./5) установлены подпружиненные плоскими пружинами 59 сухари 60. Жесткость плоских пружин 59 регулируется осевым перемещением кольца 61, которое стопорится винтом. 62 (фиг. 1). С сухарями 60 (фиг. 3) контрактируют фиксаторы 63, которые поджимаются пружинами 64 и имеют поводки 65.:

В исходном положении рабочая головка завинчивающего патрона занимает крайнее нижнее положение (фиг. 1), зажимные рычаги 20 верхнего ключа жестко зафиксированы клиньями втулки 28 под действием пружины 30. Благодаря пружинам 44 и 45 и втулке 46 кулачковый стержень 39 занимает четкое исходное положение, при этом сферические концы регулировочных винтов 25, разделителей 22 входят в канавку кулачкового стержня 39 (фиг. Г и 7J, т.е. рабочие концы разделителей 22 сведены. Составные щтырьки нижнегб клвдг ча не заблокированы, подпружинены, так как верхний край кольцевого выступа 1Q днища 9 находится на уровне нижнего края дни 55 нижнего ключа. Нижний ключ через сухари 60, концы которых находятся в пазах шлицевой втулки 5, сблокирован с гильзой 1 патрона. При этом концы фиксаторов 63 входят в канавку сухаря 60 и удерживают его в зацеплении со шлицевой втулкой 5.

Зарядка патрона гайками (фиг. li) осуществляется путем опускания патрона на палец, на который предварительно надеты гайки (верхняя - контргайка, нижняя - гайка). Причем конец пальца выступает над верхней гайкой на 1,5-1,7 высоты гайки. При опускании патрона на палец выступающий конец нажимает торцом на головку

винта 42 и, сжимая пружину 45, перемещает кулачковый стержень 39 с выталкивателем 43 вверх. При этом кулачковый стержень 39, воздействуя на сферические торцы регулировочных винтов 25, а также через штифт 29 на втулку 28 с клиньями, разводит рабочие концы разделителей 22 и растормаживает зажимные рычаги 30, освобождая вход контргайке в гнездо 38 верхнего ключа.

Контргайка, .преодолевая сопротивление пружин 21 рычагов 20, оказывается слегка зажатой между рабочими концами этих рычагов. Нижний ключ при зарядке выступающими сферическими концами подпружиненных наконечников 56 ориентирует контргайку и гайку.

После зарядки гайками патрон поднимают и перемещают на рабочую позицию. Кулачковый стержень 39 под действием пружины 45 опускэется в исходное положение, рабочие концы разделителей 22 входят между гайкой и контргайкой, приподнимая последнюю за счет подъема втулки 40 и сжатия пружины 41. Клинья втулки 28 жестко заклинивают зажимные рычаги 20, а те, в свою очередь, рабочими концами зажимают контргайку.

На рабочей позиции заряженный гайками патрон опускается на резьбовый стержень, на который предварительно надеты пружина и шайба (фиг. 3). Чаща 12 коническим отверстием 13 с шайбоулавливающим ПОЯСКОМ 14 улавливает и центрирует резьбовый конец стержня. При сжатии патроном пружины, надетой на резьбовый стержень, сначала сжимается пружина 8 пока чаща 12 своим фланцем не упрется в дно 7 корпуса патрона. При этом днище 9 приподнимается над дном 7. Конец резьбового стержня упирается в заряженную гайку и через нее, нажимая на концы разделителей 22, приподнимает в гильзе 1 рабочую головку над днищем патрона (примерно на 2,5 высоты гайки), сжимая силовую пружину 34. Поводок 65 фиксатора 63, упираясь в стопорное кольцо 6 гильзы патрона, вь1водит конец фиксатора 63 из канавки сухаря 60. Сухарь-60 под действием плоских пружин 59 выходит из зацепления со шлицевой втулкой 5, и нижний ключ оказывается разблокированным с гильзой 1 патрона. Но в то же время цилиндрические концы сухарей 60 выдвигаются в кольцевую канавку корпуса 51 нижнего ключа, т.е. вступают во взаимодействие с щариками 37 верхнего ключа. Включается привод. Вращение шпинделя передается верхнему ключу, который через шарики 37 и сухари 60 (фиг. 4) вращает нижний ключ. Происходит одновременное навинчивание гайки и контргайки на резьбовый стержень. Благодаря разделителям 22, навинчивание контргайки происходит с некоторым заром между гайкой и контргайкой, что исключает самозатягивание гаек. При этом рабочая коловка опускается за каждый оборот на величину шага резьбы. Когда конец резьбового стержня ввернется примерно на половину высоты контргайки, он упрется в головку винта 42 и остановит вертикальное перемещение кулачкового стержня 39. А так как рабочая головка будет продолжать опускаться, то кулачковый стержень 39 разведет концы разделителей гаек 22.

После того, как нижний ключ доведет гайку до упора в шайбу, через которую сжимают пружину на резьбовом стержне, момент сопротивления нижнему ключу возрастет. Шарики 37 верхнего ключа преодолеют сопротивление пружины 59 и загонят сухари 60 в пазы шлицевой втулки 5. Это положение сухарей 60 стопорится фиксаторами 63. Происходит остановка нижнего ключа, а вместе с ним и гайки, так как в этот период рабочая головка находится в крайнем нижнем положении и хвостовики 57 оказываются заблокированными стенкой кольцевого выступа 10 дниша 9. Утопленные в корпусе нижнего ключа сухари 60 не препятствуют вращению верхнего ключа, который довинчивает контргайку до упора в застопоренную гайку, затягивает ее с усилием, соответствующим моменту срабатывания муфты ограничения крутящего момента. Затем патрон поднимается вверх, оставляя на месте собранное резьбовое соединение. При этом чаша 12 под действием пружины 8 занимает исходное положение, тем самым освобождая составные щтыри нижнего ключа от блокировки.

С целью обеспечения возможности одновременного навинчивания на резьбовый стержень за один рабочий цикл гайки и контргайки, у которых оси резьб не совпадают с центральными осями описанных вокруг ребер граней окружностей, наружный диаметр корпуса верхнего ключа меньше внутреннего диаметра корпуса нижнего на четыре суммы допустимых предельных отклонений осей отверстий гаек относительно граней шестигранника.

При подъеме и перемещении патрона к

месту зарядки кольцо 50 выталкивателя 43 наталкивается на убирающийся упор (не показан). Если по какой-либо причине (например, отсутствует резьба в гайке) после рабочего цикла в гнездах патрона остались гайка с контргайкой, то выталкиватель 43 сжимая пружину 44 через кулачковый стержень 39, подпружиненной втулкой 40 выбивает их из гнезд патрона. После чего упор убирается, кулачковый стержень 39 с выталкивателем 43 зинимает исходное положение. Производится зарядка патрона новой парой гаек. Цикл повторяется.

Изобретение позволяет завинчивать гайку до упора и, удерживая ее в таком положении, застопорить гайку с помощью контргайки за один рабочий цикл и тем самым

повысить производительность при сборке резьбовых соединений.

Г8

4S ф1/г. 2.

6- S

/

фиг.

ff

ffff

-//

фиг.

L ЗАВИНЧИВАЮЩИЙ ПАТРОН СТАЦИОНАРНОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ СБОРКИ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ, содержащий рабочую головку и- установленный в корпусе с возможностью осевого перемещения шпиндель, состоящий из связанного с приводом ведущего вала и ведомого - вала, соединенных между собой муфтой предельного момента, отличающийся тем, что, с целью повыщения про-, изводительности патрона, ,рабочая головка снабжена соосно расположенными верхним и нижним ключами, причем верхний ключ жестко связан с ведомым валом шпинделя и имеет три подпружиненных захвата, три разделителя гаек, выполненных в виде рычагов, и самоустанавливающийся кулачковый стержень, расположенный соосно внутри ключа и кинематически связанный с разделителями гаек, а нижний ключ выполнен в виде полого цилиндра и имеет подпружиненные сухари с фиксаторами, расположенными в боковых стенках цилиндра, и три подпружиненных штыря, расположенных радиально в основании цилиндра, при этом верхний ключ кинематически связан с нижним посредством подпружиненных сухарей и дополнительно введенных подпружиненных шариков. 2.Патрон по п. 1, отличающийся тем, что корпус рабочей головки снабжен подвижным днищем, на основании которого выполнен кольцевой выступ для стопорения щтырей нижнего ключа в момент затяжки контргайки. 3.Патрон по п. 1, отличающийся тем, что рабочая головка снабжена выталкива телем, выполненным в виде подпружиненного относительно корпуса рабочей голов(О ки стержня, расположенного соосно с кулачковым стержнем и жестко связанного с ним для удаления из гнезд ключей незавинченных гаек. 4.Патрон по п. 1, отличающийся тем, что рабочая головка снабжена подпружиненной втулкой с клиньями, кинематически связанной с кулачковым стержнем для СО Жесткой фиксации зажимных рычагов верхсо него ключа. О) 00 го

ж