Пневмомеханическое устройство для угловой ориентации втулок с радиальным отверстием Советский патент 1987 года по МПК B23P19/27 

Изобретение относится к механосборочным работам, в частности к устройствам для установки, например, при сборке втулок, в том числе легкодеформируемых или имеющих легкоповреждаемый поверхностный слой, в заданном угловом положении относительно базовой детали, а также может быть использовано в загрузочных устрой-. ствах с ориентированием в металлорежущих станках, роторных линиях и др.

диальные отверстия 24 и 25. В верхней части гильзы S имеется цилиндрический участок, по которому центрируется деталь, например пластина 26, с которой сопрягается ориентируемая втулка 21, например, посредством запрессовки путем воздействия на втулку вертикально подвижного пуансона 27. Для втулок с боковым отверстием большого диаметра в стенку штока с внутренней стороны соосно фиксирующему

точности ориентации втулок по угловой координате.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 2 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез Г-Г на фиг. 1; на фиг. 5 - схема осуществления угловой ориентации втулки- на фиг. 6 - ориентирующий шток и втулка

разрез; на фиг. 7 - разрез Е-Е на фиг. 6.

Пневмомеханическое устройство для угло вой ориентации втулок с боковым отверс15

Целью изобретения является повышение ю отверстию 23 установлен палец 28. Ротор

снабжен зубчатым венцом 29 для привода вращения ротора.

Устройство работает следующим образом. На позиции П (фиг. 2) производится подача втулок 21 на ориентирующие штоки 11, а на позиции Н - напрессов- ка пластин 26 на установленные в заданном положении втулки.

На позиции П сжатый воздух не подводится к ориентирующим щтокам, что поз- при ориентации втулок со сравнительно воляет уменьшить его расход на периоде большим боковым отверстием, продольный выстоя ротора в момент подачи втулок. При

дальнейшем вращении ротора, например, посредством соединения зубчатого венца 29 с механизмом привода периодического вращения с остановами входные отверстия гиб- тием содержит основание 1, в котором жест- 25 ких трубок 7 соединяются с камерой 5 ва-г ко закреплен полый вал 2, во внутреннюю ла 2 и сжатый воздух под давлением Р полость которого подведен сжатый воздух начинает поступать через штуцера 9, коль- под давлением Р. Внутреннюю полость 3 цевые проточки 10, отверстия 12 и 13 во вала 2 радиальное отверстие 4 соединяет с внутреннюю полость 14 ориентирующих што- воздущной камерой 5, образованной углуб- ков 11. В этот момент боковое отверс- лением на наружной поверхности вала 2 и 30 тие 22 втулки (фиг. 5а) распо.тожено по ротором 6, сцентрированным по этому валу. угловой координате ро от требуемого положения. При этом под воздействием сил F струй, истекающих из поджимающих отверстий 24 и 25, и отталкивающей силы FO струи, истекаюш,ей из фиксирующего отверс- 35 тия 23, между втулкой и штоком устанавливаются соответственно зазоры Дп иЛо, отличные от нуля и поэтому вращение ориентирующего штока 11, задаваемое кинематической цепью привода, состоящей из зуб чатых колес 20, 18 и 16, не вызывает крутящего момента, воздействующего на втулку, и последняя остается неподвижной относительно гильзы 8. В определенный момент времени шток поворачивается на угол а (фиг. 56), соответствующий одностороннему

Воздушная камера 5 находится на одном уровне с входными отверстиями гибких трубок 7, соединенных посредством ввинченных в гильзы 8 штуцеров 9 с кольцевой проточкой 10 ориентирующих штоков 11. Кольцевая проточка 10 радиальными отверстиями 12 и 13 соединена с внутренней полостью 14 ориентирующего штока. Гильза 8 зафиксирована в угловом направлении посредством направляющей втулки 15, жестко соединенной с ротором, и выполненного с продольным пазом для размещения штуцера 9. Ход гильзы 8 вверх ограничен буртиком, выполненным в нижней ее части и упирающимся в нижний то40

рец направляющей втулки 15. С нижним расположению бокового отверстия втулки и концом ориентирующего штока 11 жестко соединено зубчатое колесо 16, через которое гильза 8 вместе со штоком 11 поджаты вверх пружиной 17 сжатия, установленной в корпусе ротора 6. Колесо 17 через паразитное

поджимающих отверстий 24 и 25 штока. Силы РП воздействия на втулку, струй, истекающих из поджимающих отверстий в этом случае, вследствие истечения части воздушных потоков в атмосферу через бококолесо 18, свободно установленное на оси 19,50 вое отверстие втулки являются меньшими,

кинематически связано с центральным непод-чем в положении, когда боковое отверстие

вижным зубчатым колесом 20. На гильзу 8втулки и фиксирующее с поджимающими

устанавливается ориентируемая втулка 21 сотверстиями штока находятся о взаимно

боковым отверстием 22. В ориентирующемперпендикулярных плоскостях (фиг. 5в),одщтоке на уровне бокового отверстия втулкинако отверстия 24, 25 расположены на тавыполнено фиксирующее радиальное отверс-55 ком расстоянии t от оси бокового отверстие 23 такого же диаметра, а с противоположной стороны штока симметрично по высоте первому выполнены поджимающие ра

тия втулки, что изменение величины силы F,f является незначительным. В положении, представленном на фиг. 5в, диаметры поддиальные отверстия 24 и 25. В верхней части гильзы S имеется цилиндрический участок, по которому центрируется деталь, например пластина 26, с которой сопрягается ориентируемая втулка 21, например, посредством запрессовки путем воздействия на втулку вертикально подвижного пуансона 27. Для втулок с боковым отверстием большого диаметра в стенку штока с внутренней стороны соосно фиксирующему

отверстию 23 установлен палец 28. Ротор

расположению бокового отверстия втулки и

поджимающих отверстий 24 и 25 штока. Силы РП воздействия на втулку, струй, истекающих из поджимающих отверстий в этом случае, вследствие истечения части воздушных потоков в атмосферу через боковое отверстие втулки являются меньшими,

тия втулки, что изменение величины силы F,f является незначительным. В положении, представленном на фиг. 5в, диаметры поджимающих отверстий d и фиксирующего do следует подбирать такими, чтобы сила FO и сумма сил F были примерно равны. При совпадении бокового отверстия втулки и фиксирующего отверстия щтока (фиг. 5, г) втулка под воздействием сил FJ перемещается до соприкосновения со штоком в зоне отверстий 22 и 23. Отталкивающая сила FO при полном совмещении отверстий становится равной нулю. При дальнейшем вращении щтока втулка начинает перемещаться вместе со щтоком (фиг. 5, д) под воздействием момента трения в паре втулка-шток

МТР.В-Ш n-Fn- f-dm/Z

где f - коэффициент трения скольжения меж

ду штоком и втулкой;

duj - диаметр ориентирующего штока; п - количество поджимных отверстий. Для обеспечения движения втулки без относительного проскальзывания момент трения Мтр.в.щ должен быть больше момента трения Мтр.оп торца втулки по гильзе 8, т.е.

Мтр

м

.тр.оп.

ИЛИ

n.F,-f-d,

(О

При остановке штока в заданном положении (фиг. 5е) втулка оказывается со- ориентированной, т.е. развернутой на угол ро. Таким образом, для осуществления поворота бокового отверстия втулки из произвольного положения в заданное необходимо провернуть ориентирующий шток на угол не менее 25i. Кроме того, для обеспечения однозначного положения отверстия втулки на позиции Н (фиг. 2) необходимо чтобы ориентирующий шток устанавливался здесь в одном и том же положении при каждом последующем повороте ротора. Эти ус

ловия можно выполнить соответствующим подбором соотношения зубьев зубчатых колес 20 и 16.

Для определения числа оборотов ориентирующего щтока относительно ротора условно останавливают ротор, а придают вращательное движение зубчатому колесу 20. Тогда передаточное отношение имеет значение

i - о -2J 2 Z.I ZzZz.

(2)

где

2„ -ЧИСЛО зубьев неподвижного центрального зубчатого колеса 20;

2. -число зубьев промежуточного колеса 18;

2. ЧИСЛО зубьев зубчатого колеса 16, жестко соединенного с ориентирующим штоком И.

Во время выстоя ротора втулки, находящиеся на позиции Н, перемещаются вниз вместе с гильзой 8 и ориентирующим штоком 11. При этом пружина 17 сжимается, а втулки впрессовываются в отверстия сцентрированной по опорным гильзам пластины 26. Для улучшения осевой ориентации втулки относительно отверстия пласти- 50 ны с учетом того, что втулка на позиции Н устанавливается относительно оси штока с эксцентриситетом е Л„/2, где Д„ - максимальный зазор между втулкой и штоком (фиг. 5е), рекомендуется выполнять поверхность гильзы, по которой центрируется пласЗа полный оборот ротора зубчатое ко-55 тина, эксцентричной относительно оси штока

лесо 16 совершает z,/z оборотов относи-с величиной эксцентриситета е Д„/2, растельно ротора. Если обозначить угол пово-положив его таким образом, чтобы центрирота ротора после позиции П подачи втулокрующая пластину поверхность гильзы 8 и сона штоки с момента соединения внутренней полости щтока с источником сжатого воздуха до позиции напрессовки Н через ip (фиг. 2), то на угловом участке (р , соответствующем зоне ориентации, шток совершает к оборотов

к -Уг.

i-JT 2г

3)

Исходя из первого условия ориентации, к должно быть больше или равно единице. Ввиду возможности относительного проскальзывания втулки относительно опорной гильзы 8 целесообразно принимать . Опытным путем установлено, что для надежной установки втулки из произвольного положения в заданное при наличии проскальзывания торца втулки по опорной гильзе ориентирующему штоку достаточно совершить 1,1 -1,3 оборота, т.е. к целесообразно принимать в этих же пределах, поскольку увеличение к при заданном уровне производительности приводит к увеличению угловой скорости движения ориентирующего штока, что неблагоприятно влияет на надежность угловой ориентации.

Второе условие поворота в заданное положение требует, чтобы i было целым числом

от JLc

г.

(4)

где Л о -относительная зона ориентации. Тогда, на основании (2), (3) и (4) получают общее условие подбора соотноще- ния г. и 2к.

Z.

(5)

IV ,

Л - Г - где i - целое число.

Таким образо.м, задаваясь конструктивно значением Д,, путе.м подбора целых значений i необходимо добиться, чтобы к лежало в выше указанных пределах. Затем на основании полученного значения i с учетом соотношения (2) задаются значениями

и Z,

г

Во время выстоя ротора втулки, находящиеся на позиции Н, перемещаются вниз вместе с гильзой 8 и ориентирующим штоком 11. При этом пружина 17 сжимается, а втулки впрессовываются в отверстия сцентрированной по опорным гильзам пластины 26. Для улучшения осевой ориентации втулки относительно отверстия пласти- ны с учетом того, что втулка на позиции Н устанавливается относительно оси штока с эксцентриситетом е Л„/2, где Д„ - максимальный зазор между втулкой и штоком (фиг. 5е), рекомендуется выполнять поверхность гильзы, по которой центрируется пластина, эксцентричной относительно оси штока

рионтированиая Еггулка на позиции Н имели минимальное отклонение от соосности.

Для выполнения условия () необходимо, чтобы выполнялось неравенство

(6)

Таким образом, Fn должно даже при максимальном зазоре &ЯКС иметь положительное значение и величину, определяемую соотношением (6).

Из этого условия, обеспечивающего транс портирование втулки в зафиксированном положении, выбирается зазор между штоком и втулкой и величина подводимого в полость ориентирующего щтока давления сжатого воздуха.

Изменением значения силы Р„ при постоянном максимальном зазоре Aliianc. можно эффективно управлять изменением давления Р, подводимого в полость ориентирующего штока сжатого воздуха.

Изменять силу воздействия струи на стенку втулки при постоянном максимальном зазоре .. можно также изменением диаметра поджимных отверстий 24 и 25 штока и количества п этих отверстий.

При использовании в качестве фиксирующего отверстия кольцевой щели (фиг. 8 и 9) процесс угловой ориентации втулок осуществляется аналогично выше описанному, однако расход воздуха значительно уменьшается.

Обеспечение относительного вращательного движения ориентируемой втулки и штока за счет принудительного движения ориентирующего щтока дает возможность осуществлять угловую ориентацию на одной позиции двух втулок с боковыми отверстиями, обращенными друг к другу в сориентированном положении (фиг. 4), например, при сборке внутренних звеньев приводных втулочно-роликовых цепей, поскольку при выбранной схеме движения воздушная струя из фиксирующего отверстия 23 может оказывать силовое воздействие на другую втулку только на небольшом участке перед заданным угловьш положением. При этом направление воздействия струи на эту втулку практически совпадает с направлением воздействия на нее струй из поджимных отверстий.

Принятая система фиксации и переноса втулки позволяет максимально освободить позицию сборки от вспомогательных механизмов, по сравнению с механическими ориентирующими устройствами обеспечивает сохранность в случае необходимости поверхностного слоя втулки и хорощую точность фиксации втулки по угловой координате.

Формула изобретения

1. Пневмомеханическое устройство для угловой ориентации втулок с радиальным

0

отверстием, содержащее смонтированные на основании полые ориентирующие щтоки и сие тему подвода к ним сжатого воздуха, отличающееся тем, что, с целью повышения точности ориентации, оно снабжено закрепленным на основании полым валом с установленным на нем с возможностью поворота от привода ротором, выполненным с расположенными по окружности отверстиями, в которых концентрично установлены

направляющие втулки и подвижные относительно последних гильзы с наружным центрирующим пояском, приводом углового перемещения полых ориентирующих штоков, свя- ззнных с приводом ротора, система подачи сжатого воздуха к полым штокам вы5 полнена в виде сообщающихся между собой и с полостью вала радиального отверстия в боковой стенке вала, углубления расположены на наружной поверхности последнего, и отверстий в роторе, связанных посредством гибких трубок, оснащенных штуцерами, с сообщающимися между собой и полостью ориентирующих щтоков отверстиями в направляющей втулке и гильзе, каждый полый шток выполнен с радиальными отверстиями, одно из которых -

5 фиксирующее - расположено диаметрально противоположно остальным - поджимаю- щи.м, центр фиксирующего отверстия распо ложен в плоскости симметрии поджимающих отверстий, а диаметры последних равны между собой и не превыщают диаметр

0 фиксирующего отверстия, при этом полые щтоки установлены в гильзах с возможностью осевого и углового перемещения и подпружинены в осевом направлении.

2. Устройство по п. 1, отличающееся те.м., что привод углового перемещения центри5 руюнлих щтоков выполнен в виде зубчатой передачи, включающей расположенное соос- но полому валу неподвижное колесо, кинематически связанное через свободно установленное на смонтированной на роторе оси паразитное колесо с подпружиненны.м в осе вом направлении зубчатым колесом, связанным с полым штоком, при этом количество зубьев неподвижного и связанного с полым штоком колес удовлетворяет следующему соотношению:

45

JS. А.

2.Е.

4

где Z. -число зубьев неподвижного колеса; z.j -число зубьев колеса, связанного с полым ориентирующим щтоком; 5QДо -относительная зона ориентации, соответствующая отнощению величины угла поворота ротора, отведенного на ориентирование к углу его полного поворота, равного 2 к 1,1...1,3 - коэффициент запаса хода, 55учитывающий проскальзьЕвание.

3. Устройство по пп. 1-2, отличающееся тем, что, с целью уменьщения расхода сжатого воздуха, кольцевая проточка

полого вала расположена на последнем в зоне ориентирования.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено пальцем, установленным

Г 27

П

в фиксирующем отверстии штока соосно последнему и жестко связанным со штоком в зоне, противоположной фиксирующему отверстию.

А-А

Изобретение относится к области механосборочного производства, в частности к пневмомеханическим устройствам для угловой ориентации втулок с радиальным отверстием. Изобретение позволяет повысить точность ориентации втулок с радиальным отверстием и уменьшить расход сжатого воздуха путем подвода последнего к расположенным на полом штоке (Ш) II радиальным отверстиям (О) 23, 24, 25, из которых О 23 находится на одном уровне с О 22 ориентируемой втулки (В) 21. О 24 и 25 расположены диаметрально противоположно первому и симметрично относительно него в направлении оси Ш. Одновременно с подачей сжатого воздуха осуществляется поворот ШI I от привода, включающего в себя зубчатые колеса, кинематически связанного с приводом ротора. При совпадении О 23 Ш II с 022 B21 последняя оказывается зафиксированной относительно ШИ за счет сил поджатия, создаваемых струями воздуха, ис- текаюшими из О24, 25, и дальнейший поворот Ш осуществляется совместно с В. От позиции загрузки В 21 до позиции, где она должна быть соориентирована, Ш совершает несколько более одного оборота и останавливается всегда в одном и том же положении. Для уменьшения расхода воздуха при ориентации В2 I с большим 022 023 Ш I может выполняться кольцевым за счет установки в него цилиндрического пальца. 3 з.п. ф-лы, 7 ил. сл Е-Е Ю СО СО Oi оо 23 фиг, 7

iif

Фиг. г

Фиг. 5

Составитель Н. Пожидаева

Редактор Л. ПовханТехред И. ВересКорректор А. Знмокосов

Заказ 813/13Тираж 976Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-Зб, Рауплская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4