Устройство для очистки внутренней цилиндрической поверхности Советский патент 1990 года по МПК B08B9/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к очистной технике, и может быть использовано для автоматической очистки внутренних поверхностей, имеющих форму тел вращения с преимущественно постоянными геометрическими параметрами.

Цель изобретения - повышение качества и производительности очистки.

На фиг 1 изображено устройство при вращении вала с некоторой скоростью и, при этом правый очистной элемент находится в исходном положении, левый - в рабочем, на фиг. 2 - сечение А -А фиг I; на фиг. 3 - устройство при вращении вала со скоростью , правый очистной элемент - в рабочем положении, левый -- в конечном; на фиг 4 - расположение элементов устройства в момент их возвращения в исходное положение.

Устройство установлено, например,на руке робота (не показан) и содержит приводной вал 1 с радиально расположенными

очистными элементами, выполненными в к,де реек 2 с ворсистыми участками 3, имеющими различную жесткость ворса, каждая из которых соединена с валом 1 посредством двух звеньев 4 и 5. образующих с валом ч рейкой 2 рычажно Г13рнирный параллели грамм. На отогнутых вниз на величин) 5 консольных участках 6 звеньев 4 усганов лены комплекты грузов 7, имеющие различную массу т, ГПУ., т. Каждое вено 4 под жато к вал I винтовой пр жииой растяжения 8. На валу 1 установлены лы фиксации перпендикулярного оси вата 1 положения параллельных твеньгв 4 .; чнждый И которых содержит водило 9, полжаюс нин г вой пружиной растяжения 1C к уор И вала 1, и расположенные на эюм водиле штырь 12, удерживаемый винтовой пр /кипой сжатия 13 в выдвинутом положении всммож- носгью взаимодействия с гл блением 14 зве на 5, и собачку 15, поджатую винтовой пружиной растяжения 16 ь ,убу 17 того же звена.

сп

о

vl

со

о

ГчЭ

Размер между шарнирами, принадлежащими каждому из звеньев 4 и 5, выбран таким образом, что требуемая сила прижатия участков 3 реек 2 к очищаемой поверхности резьбового отверстия изделия 18 обеспечивается при перпендикулярном оси

вала 1 положении этих звеньев, соответствующем максимально возможному перемещению реек 2 в радиальном направлении под действием центробежных сил Fa, возникающих при вращении вала 1 с угловыми

СКОРОСТЯМИ (Dl, 0)2,...ДО,.

Величина этих сил, стремящихся поднять рейки 2, звенья 4 с комплектами грузов 7 и звенья 5, равна:

F4,m,./...eo,x,(1)

где/,- расстояние от центра масс элементов до оси вращения.

Центробежные силы, действующие на шарнирно связанные между собой рейку 2, звено 4 с комплектом грузов 7 и звено 5. создают суммарный момент, стремящийся пере местить перечисленные элементы из исходного положения за счет еще большего растяжения пружин 8.

Поочередная обработка очищаемой поверхности очистными элементами с различными свойствами рабочих поверхностей при различных скоростях чистки ел, ,...u, обеспечивается одновременным выполнением при каждом /-том значении величины этой скорости условий равенства и неравенств действующих моментов сил в требуемых при этой величине скорости чистки положениях чистящих элементов в соответствии со свойствами их рабочих поверхностей. Система этих неравенств и равенства для различных по очередности Л занятия рабочего положения очистных элементов в общем случае имеет вид.

M+ V1

Т IУ

Н

v

для всех очистных элементов

Alf

-..VI 1У

.ц

для всех очистных элементов

мтЧ .

для всех очистных элементов с Л

е М Мтр и суммарный момент от сил тяжести в исходном, рабочем и конечном положениях очистных элементов; М, М% и МЈ - момент от силы упругости (пружин 8) в исходном, рабочем и конечном положениях очистных элементов; средний суммарный момент

М Мч- -ч

, и М от центробежных сил в ис

40

45

М„

м,

ходном, рабочем и конечном положениях очистных элементов;

момент or подъемной силы резьбы;

максимально возможное значение величины момента стабилизации рабочего положения чистящих элементов (момента от силы

10 npyiости пружины 13);

Л.Мн,ДМ и .-Vfu - максимально-возможное значение величины отклонения суммарного момен с,та центробежных

сил от среднего значения этого момента в исходном, рабочем и конечном положениях очист- 20ных элементов.

Создание момента стабилизации ДЛ1С необходимо для обеспечения компенсации в рабочем положении очистных элементов колебания величины суммарного мо- ,.г мента (3) от центробежных сил (1), вызываемою колебанием скорости чистки ш (угловой скорости вала П, вследствие неизбежного различия в пепсин загрязнения очищаемых поверхностей и свойствах загрязнителей. Например, при очистке от 30 консервапионных материалов поверхностей, имеющих одинаковые геометрические параметры, колебание величины момента сопротивления чистке (вращению вала 1) будет вызываться различием в толщине слоя кон- сервационных материалов я различием R 35 свойствах этих материалов вследствие различных сроков и условий хранения раскоп- сер ви ру е м ы х и здел и и.

Одновременное выполнение- неравенств (2) и (4) и равенства (3) при каждом значении величины скорости чистки, т.е. при каждом значении угловой скорости ю вала 1, в предлагаемом устройстве обеспечивается установкой комплектов грузов 7 с различной массой для реек 2 с различными свойствами ворсистых участков 3, а при необходимости и установкой пружин 8 с различной жесткостью.

Устройство работает следующим образом. В исходном положении устройства вал 1 неподвижен и параллельные звенья 4 и 5, связанные рейками 2, под действием сил 50 тяжести и сил предварительного растяжения пружин К находятся в нижнем положении. Исходное положение звеньев 5 исключает возможность взаимодействия подпружиненных штырей 12 с углублениями 14 этих звеньев.

55 При перемещении руки робота (не показан) с установленным на ней устройством, последнее занимает положение, при котором рейки 2 располагаются внутри очищаемой

резьбовой поверхности изделия 18, подвергаемого расконсервации, например, от пара- финогюдобной корки и осалки. Включается привод вала 1, например, пневматический (не показан), обеспечивающий вращение в направлении, противоположном направлению резьбы очищаемой поверхности.

С началом вращения вала I, на рейки 2, звенья 4 с комплектами грузов 7 и звенья 5 начинают действовать центробежные силы (1).

При достижении валом 1 угловой скорости (о:, требуемой для очистки резьбовой поверхности изделия 18 от парафино- подобной корки рейками 2 с участками 3, имеющими большую жесткость ворса, эти рейки перемещаются в рабочее положение, т.е. в положение, обеспечивающее требуемую силу прижатия ворсистых участков 3 к очищаемой поверхности. Указанное перемещение обеспечивается установкой на консольные участки 6 каждого из звеньев 4 комплекта груза 7 с обшей массой, равной т. необходимой как для создания величин суммарного момента от центробежных сил, действующих при угловой скорости вала 1, равной oil, превосходящих величины момента сопротивления требуемому перемещению, вызванного действием сил тяжести и упру гости, в исходном и любом промежуточном положении этой рейки, так и для создания требуемой силы прижатия ворсистых участков 3 к очищаемой поверх ности, что достигается уравновешиванием суммарного момента от подъемной силы резьбы и центробежной силы, действующей на звено 4 с комплектом грузов 7 массой т в перпендикулярном к оси вала 1 положении этого звена, суммарным моментом от сил тяжести и упругости пружины 8. Кроме того, при положении звеньев 4 и 5 близко к перпендикулярному относительно оси вала I соответствующему рабочему положению рейки 2, происходит взаимодействие штыря 12 с углублением 14 звена 5, за счет которого возникает момент от силы упругости пружины 13, стремящийся повернуть эти 1венья FS рабочее положение, что обеспечивает постоянство силы прижатия ворсис- гого участка 3 этой рейки к очищаемой поверхности при колебании величины суммарного момента от центробежной силы и от подъемной силы резьбы

При угловой скорости вала 1, равной со;, рейки 2 с участками 3, имеющими меньшую жес кость ворса, остаются в исходном положении.

По окончании времени чистки резьбовой поверхности изделия 18 от парафино- подобной корки угловая скорость вала 1 увеличивается до значения и, требуемого для чистки этой поверхности от осалки рейками 2 с участками 3, имеющими меньшую жесткость ворса. Указанное увеличение угловой скорости вала 1 обеспечи0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

вается, например, за счет увеличения приводом (не показан) расхода сжатого воздуха.

Рейки 2 с участками 3, имеющими же, i - кость ворса, перемещаются в рабочее поли жение.

Исходное положение реек 2 с уч.кт- ками 3, имеющими меньшую жесткость ворса, при угловой скорости вала 1 со: и их перемещение в рабочее положение, при возрастании этой скорости до значения , обеспечивается установкой на консольные участки 6 звеньев 4, комплек тов грузов 7 с общей массой, равной in, меньшей т и недостаточной для создания суммарного момента от центробежных сил (1), при угловой скорости, равной MI, большего, чем суммарный момент от сил тяжести и сил предварительного растяжения пружин 8, но достаточной для преодо.тева- ния сопротивления требуемому перемещению при угловой скорости вала 1, равной и обеспечивающей равновесие моментов сил в рабочем положении указанных реек (2), (3).

Рабочее положение реек 2 с участками 3, имеющими меньшую жесткость ворса, также стабилизируется за счет взаимодействия штырей 12 с углублениями 4 неньен . шарнирно связанных с -.ими рейками.

Одновременно с перемещением 2 с участками 3, имеющими меньшую жесткость ворса, в рабочее положение, рейки 2 с участками 3, имеющими большую жесткость ворса, перемещаются вверх, одновременно удаляясь от очищаемой поверхности в радиальном направлении.

В конечном положении реек 2 контакт ворсистых участков 3 этих реек с очищаемой поверхностью изделия 18 отсутстшгг

Перемещение реек 2 с участками 3. имеющими большую емкость ворса, из рабо чего положения в конечное обеспечивав ч за счет действия в направлении требуемо;о перемещения суммарного момента от центр 1 бежных сил, величины которого, при yi- ловой скорости вала 1, равной ом. ходят величины суммарного момента о он.1 тяжести и упругости пружин 8 и 13 в рабочем, конечном и любом промежуточном положении этих реек (4).

Действие суммарного момента от центро бежных сил в направленнч перемещения реек 2 в конечное положение обеспечивается за счет меньших ре шчнн %,асс тих реек и звеньев 5 по ,. равнению с y.iccar. комплектов грумов 7 ц смет1 1:) „ це.нтр«-ь масс последних ni-ia наличия ч .гиба ч ньев 4. вниз отп ч me.it.fx пря- ч/.х con . няющих оси чгзрнир ж чти , п. ы ; чину S.

По окончании времени чистки последним)1 по очередности рейками 2 угловая скорость пала 1 увеличивается до значения

обеспечивающего преодолевание сопротивления перемещению этих реек вверх и они занимают конечное положение. Перемещением руки робота (не показан) с установленным на ней устройством рейки 2 последнего выводятся из полости, образованной резьбовой поверхностью изделия 18. Привод выключается, и рука робота с устройством перемещается на позицию мойки загрязненных консервационными материалами ворв процессе чистки способствует повышению качества очистки.

Формула изобретения

. Устройство для очистки внутренней цилиндрической поверхности, содержащее приводной вал, связанные с ним посредством центробежного механизма прижима, имеющего комплект грузов, очистные элементы,

систых участков 3 реек 2 растворителями 10 отличающееся тем, что, с целью повышения

в процессе чистки способствует повышению качества очистки.

Формула изобретения

. Устройство для очистки внутренней цилиндрической поверхности, содержащее приводной вал, связанные с ним посредством центробежного механизма прижима, имеющего комплект грузов, очистные элементы,

отличающееся тем, что, с целью повышения

Изобретение относится к очистке полых цилиндрических изделий и обеспечивает повышение качества и производительности очистки. Устройство содержит приводной вал с радиально расположенными рейками, с ворсистыми участками, имеющими различную жесткость ворса, каждая из которых соединена с валом двумя параллельными звеньями 4 и 5, образующими с валом и рейкой рычажно-шарнирный параллелограмм. Звенья поджаты к валу пружинами растяжения, и на консольных участках каждого из этих звеньев установлены комплекты грузов. Перемещение реек под действием центробежных сил из исходного положения в рабочее и из рабочего в конечное при увеличении угловой скорости вала с определенной очередностью, зависящей от жесткости ворса участков этих реек, обеспечивается тем, что консольные участки звеньев отогнуты вниз и масса комплектов грузов различна для реек с различной жесткостью ворса участков. Стабилизация перпендикулярного к оси вала положения звеньев, соответствующего рабочему положению рейки, обеспечивается за счет взаимодействия удерживаемого пружиной сжатия в выдвинутом положении штыря с поверхностью звена при положении последнего, близком к требуемому. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

этих материалов.

После выключения привода под действием сил тяжести и сил упругости пружин 8 на звенья 4, последние и связанные с ними рейки 2 и звенья 5 начинают перемещаться в исходное положение. При перемещении звеньев 5, они нажимают зубьями 17 на постоянно к ним поджатые пружинами 16 собачки 15 и отводят вокачества и производительности очистки, оно снабжено шарнирно связанными с валом парами параллельных звеньев, каждая из которых соединена щарнирно с очистным элементом, и узлом фиксации параллельных звеньев в перпендикулярном относительно оси вала положения по числу пар, а комплект грузов установлен на плече одного из параллельных звеньев каждой пары, отклоненном от прямой, соединяющей оси шардила 9 со штырями 12 в сторону, что 20 ниров данного звена, в сторону, противоисключает взаимодействие последних с имеющимися на этих звеньях углублениями 14. При остановке вала 1 рейки 2 занимают исходное положение.

Предлагаемое устройство целесообразно использовать в автоматизированных линиях в качестве исполнительного механизма для очистки внутренних поверхностей, имеющих форму тел вращения, преимущественно с постоянными геометрическими пара- ед нирно закрепленного на валу водила, усметрами, от загрязнении веществами, отличающимися по механическим и фишчес- ким свойствам.

Поочередная работа чистящих элементов устройства и вывод их из контакта с очищаемой поверхностью после загрязнения

тановленных на нем подпружиненного штыря, с возможностью взаимодействия с углублением в параллельной звене и подпружиненной собачки, взаимодействующей с расположенным на том же параллельном звене зубом.

качества и производительности очистки, оно снабжено шарнирно связанными с валом парами параллельных звеньев, каждая из которых соединена щарнирно с очистным элементом, и узлом фиксации параллельных звеньев в перпендикулярном относительно оси вала положения по числу пар, а комплект грузов установлен на плече одного из параллельных звеньев каждой пары, отклоненном от прямой, соединяющей оси шар0 ниров данного звена, в сторону, противоположную продольному перемещению очистного элемента под действием центробежных сил, причем крмплект грузов на каждом очистном элементе выполнен регули- руемым в зависимости от величины усилия прижима каждого очистного элемента.

7

Л-Л H 5

Фиг. 2

Фиг.З

15, tt

11

Фиг. 4