Автомат для навивки капиллярных труб Советский патент 1991 года по МПК B21D11/06 B21F3/04 

Изобретение относится к обработке металлов давлением.

Цель изобретения - повышение надежности работы.

На фиг.1 изображен автомат в сечении по оси вращения шпинделя с оправкой; на фиг.2 - узел снятия навитого пакета капиллярной трубы в рабочем положении; на фиг.З - сечение А-А на фиг.1; на фиг.4 - сечение Г-Г на фиг.З; на фиг.5 - сечение В-В на фиг.З; на фиг.6 - вид Д на фиг.З; на фиг.7 - сечение Е-Е на фиг.З; на фиг.8 - вид Жнафиг.7; на фиг.9- сечение Б-Б на фиг.1; на фиг. 10 - схема привода осевого перемещения шпинделя; на фиг.11 - схема работы муфты кулачкового зацепления; на фиг. 12 - схема работы обгонной муфты; на фиг. 1317 - последовательность работы кулачкового зацепления.

Автомат содержит основание 1, в котором смонтированы приводной вал 2 с зубчатым колесом 3 и полый шпиндель 4 с оправкой 5 и винтовым червячным участком 6, Вал 2 входит в осевое отверстие шпинделя 4 и зафиксирован от поворота относительно шпинделя шпонкой 7. На основании 1 смонтирован шкив 8, соединенный с приводом 9 вращения и через электромагнитную муфту 10 торцового зацепления - с валом 2. В поперечных отверстиях основания 1 смонтированы поворотные ступицы 11 и 12, полумуфты, на которых закреплены червячные колеса 13 и 14, входящие в зацепление с червячными винтами 15 и 16.

В осевых отверстиях ступиц 11 и 12 смонтирован вал 17, на котором в средней части установлено червячное колесо 18, зафиксированное от поворота относительно вала 17 шпонкой 19 и входящее в зацепление с винтовым червячным участком 6 шпинделя 4. Ступица 12 соединена с валом 17с помощью обгонной муфты 20. Со стороны ступицы 11 на валу 17 установлена полумуфта 21, включающая диск 22, снабженный торцовыми кулачками 23. Количество последних, т.е. угол между осями кулачков, выбирается в зависимости от количества навиваемых витков в одном ряду спирали. Кулачки 23 расположены с возможностью взаимодействия с торцовым кулачком 24 на ступице 11, которая является второй полумуфтой торцового зацепления. Полумуфта 21 установлена на валу 17 с возможностью осевого перемещения и зафиксирована от поворота относительно вала 17 шпонкой 25.

На основании 1 закреплен силовой цилиндр 26 перемещения полумуфты 21, в котором установлен поршень 27 со штоком 28 и образованы рабочие полости 29 и 30. На штоке 28 закреплена вилка 31, входящая в кольцевой паз на полумуфте 21. Червячный винт 15 соединен с зубчатым колесом 3 через зубчатые колеса 32 и 33, червячный винт 16 соединен с колесом 3 через зубчатые колеса 34 и 35. Колеса 33 и 35. Колеса 33 и 35, установленные на червячных винтах 15 и 16, а также полумуфта 21 являются сменными элементами. Колеса 32 и 34 установлены на поворотных кулисах 36 и 37, смонтированных на ступице 38 основания 1. Передаточные отношения в червячных передачах механизма осевого перемещения шпинделя 4 и в механизмах коррекции шага выполнены одинаковыми, а червячные винты имеют одинаковое направление винтовой линии. Передаточные отношения между валом 2 и червячными винтами 15 и 16 регулируются путем зубчатых колес 33 и 35.

Оправка 5 снабжена диском 39, в котором выполнен паз 40, предназначенный для закрепления конца навиваемой трубы. В осевом отверстии вала 2 установлена штанга 41, один конец которой закреплен на шпинделе 4, а другой через упорный подшипник 42 и шток 43 соединен с поршнем 44 силового цилиндра 45, в котором образованы полости 46 и 47. В ступице 48 основания 1 выполнены параллельные цилиндрические расточки, в которых установлены поршни 49 со штоками-толкателями 50 и образованы рабочие полости 51 и 52. В диске 39 оправки 5 выполнены отверстия 53 для прохода штоков-толкателей 50

Оси 53 отверстий на диске 39 совпадают с осями штоков-толкателей 50 в исходном угловом положении шпинделя 4. На кронш- тэйнс 54 основания 1 закреплено

устройство 55, предназначенное для до ворота и фиксации вала 2 в определенном угловом положении. Рабочий орган 56 устройства 55 смонтирован с возможностью взаимодействия с зубчатым сектором 57 ва0 ла 2, Позицией 58 обозначена капиллярная труба, позицией 59 - конец капиллярной трубы и позицией 60 - капилляр, навитый в многорядный пакет.

Автомат работает следующим образом.

5

В исходном положении шпиндель 4 с оправкой 5 отведен в крайнее положение (на фиг.7 вправо). Трубу 58 подают в осевом направлении и ее конец 59 заводят в паз 40

0 на диске 39. В этом положении кулачковая полумуфта 21 выведена из зацепления с полумуфтой 11. Включением привода 9 валу 2 через шкив 8 и полумуфту 12 сообщается вращение. Вал 2 через шпонку 7 передает

5 вращение на шпиндель 4 с оправкой 5 и через зубчатые колеса 3, 32, 33 и 34, 35 передает вращение на червячные винты 15 и 16. При навивке первого ряда спирали муфта 20 обгона введена в зацепление,

0- шпиндель 4 с оправкой 5 перемещается в осевом направлении в сторону основания 1 (на фиг. 1 влево).

После начала вращения вала 2 и поворота полумуфты 11 на определенный угол

5 (когда кулачок 24 пройдет кулачок 23) сжатый воздух подают в полость 30 силового цилиндра 26, полумуфта 21 через элементы 27, 28 и 31 перемещается по валу 17 в рабочее положение, и кулачок 24 входит между

0 кулачками 23 (фиг. 15). Так как угловая скорость полумуфты 11 больше угловой скорости полумуфты 21, кулачок 24 на определенном участке вращения догоняет кулачок 23 и входит с ним в зацепление. Такое зацепление

5 происходит при строго определенном угловом положении полумуфт 11 и 21, так как между ними осуществляется жесткая кинематическая связь. В момент зацепления кулачков 23 и 24 скорость вала 17, а

0 следовательно, и колеса 18 изменяется (увеличивается), осевое перемещение шпинделя 4 с оправкой 5 реверсируется (на фиг.1 вправо) и начинается навивка второго ряда спирали. В момент включения кулачковой

5 муфты обгонная муфта 20 автоматически выключается. После поворота вала 17 на определенный угол, т.е. после полной навивки ряда спирали, сжатый воздух подают в полость 29 цилиндра 26 и полумуфта 21 перемещается в исходное положение, кулачок 24

выходит из зацепления с кулачком 23 (фиг. 17) и автоматически включается обгонная муфта 20, движение шпинделя 4 реверсируется. Аналогичным образом осуществляется переключение на навивку последующих витков спирали.

В процессе навивки капилляра полость 47 силового цилиндра 45 находится под давлением.

После полной навивки пакета спирали 60 капилляра привод 9 отключается.

Включением в работу устройства 55 с помощью элементов 56 и 57 вал 2 и, соответственно, шпиндель 4 с оправкой 5 довора- чиваются и фиксируются в определенном угловом положении, при котором отверстия 53 в диске 39 устанавливаются соосно штокам-толкателям 50. После этого трубу 58 на прямолинейном участке разрезают. Подачей сжатого воздуха в полости 51 поршни 49 со штоками-толкателями 50 выдвигаются в рабочее положение и снимают навитый пакет 60 капилляра с оправки 5 (фиг.2). Подачей сжатого воздуха в полости 52 поршни 49 со штоками-толкателями 50 возвращаются в исходное положение, при этом полости 51 соединяют с наружной средой. Полумуфта 21 выводится из зацепления с полумуфтой 11, подачей сжатого воздуха в полость 46 цилиндра 45 шпиндель 4 с оправкой 5 перемещается в исходное положение. Следующий цикл подачи, навивки, отрезки и снятия пакета навитого капилляра с оправки осуществляется в аналогичной последовательности.

Пример выполнения кинематической цепи автомата для навивки капиллярной трубы 4 мм, в плотную многорядную спираль.

Модуль m зацепления в червячных передачах исходя из конструктивных требований равен 2. Следовательно, шаг зубчатого зацепления в червячных передачах равен

t m 3,14 6,28 Требуемая осевая подача шпинделя 4 в обе стороны равна ti 4 мм за один оборот шпинделя 4. Таким образом, с учетом коррекции за один оборот шпинделя 4 колесо 18 должно поворачиваться на угол, длина дуги которого по делительному диаметру зубчатого зацепления равна

t2 t-ti 6,28-4 2,28 мм

После изменения осевой подачи шпинделя 4 колесо 18 должно поворачиваться на угол, длина дуги которого по делительному диаметру равна

гз t + ti 6,28+4 10,28 мм

Соответственно заданным коррекциям шага осевой подачи шпинделя 4 подбираются передаточные отношения между зубчаh

тыми колесами 3, 35 и 3. 33, которые составляют:

2 2,28 ПоА ., t3 10,28 -а36-|2-7--бЖ -1.63.

Таким образом, за один оборот шпинделя 4 червячный винт 16 должен совершать 0,36 оборота, червячный винт 15-1,63 оборота. 0Подсчет витков в одном ряду спирали.

Передаточное отношение в червячных передачах конструктивно выбрано 1з 1:70; длина окружности по делительному диаметру червячного колеса I - t 70 - 6,28-70 5 «439,6 мм.

За один оборот шпинделя 4 колесо 14 поворачивается на шаг м t li 6,28 0,36- - 2,26 мм; колесо 13 поворачивается на шаг is t- Iz - 6,28 1,63 - 10,236 мм.Так как С колеса 13 и 14 вращаются в одном направлении, за один оборот шпинделя 4 колеса 13 и 14 совершают взаимный поворот с шагом tfi- t5-t4-10,236-2.26 7,976 мм.

Таким образом, при п кулачков 23 на 5 полумуфте 21 количество витков гм в одном

. при

ряду спирали составляет щ --

11 TO

439,6по

шести кулачках - - -т-гг г 9,2 витка, о 7,У 7Ь

0 соответственно при n 5 - 11 витков, при п - 4 - 13,8 витка и т.д.

Формула изобретения

5Автомат для навивки капиллярных труб,

содержащий смонтированные на основании шпиндель с оправкой, механизм вращения с приводным валом, узел шаговой осеоой подачи шпинделя в виде червячной переда0 чи, колесо которой установлено на валу, смонтированном на основании перпендикулярно к оси шпинделя, и связано с механизмами коррекции шага осевой подачи шпинделя, расположенными на том же валу

5 симметрично узлу шаговой подачи шпинделя, включающими червячные и зубчатые передачи, причем зубчатая передача одного из этих механизмов выполнена с приводной шестерней большего диаметра, чем привод0 ная шестерня зубчатой передачи другого механизма, муфты сцепления, установленные на противоположных концах вала, связывающие механизмы коррекции и узел шаговой осевой подачи шпинделя, и привод

5 включения муфт сцепления, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, муфты сцепления выполнены в виде обгонной и кулачковой муфт, первая из которых установлена со стороны механизма

коррекции с большей приводной шестерней, а угорая - со стороны механизма коррекции с меньшей приводной шестерней, одна из полумуфт кулачковой муфты выполнена однокулачковой, а другая - с несколькими кулачками, равномерно

размещенными по окружности с промежутками между ними, причем полумуфта с несколькими кулачками установлена на валу с возможностью осевого перемещения и связана с приводом включения.

Изобретение относится к обработке металлов давлением. Цель изобретения - повышение надежности в работе. Автомат для навивки капиллярных труб содержит основание, шпиндель с оправкой, механизм вращения с приводным валом, узел шаговой осевой подачи шпинделя, механизмы коррекции шага осевой подачи шпинделя. Для осуществления поочередного включения механизмов коррекции шага осевой подачи шпинделя используют обгонную и кулачкову муфты. Муфты размещают на противоположных концах вала. Одна из полумуфт кулачковой муфты имеет один кулачок, а другая - несколько кулачков, равномерно размещенных по окружности с промежутками между ними. Полумуфта, выполненная с несколькими кулачками, связана с приводом включения и установлена на валу с возможностью осевого перемещения. Устройство позволяет повысить точность навивки капиллярных труб. 17 ил.

45 44 47

« 2

Фиг Л

2 47 18 77

3d 60

чС4

п

г о

г1

п

8

IV

NJ

м

Фиг.17