Устройство для навивки цилиндрических пружин с переменным шагом Советский патент 1992 года по МПК B21F3/04 

Фиг/

J ю

О О

О О

Изобретение относится к машиностроению и приборостроению, а наиболее эффективно может быть использовано в двигателестроении для навивки пружин-эспандеров поршневых колец, обеспечивает навивку пружин с индексом 2 и получение витков переменной плотности на одной и той же пружине.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей устройства за счет изготовления пружин с широким диапазоном шагов.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, вид сверху; на фиг.2 - вид А на фиг.1, положение шагозадающего механиз- ма во взаимодействии с копиром в момент навивки спирали с уплотненным шагом; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2 в момент навивки спирали с уплотненным шагом; на фиг.4 - шагозадающий механизм во взаимодейст- вии с копиром в момент навивки спирали с увеличенным шагом; на фиг.5 - разрез В-В на фиг.4 в момент навивки спирали с увеличенным шагом; на фиг.6 - шагозадающий механизм во взаимодействии с копиром, поперечное сечение; на фиг.7- кинематическая схема взаимодействия звеньев шагозадающего механизма в горизонтальной плоскости; на фиг.8 - график зависимости перепада Д рабочей поверхности копира от угла подъема винтовой линии и шага пружины.

Устройство для навивки цилиндрических пружин с переменным шагом (фиг.1) содержит основание - корпус 1, на котором противоположно друг другу размещены приводные корпуса 2 и 3, соединенные между собой направляющими 4 и 5, на которых установлена каретка 6 с шагозадающими механизмами 7 и 8, которые служат для фор- мирования шага и диаметра пружины при ее навивке, а также получения пружины с переменным шагом.

В приводном корпусе 2 установлен шкив 9, который приводится во вращение электродвигателем (не показан) при помощи клиноременной передачи. В шкиве 9 установлен цанговый патрон 10, приводимый в действие штоком 11 пневмоцилиндра 12.

Приводной корпус 3 выполнен анало- гично приводному корпусу 2 и установлен на основании 1 противоположно последнему.

В приводных корпусах 2 и 3 установлены подшипниковые узлы 13 и 14, в которых одним концом закреплены вращающиеся приводные оправки 15 и 16, второй конец оправки 16 через навиваемую пружину 17 зажимается в момент навивки цанговым патроном 10. Аналогично происходит крепление второго конца оправки 15 цанговым патроном приводного корпуса 3 через навиваемую пружину 18.

Пружина 17 навивается из проволоки 19, подаваемой из бунта (не показан), пружина 18 навивается из проволоки 20, подаваемой из второго бунта.

На основании 1 установлены концевые выключатели 21 и 22, управляющие работой приводных корпусов в автоматическом режиме, своим расположением на основании 1 они определяют длину навитых пружин 18 и 19.

На основании 1 установлены также от- секатели 23 и 24, плоскость ножей которых от конца навитой пружины 17 расположена на расстоянии Г, кратном длине пружины (на фиг.1 приведен пример, когда длина навитой пружины условно равна ().

На участке l-должно укладываться целое число пружин, например две или три пружины, В таком случае каретка осуществляет навивку пружины соответственно на длину I; 0,5 I; Г/3. Таким образом, рубка пружин отсекателями 23 и 24 осуществляется только в определенном положении. Установка от- секателей 23 и 24 осуществляется механизмами корректировок места положения отсекателей 23 и 24 (механизмы корректировки не показаны).

Шагозадающий механизм 7 и 8 содержит корпус 25 (фиг.6), в котором расположен шагозадающий поворотный поводок 26, установленный одним концом в подшипниках 27 и 28, которые позволяют ему осуществлять угловое перемещение вокруг оси 02 (фиг.З, 5 и 7) на заданный угол подъема «винтовой линии пружины 17. На втором конце поводка 26 установлен подшипник 29, который перемещается по поверхности конуса плунжера 30, перемещающегося в корпусе 25. В плунжере 30 установлен шток 31. На штоке 31 установлена гайка регулировки 32 угла подъема винтовой линии пружины 17 и контргайка 33, а также подшипник 34, установленный на оси 35. Подшипник 34 катится по рабочей поверхности копира 36. Копиры 36 установлены на основании 1 и служат для подачи команды на изменение угла подъема винтовой линии навиваемой пружины 17 и 18 в процессе их навивки.

Кроме того, в корпусе 25 шагозадающего механизма 7 размещены закрепленный неподвижно в корпусе 25 нижний обжимной вкладыш 37, на который опирается пружина 17 в процессе навивки, и поджимная планка 38 (фиг.З и 5).

В паз поводка 26 установлена упорная сменная планка 39 из износостойкого материала с конусным отверстием для прохода оправки 16 или 15.

Прижатие поводка 26 к конусу плунжера 30 осуществляется возвратной пружиной 40(фиг.6).

Ось поворотного поводка 26 пересекается с осью вращающейся приводной оправки 16.

На фиг. 7 изображена геометрическая проекция звеньев шагозадающего механизма на .горизонтальную плоскость, где AOi - расстояние от оси навиваемой пружины до центра конуса плунжера (AOi - постоянная величина шагозадающего механизма и определена конструкцией устройства); А02 - смеа1ение оси поводка от прямой AOi, также постоянная величина; ОгВ и OiB - изменяемые величины.

Угол конуса плунжера в конструкции шагозадающего механизма принят 90°. Это обусловлено тем, что величина подъема Д плунжера и величина смещения точки В для упрощения конструкции механизма и копира должны совпадать. Тогда из фиг.7 можно вывести зависимость изменения угла подъема винтовой линии пружины 17 и высоты выступов рабочей поверхности копиров.

Для определения зависимости задаемся следующими значениями:

АОч - постоянная из условия конструкции;

АОа - постоянная из условия конструкции;

«мин - минимальный угол наклона винтовой линии,определяемый из уравнения

гдамин :яаг

где S - шаг навиваемой пружины;

da - средний диаметр пружины.

Для пружин с индексом 2 при плотной навивке принимаем S Dnp; d2 2dnp, где dnp - диаметр проволоки;

da -.средний диаметр пружины, тогда получаем следующую формулу:

dnp 1

Зная угол амин , можно определить д (фиг.7, 5 и 3). Из проекции на фиг.7 видно, что угол Oi02B равен «мин+/, поэтому д Oi02 sin(aMHH +/3) ,

причем (3 определяют из треугольника OiA02.

Зная заданный угол подъема винтовой линии на любом из участков ее длины, можно определить величину подъема А конуса плунжера (фиг.2 и 4) и высоту рабочей поверхности копира. Эта величина определяется из формулы следующим образом: СН02Х sin (а+р)-д Д. На фиг.8 изображен график зависимо- 5 сти Д величины от угла подъема винтовой линии пружины шага пружины t. Величина Д на графике отложена на вертикальной оси, угол а и шаг пружины - на горизонтальной оси.

0 Для подготовки устройства к работе необходимо снять шагозадающие механизмы

7и 8 с каретки 6, вынуть из корпуса 7 поджимную планку 38 и упорную пластину 39, через отверстие поводка 26 из бунта

5 пропустить проволоку 19. На ручном приспособлении навивается участок пружины 17, достаточный для того, чтобы его можно было закрепить в цанговом патроне 10. Навитую пружину 17 прижать поджимной

0 планкой 38 к нижнему обжимному вкладышу 37. Далее вставить пластину 39 в паз поводка, пропустить через отверстие корпуса 1, закрепить механизм 7 на каретке 6. Навитый участок 17 вместе со свободным

5 концом оправки 16 пропустить в цанговый патрон 10 и зажать их с пульта управления.

8режиме наладка произвести навивку пружины на полную ее длину.

Аналогично производится подготовка к 0 работе шагозадающего механизма 8, установленного с противоположной стороны каретки.

После подготовки устройства к работе необходимо произвести его наладку. Нави- 5 ваемая пружина 17 и оправка 16 надежно зажимаются цанговым патроним 10 от пнев- моцилиндра 12, Включается электродвигатель, передающий вращение через клиноременную передачу на шкив 9, а по- 0 следний передает его на цанговый патрон 10с зажатой в нем пружиной 17 и оправкой 16. Производится навивка пружины 17 на полную ее длину.

Затем включается пневмоцилиндр при- 5 водного корпуса 3, в котором происходит аналогичная работа по зажатию пружины 18 с оправкой 15 и навивка пружины 18,

Механизмом навить три-четыре пружины, измерить максимальный шаг пружины 0 17 (копир 36 выполнен окончательно и регулировке не подлежит).

Шаг пружины должен соответствовать заданной чертежной величине. При несоответствии шага пружины произвести его кор- 5 ректировку до чертежного.

Корректировка производится следующим образом.

Необходимо ослабить гайку 33, при отклонении шага в меньшую сторону поднять

гайку 32, при отклонении шага в большую сторону отпустить гайку 32. После корректировки шага на чертежный размер гайку 32 законтргаить гайкой 33. Концевыми выключателями 21 и 22 произвести регули- ровку длины навиваемой пружины 17 и 18, установив их так, чтобы каретка 6 останавливалась в момент уплотнения концов пружин 17 и 18.

После регулировки чертежной длины пружины производится установка отсекате- лей на расстоянии t-от точки остановки каретки 6 таким образом, чтобы до конца пружин оставалось равное количество плотных витков навитых пружин - по 2-3 витка.

После наладки устройство переключается на автоматический режим работы. При этом каретка 6 находится у корпуса 2, т.е. в тот момент, когда конечный выключатель 21 сработал. При этом после нажатия кноп- ки Пуск на пульте управления включается пневмоцилиндр 12, происходит зажатие пружины 17 с оправкой 16 цанговым патроном 10. Включают одновременно приводные электродвигатели корпусов 2 и 3, и начинает осуществляться навивка пружины 17 на оправку 16. При этом при перемещении каретки бив зависимости от того, в каком месте она находится, рабочая поверхность копира 36 (фиг.2-5) дает команду через подшипник 34 плунжера 30 на поводок 26, который отклоняется на требуемый угол подъема винтовой линии пружины 17.

По достижении кареткой 6 конечного положения у приводного корпуса 3 срабаты- вает конечный выключатель 22, происходит разжатие цангового патрона 10, и пружина 17 освобождается, происходит зажатие пружины 18. После зажатия пружины 18 с оправкой 15 происходит ее навивка. Таким образом, работа шагозадающего механизма 8 с:;алогична работе шагозадающего механизма 7.

При достижении кареткой 6 концевого выключателя 21 пружина 18 освобождается от цангового зажима, и происходит зажатие пружины 17с оправкой 16 цанговым патроном 10, а также отсечка снятой пружины.

При работе устройства в автоматическом режиме происходит поочередно навивка и снятие пружины 17 и 18 определенной длины с переменным шагом и уплотненными нитками по концам.

Формула изобретения Устройство для навивки цилиндрических пружин с переменным шагом, содержащее смонтированные на станине узлы навивки с приводными оправками, направляющие с размещенной на них кареткой для подачи проволоки в зону навивки, расположенные на каретке шагозадающие механизмы и установленные на станине отрезные механизмы, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей устройства за счет изготовления пружин с широким диапазоном шагов, каждый шагозадающий механизм состоит из смонтированного в его корпусе толкателя с конусной рабочей поверхностью и роликом, шарнирно установленного в корпусе поворотного поводка с пазом, свободный конец которого установлен с возможностью взаимодействия с рабочей поверхностью толкателя, закрепленного на станине копира, установленного с возможностью взаимодействия с роликом толкателя, и установленной в пазу поводка упорной пластины с конусным отверстием для прохода оправки, при этом ось поворотного поводка пересекает ось приводной оправки, а отрезные механизмы установ- лены на станине с возможностью их горизонтального перемещения для коррекции места отрезки навитой пружины.

ВиЗА

Изобретение относится к машиностроению и позволяет .расширить технологические возможности устройства за счет изготовления пружин с широким диапазоном шагов, Устройство содержит станину 1 с размещенными на ней приводными корпусами 2 и 3, соединенными между собой направляющими 4 и 5, по которым перемещается каретка 6 с шагозадающими механизмами 7 и 8, выполненными .в виде поворотного поводка, установленного одним концом в корпусе механизма, а другим контактирующим через, кинематическую связь, - с копирами 36, установленными на станине. Навивка пружин осуществляется на приводные оправки 15 и 16,закрепленные одним своим концом в подшипниковых узлах 13 и 14, а другим вместе в навиваемой пружиной - в цанговом патроне. Снятие готовых пружин с приводных оправок осуществляется через полые шпиндельные узлы приводных корпусов, а отсечка - установленными на станине отсекателями 23 и.24. 8 ил. (Л с

фиг.2

Б- В

фиг.З

вид-k

фиг Л

в -$

Фиг. 5

Фаг. 8