Система управления гидропрессом Советский патент 1992 года по МПК B23P19/02 

1

(21)4826795/27

(22)21.05.90.

(46) 07.10.92.Бюл.Ms 37

(71)Самарский институт инженеров железнодорожного транспорта им. М Т.Елизарова

(72)Е.Е.Жидков

(56) Авторское свидетельство СССР №216112, кл. В 23 Р 19/02, 1965.

(54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГИДРОПРЕССОМ

(57) Использование: в устройствах автоматизации механосборочных работ, для сборки прессовых соединений с последующей обжимкой базовой детали Сущность изобретения: пресс дополнительно оснащен клапаном 3 последовательности, нормально открытым напорным золотником 8, вторым реле 5 давления, вторым распределителем 9, вторым обратным клапаном 7, передаточным механизмом. Штоковая полость 27 гидроцилиндра для запрессовки сообщена с рабочей полостью 28 гидроцилиндра для обжимки. 1 п.ф-лы, 1 ил

19

го

ё

-з

Ч|

О О. О

ю

Изобретение относится к области сборочного производства, в частности, к устройствам для сборки прессовых соединений.

Цель изобретения - повышение качества сборки за счет обеспечения высокой точности контроля предельно допустимых значений сборочной силы на определенных этапах запрессовки, предотвращения ава- фийных ситуаций и реализации автоматического перехода от запрессовки к обжимке.

Поставленная цель достигается тем, что система управления гидропрессом, содержащая первый распределитель, дроссель с обратным клапаном, первый обратный клапан, первое реле давления, регулировочный упор, оправку с подпружиненным ловителем, гидроцилиндр для запрессовки и гидроцилиндр для обжимки, установленные в общем корпусе, отличается наличием передаточного механизма и связанного через него с ловителем второго распределите- ля, второго реле давления, второго обратного клапана, регулируемых нормально закрытого клапана и нормально открытого напорного золотника. Передаточный механизм выполнен в виде неподвижной скобы, регулировочного винта с фиксирующей гайкой, подвижной опоры и связанного с ней рычага. Кроме того, входы нормально закрытого клапана и нормально открытого напорного золотника соединены с выходом дросселя с обратным клапаном, вход нормально закрытого клапана соединен с первым входом второго распределителя и через второй обратный клапан с рабочей полостью гидроцилиндра для обжимки, выход нормально открытого напорного золотника соединен со вторым входом второго распределителя, выход которого соединен со входом реле давления, штоковая полость гидроцилиндра для запрессовки сообщена с рабочей полостью гидроцилиндра для обжимки.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает.что изобретение отличается совокупностью новых перечисленных выше признаков. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию новизна.

К существенным признакам изобретения относятся следующие.

Наличие регулируемого нормально открытого напорного золотника, второго рас- пределителя, второго реле давления, передаточного механизма, выполненного в виде неподвижной скобы, регулировочного винта с фиксирующей гайкой,подвижной опоры и связанного с ней рычага, соединение входа напорного золотника с выходом

дросселя с обратным клапаном, а выхода - со вторым входом второго распределителя, соединение выхода второго распределителя со входом второго реле давления, кинематическая связь второго распределителя с ловителем оправки через передаточный механизм позволяют повысить качество сборки за счет значения сборочной силы в конце процесса запрессовки и предотвращения

0 аварийной ситуации, если корпусная деталь поступит на данную операцию сборки без втулки. Вместе с рассмотренной выше совокупностью новых существенных признаков, исключая наличие регулируемого нормаль5 но открытого напорного золотника и его связей с другими элементами системы управления гидропрессом, наличие регулируемого нормально закрытого клапана, соединение его входа с выходом дросселя с

0 обратным клапаном, а выхода - с первым входом второго распределителя позволяет повысить качество сборки за счет обеспечения высокой точности контроля максимально допустимого значения сборочной силы

5 до окончания процесса запрессовки и предотвращения аварийной ситуации, если до окончания запрессовки возникает механическая помеха перемещению шток-пуансона для запрессовки,

0 Возможность регулировки и периодической поднастройки таких средств контроля предельно допустимых значений сборной силы на определенных этапах запрессовки, как регулируемые нормально закрытый кла5 пан, нормально открытый клапан, золотник и передаточный механизм, позволяет добиться высокой точности упомянутого контроля, а следовательно, уменьшить количество выпускаемого брака и ошибочно забракован0 ных годных прессовых соединений.

Наличие нормально закрытого клапана, соединение его входа с выходом дросселя с обратным клапаном, а выхода - через второй обратный клапан с рабочей полостью

5 гидроцилиндра для обжимки, позволяет повысить качество сборки за счет реализации автоматического перехода от запрессовки к обжимке, который обеспечивает очередность выполнения обжимки после запрес0 совки, что уменьшает количество образованных изделий с недопрессованны- ми втулками,

Наличие второго обратного клапана, соединение его выхода с рабочей полостью

5 гидроцилиндра для обжимки, а входа - с выходом нормально закрытого клапана, а также сообщение штоковой полости гидроцилиндра для запрессовки с рабочей полостью гидроцилиндра для обжимки делает возможным осуществление очередности

выполнения обжимки после запрессовки без увеличения времени цикла сборочного процесса за счет совмещения во время подбора шток-пуансона для обжимки к корпусной детали с подводом шток-пуансона для запрессовки к втулке и ее полной запрессовкой в корпусную деталь. Таким образом, это позволяет не уменьшать производительности при повышении качества сборки.

Анализ известных технических решений (аналогов) в исследуемой области позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемом устройстве, и заключить, что предлагаемое техническое решение соответствует критерию существенные отличия.

На чертеже приведена гидравлическо- кинематическая принципиальная схема системы управления гидропрессом.

Устройство содержит распределитель 1 с управлением от электромагнита, дроссель 2 с обратным клапаном, нормально закрытый клапан 3, первое 4 и второе 5 реле давления, первый 6 и второй 7 обратные клапаны, нормально открытый напорный золотник 8, второй распределитель 9 с управлением от кулачка, смонтированный на станине (не показана), блок гидроцилиндров, смонтированную на поворотном столе (не показан) неподвижную в осевом направлении оправку 10 с установленными на ней корпусной деталью 11 и втулкой 12, которые сцентрированы относительно друг друга при помощи ловителя 13, подвижного в осевом направлении и подпружиненного возвратной пружиной 14 относительно корпуса оправки 10, передаточный механизм, состоящий из неподвижной скобы 15, регулировочного винта 16 с фиксирующей гайкой, рычага 17, подвижной опоры 18. Неподвижная скоба закреплена на станине (не показана). На скобе 15 смонтирован регулировочный винт 16, неподвижный относительно скобы 15 в осевом направлении, но имеющий возможность вращаться относительно своей оси. Подвижная опора 18 сопрягается с регулировочным винтом 16 по резьбовой поверхности и имеет возможность перемещаться по направляющей скобы 15 вдоль оси винта 16 при его вращении во время наладки устройства. Рычаг 17 при помощи цилиндрического шарнира связан с подвижной опорой 18 и имеет возможность качаться в вертикальной плоскости относительно опоры 18. Когда оправка установлена на позиции сборки, один конец рычага 17 находится во взаимодействии с кулачком второго распределителя 9, а другой конец - с ловителем 13. Таким образом, второй распределитель 9 кинематически связан с ловителем 13 через передаточный механизм. Передаточный механизм отрегулирован при помощи винта 16 на такое соотношение полезных длин плеч рычага 17, при котором переключение второго распределителя 9 во вторую позицию происходит лишь при достижении ловителем 13 положения, соответствующегоположению

запрессовываемой втулки 12, при котором площадь цилиндрической поверхности сопряжения собираемого прессового соединения равна площади цилиндрической посадочной поверхности втулки 12. Навинченная на свободный конец регулировочного винта 16, фиксирующая гайка сохраняет неизменной настройку передаточного механизма во время работы устройства. Блок гидроцилиндров состоит из регулировочного упора 19, размещенных соосно в одном корпусе 20 гидроцилиндра для запрессовки и гидроцилиндра для обжимки. Поршень 21 гидроцилиндра для обжимки подпружинен возвратной пружиной 22 относительно корпуса 20, а поршень 23 гидроцилиндра для запрессовки подпружинен возвратной пружиной 24 относительно поршня 21. причем жесткость пружины 22 больше жесткости пружины 24. Шток-пуансон 25 для запрессовки пропущен через шток-пуансон 26 для обжимки с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно последнего. Штоковая полость 27 гидроцилиндра для запрессовки сообщается с рабочей полостью 28 гидроцилиндра для обжимки. Блок гидроцилиндров отрегулирован за счет ограничения хода поршня 23 при помощи упора 19 так, чтобы подвод шток-пуансона 25 к втулке 12 и полная запрессовка ее в корпусную деталь 11 сопровождались лишь подводом шток-пуансона 26 к корпусной детали 11 без ее обжимки, т.е. регулировкой должно быть обеспечено выполнение следующего равенства.

45

L,-

L-n Зоб

где - суммарный ход шток-пуансона 25 при подводе его к втулке 12 и полной запрессовке ее в корпусную деталь 11; - ход шток-пуансона 26 при подводе его к корпусной детали 11 без ее обжимки;

Зоб - активная площадь поршня 21 в полости 28;

Зз активная площадь поршня 23 в пло- скости 27.

К первому входу распределителя 1 подключена напорная магистраль, а ко второму - сливная, В исходной позиции распределителя 1 соединяются его второй

вход и выход, а во второй позиции, при включенном электромагните - первый вход и выход, Выход первого распределителя 1 сбёдинен со входом дросселя 2 с обратным клапаном Выход дросселя 2 соединен с рабочей полостью 29 гидроцилиндра для запрессовки, со входами клапана 3 и напорного золотника 8 соединен со вторым входом распределителя 9. Выход клапана 3 соединен с первым входом распределителя 9, а через второй обратный клапан 7 - со входом первого реле 4 давления и рабочей полостью 28 гидроцилиндра для обжимки, которая через первый обратными клапан 6 соединена с выходом дросселя 2 с обратным клапаном. К выходу второго распределителя 9 подключен вход второго реле 5 давления. В исходной позиции распределителя 9 соединяются его первый вход и выход, а во второй позиции - второй вход и выход. Первое реле 4 давления настроено на срабатывание при таком значении давления жидкости Роб в рабочей плоскости 28 гидроцилиндра для обжимки, при котором шток-пуансоном 26 для обжимки развивается сборочное усилие Р0б, характеризующее требуемую обжимку корпусной детали 11 Нормально закрытый клапан 3 отрегулирован на срабатывание при значении давления жидкости Рмакс, а нормально открытый клапанный золотник 8 - при значении давления жидкости Рмин в рабочей полости 29 гидроцилиндра для запрессовки, при которых шток-пуансоном 25 для запрессовки развиваются соответственно максимально Рмакс и минимально пропустимое РМин значение силы запрессовки. Второе реле 5 давления настроено на срабатывание при таком давлении жидкости на его входе, которое необходимо создать в рабочей полости 29 гидроцилиндра для запрессовки, только чтобы сжать возвратные пружины 22 и 24 для холостого перемещения шток-пуансонов 25 и 26 в положение, которое они бы занимали при запрессовке втулки 12 в корпусную деталь 11 з момент перехода второго распределителя 9 во вторую позицию.

Устройство работает следующим образом.

Установленные на оправке 10 корпусная деталь 11 и втулка 12 подаются поворотным столом (не показан) на позицию сборки. При этом ловитель 13 оправки 10 входит во взаимодействие со свободным концом рычага 17. Когда ось ловителя 13 совпадает с Осью шток-пуансонов 25 и 26, подается команда на включение электромагнита первого распределителя 1. Перейдя во вторую позицию, распределитель 1 соединяет гидросистему устройства с напорной магистралью. Через дроссель 2 жидкость под давлением поступает из напорной магистрали в рабочую полость 29 гидроцилиндра для запрессовки. Под действием давления рабочей жидкости поршень 23 гидроцилиндра для запрессовки перемещается вниз, В результате вытеснения рабочей жидкости из штоковой полости 27 гидроцилиндра для запрессовки в рабочую полость 28 гидроци0 линдра для обжимки при движении поршня 23 вниз и воздействии возвратной пружины 22 на поршень 21 с большей силой, чем сила воздействия на него со стороны возвратной пружины 24, в полостях 27 и 28 повышается

5 давление рабочей жидкости, закрывающее второй обратный клапан 7, который предотвращает поступление жидкости под давлением из полостей 27 и 28 через второй распределитель 9 на вход второго реле 5

0 давления, исключая возможность его ложного срабатывания Первый обратный клапан 6 остается закрытым, так как давление жидкости в рабочей полости 29 больше давления в полостях 27 и 28. Невозможность

5 оттока рабочей жидкости из сообщающихся полостей 27 и 28 при закрытых обратных клапанах 6 и 7 приводит к перемещению поршня 21 гидроцилиндров для обжимки вследствие перемещения поршня 23 гидро0 цилиндра для запрессовки, т.е. подвод шток-пуансона 25 к втулке 12 и полная запрессовка ее в корпусную деталь 11 сопровождаются подводом шток-пуансона 26 к корпусной детали 11. Кроме того, в процес5 се запрессовки втулки 12 в корпусную деталь 11 шток-пуансона 25 для запрессовки через втулку 12 вызывает поступательное перемещение ловителя 13 вниз, который воздействует на одно из плеч рычага 17 и

0 вызывает поворот рычага 17 относительно его оси. Другой конец рычага 17 при его повороте воздействует на кулачок второго распределителя 9 и переводит последний во вторую позицию в конце запрессовки. Если

5 перемещению шток-пуансона 25 для запрессовки препятствует механическая помеха или натяг собираемого прессового соединения завышен, то до окончания процесса запрессовки, когда второй раопреде0 литель 9 находится в исходной позиции, давление жидкости в рабочей полости 29 гидроцилиндра для запрессовки достигнет значения Рмакс сработает нормально закрытый клапан 3 и жидкость под давлением

5 поступит через второй распределитель 9 на вход реле 5 давления, вызывая его срабатывание. Кроме того, через открывшийся клапан 3 и второй обратный клапан 7 рабочая полость 28 гидроцилиндра для обжимки соединится с выходом дросселя 2. Сработавшее второе реле 5, отключить электромагнит первого распределителя 1, прервет процесс сборки и подаст команду на включение сигнала Брак до начала обжимки, так как в момент срабатывания клапана 3 последовательности, не закончив запрессовку, шток-пуансон 25 и поршень 23 будут находиться в промежуточной точке своего суммарного хода , а следовательно, шток-пуансон 26 не достигнет корпусной детали 11.

Если корпусная деталь 11 поступает на данную операцию сборки без втулки 12 или натяг собираемого прессового соединения занижен, то в конце процесса запрессовки давление жидкости в рабочей полости 29 гидроцилиндра для запрессовки так и не достигнет значения Рмин необходимого для срабатывания нормально открытого напорного золотника 8, и после переключения второго распределителя 9 во вторую позицию жидкость под давлением поступит на вход второго реле 5 давления, вызывая его срабатывание. Сработавшее реле 5 прервет сборочный процесс, отключив электромагнит первого распределителя 1, и подаст команду на включение сигнала Брак.

Если собираемое прессовое соединение годное, т.е. до окончании процесса запрессовки величина силы сборки меньше максимально допустимого значения Рмакс, а в конце - не меньше минимально допустимого значения РМИн, то до переключения второго распределителя 9 во вторую позицию срабатывает нормально открытый напорный золотник 8, когда давление жидкости в полости 29 достигнет значения Рмин, а нормально открытый клапан 3 останется в исходном состоянии. В конце запрессовки второй распределитель 9 перейдет во вторую позицию и разъединит выход клапана 3 со входом второго реле 5 давления. Таким образом во время всего процесса запрессовки втулки 12 в корпусную деталь 11 жидкость под давлением не поступит на вход второго реле 5 и сборочный процесс продолжается. Когда давление жидкости в рабочей полости 29 гидроцилиндра для запрессовки достигнет значения Рмакс, срабатывает клапан 3 и из напорной магистрали в рабочую полость 29 гидроцилиндра для обжимки начнет поступать жидкость через дроссель 2, открывшийся клапан 3 и второй обратный клапан 7. Под действием давления рабочей жидкости на поршень 21 шток-пуансон 26 продолжит перемещение вниз, осуществляя обжимку пропускной детали 11 Как только давление жидкости в рабочей полости 28 гидроцилиндра для обжимки достигнет значения Р0б,

сработает первое реле 4 давления, которое остановит процесс сборки, отключив электромагнит первбго распределителя 1. Под действием возвратной пружины первый

распределитель 1 вернется в исходную позицию и соединит гидроцилиндр пресса со сливной магистралью.

Давление в гидросистеме пресса упадет и перемещаемые возвратными пружинами

0 в исходное положение подвижные элементы гидропресса вызовут отток лишней рабочей жидкости из полостей его гидросистемы в сливную магистраль через открытые обратные клапаны 7 и 6, обратный клапан

5 дросселя 2 и первый распределитель 1. Сработавшее первое реле 4 давления, кроме того, с задержкой по времени, необходимой для возврата пресса в исходное состояние, подаст команду на поворот поворотного

0 стола (не показан). Поворотный стол (не показан) переместит на позицию сборки очередные подлежащие сборки детали 11 и 12, и цикл работы системы управления гидропрессом повторится.

5 Использование предлагаемого устройства по сравнению с прототипом за счет обеспечения очередности выполнения обжимки после запрессовки позволит улучшить качество сборки, тем самым

0 уменьшить количество бракованных изделий с недопрессованными втулками, а следовательно, увеличит производительность изданной операции и сэкономит средствам, затраченные на производство некачествен5 но собранных деталей.

Оснащение устройства средствами контроля предельно допустимых значений силы запрессовки обеспечит отбраковку прессовых соединений с завышенными и

0 заниженными значениями натяга, тем самым сократив выпуск бракованных прессовых соединений, кроме того увеличит производительность на данной операции за счет уменьшения времени цикла сборочно5 го процесса благодаря автоматическому прекращению сборки в ее промежуточной стадии в случае получения бракованного прессованного соединения. Возможность регулировки и периодической поднастрой0 ки средств контроля предельно допустимых значений силы запрессовки позволит сэкономить средства и время для переналадки устройства при переходе на производство прессовых соединений с другими посадка5 ми и добиться высокой точности контроля, тем самым уменьшив количество случаев неправильной разбраковки собираемых прес- совых соединений т.е. уменьшить количество вып /скаемого брака и ошибочно забракованных годных прессовых соединений. Предотвращение аварийных ситуаций в процессе сборки прессовых соединений позволит свести к минимуму расходы, затрачиваемые на ремонт вышедшего из строя оборудования, которое работает на данной операции

Формула изобретения Система управления гидропрессом, преимущественно для сборки, содержащая первый распределитель, дроссель с обратным клапаном, первый обратный клапан, первое реле давления, регулировочный упор, оправку с подпружиненным ловителем, гидроцилиндр для запрессовки и гид- роцилиндр для обжимки, установленные в общем корпусе, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества сборки, она снабжена передаточным механизмом и связанным через него с ловителем вторым распределителем, вторым реле давления.

вторым обратным клапаном, регулируемыми нормально закрытым клапаном и нормально открытым напорным золотником, при этом передаточный механизм выполнен в виде неподвижной скобы, регулировочного винта с фиксирующей гайкой, подвижной опоры и связанного с ней рычага, причем входы нормально закрытого клапана и нормально открытого напорного золотника соединены с выходом дросселя с обратным клапаном, выход нормально закрытого клапана соединен с первым входом второго распределителя и через второй обратный клапан с рабочей полостью гидроцилиндра для обжимки, выход нормального открытого напорного золотника соединен с вторым входом второго распределителя, выход которого соединен с входом второго реле давления, а штоковая полость гидроцилиндра для запрессовки сообщена с рабочей полостью гидроцилиндра для обжимки.