Устройство для установки эластичных уплотнительных колец Советский патент 1993 года по МПК B25J15/00 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к технологической оснастке сборочного производства, и может быть использовано для автоматизации сборочных работ..

Известно устройство для сборки деталей типа эластичных уплотнительных колец с наружными канавками базовых деталей. Устройство содержит исполнительный орган, деформирующий уплотнительное кольцо при его быстром вращении вокруг оси центробежными силами перед установкой в наружную цилиндрическую вставку базовой детали.

Недостатком описанного устройства является невысокая его производительность, так как оно работает по сложному циклу. Для загрузки кольца исполнительный орган требуется полностью остановить, для растяжения кольца необходимо обеспечить исполнительному органу высокую частоту вращения, а для сопряжения кольца с канавкой вновь обеспечить остановку. В устройстве невозможно быстро и просто осуществить загрузку и выгрузку кольца из исполнительного механизма, так как упругие подвижные базирующие элементы охватывают кольцо по наружной поверхности.

Кроме того, устройство обладает низкой надежностью работы, что является причиной низкой надежности процесса сборки. Это происходит потому, что на этапе установки кольца в канавку подвижные базирующие элементы вращающегося исполнительного органа контактируют с поверхностями базовых деталей. Наличие подвижных базирующих элементов приводит к существенному дебалансу вращающейся на

XI

Ю

Јь

О

СА

опорах качения системы. И, наконец, наличие глухого отверстия в исполнительном органе не позволяет устанавливать кольца в канавки базовых деталей, расположенных на значительном расстоянии от торца.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство, содержащее основание, на котором смонтирован корпус с каналами, связанными с источником сжатого воздуха, и деформиру- ющий орган с ротором в виде колеса пнев- мотурбины, имеющей сквозное отверстие и установленный а корпусе.

Однако приведенное устройство характеризуется низкой производительностью, так как для загрузки и установки кольца в канавку требуется полная остановка ротора и деформирующего органа. Устройство также имеет сложную конструкцию, Устройство снабжено упругими подвижными базирующими элементами, требующими тщательной регулировки, а при изменении типа или размеров собираемых деталей еще и переналадки. Наличие подвижных базирующих элементов приводит к увеличению массы ротора и его дебалансу, что отрицательно сказывается на динамической характеристике устройства на всех этапах его работы и особенно при разгоне и торможении. Из-за наличия в прототипе базирующих элементов снижается надежность процесса сборки, так как нельзя исключить контакт вращающихся поверхностей с поверхностью базовой детали. В устройстве .также трудно осуществить загрузку кольца и провести переналадкуустройства, что особенно важно для условий гибкого производства.

Целью изобретения является повышение производительности и повышение надежности. .......

Указанная цель достигается тем, что деформирующий орган снабжен . конической вставкой с расположенной в ней сменной втулкой, имеющей внутреннюю профильную канавку для захвата кольца, при этом коническая вставка смонтирована на пнев- мотурбине в корпусе, выполненном в виде конического подпятника с капиллярными отверстиями, связанными с каналами корпуса, кроме того, корпус смонтирован в основании на дополнительно введенных упругих стержнях,

Наличие опорной конической вставки позволяет облегчить ротор деформирующего органа. Наличие внутренней профильной канавки позволяет быстро переналадить устройство при сборке эластичных колец различных диаметров. Диаметр внутренней профильной канавки равен

5

Окон di + d2 + 2 мм,

где di - внутренний диаметр кольца, da - диаметр сечения кольца. Значение диаметра DKQH соответствует наружному диамет- ру равномерно растянутого кольца для сопряжения с базовой деталью с зазором. Величина зазора С 2 мм обеспечивает подачу кольца и ротора деформирующего органа к канавке базовой детали без кон- такта с поверхностью базовой детали даже при невысокой точности транспортирующего органа.

Выполнение корпуса в виде конического подпятника с капиллярными отверстиями, связанными с каналами корпуса, позволяет упростить конструкцию.

Введение в конструкцию упругих стержней улучшает динамику работы устройства. Поэтому повышение надежности процесса сборки обеспечивается компенсацией временного дебаланса ротора при вращении, вызванного, например, эксцентричным захватом кольца. При безостановочном (с разными скоростями) вращении ротора такая конструкция позволяет осуществить захват кольца сменной втулкой с внутренней профильной канавкой. Повышение производительности процесса достигается за счет возможности обеспечить безостановочное вращение ротору деформирующего органа устройства в течение сборочного цикла (прежде всего при захвате кольца и установке его в канавку).

Сопоставленный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство имеет существенные отличительные признаки - наличие конической втулки в расположенной в ней сменной втулкой, имеющей внутреннюю профильную канавку для захвата кольца, расположение конической вставки на пневмотурбине в корпусе, выполнение корпуса в виде .конического подпятника с капиллярными отверстиями, связанными с каналами корпуса.

На фиг.1 изображен общий вид устройства; на фиг.2 - собираемые детали в виде уплотнительного узла; на фиг.3-6 - этапы работы устройства.

Устройство (фиг.1) содержит основание 1, в котором смонтирован корпус 2 на упругих стержнях 3. Это позволяет исключить передачу колебаний на технологическое .оборудование, повысить надежность сборки. Корпус 2 выполнен в виде конического 5 подпятника с капиллярными отверстиями 4. Деформирующий орган с ротором в виде колеса пневмотурбины 5 со сквозным отверстием содержит коническую вставку 6 и сменную втулку 1. Корпус 2 содержит каналы 8 для одновременной подачи сжатого

0

В

0

5

0

5

0

воздуха к капиллярным отверстиям 4 и пневмотурбине 5. Капиллярные отверстия 4 позволяют при подаче воздуха создать воздушный смазочный слой между поверхностью корпуса 2 и поверхностью конической вставки 6 деформирующего органа.

Такая конструкция;исключает большие массу и габариты деформирующего органа и тем самым позволяет получить высокую частоту вращения колеса пневмотурбины 5. Сменная втулка 7 имеет внутреннюю профильную канавку 9 диаметром ОКан для захвата и базирования эластичного кольца 10 (фиг.2). Кольцо 10 внутренним диаметром di и диаметром сечения d2 необходимо установить в канавку базовой детали 11 с уплотни- тельной поверхностью диаметром d.

Трубопровод 12 обеспечивает связь каналов 8 корпуса 2 с источником сжатого воздуха (на чертеже не показан).

Сменная втулка 7 с внутренней профильной канавкой 9 позволяет захватить эластичное кольцо 10 в процессе вращения деформирующего органа и удерживать далее в растянутом состоянии центробежными силами. Этим сокращается цикл сборки и повышается производительность процесса. Требуемая деформация кольца 10 для осуществления подачи его с зазором к канавке базовой детали 11 достигается, если выполнить профильную канавку 9 диаметром:

Окан di +4d2 + 2 MM. .

Сменная втулка 7 исключает наличие упругих подвижных базирующих элементов на вращающемся деформирующем органе, что также повышает надежность процесса .сборки, Использование сменной втулки 7 позволяет быстро осуществить переналадку деформирующего органа без последующей регулировки.

Устройство работает следующим образом. Сжатый воздух от источника сжатого воздуха через трубопровод 12 подается в каналы 8 корпуса 2. Из каналов 8 сжатый воздух поступает через капиллярные отверстия 4 в зазор между поверхностью корпуса 2 и поверхностью конической вставки 6 деформирующего органа, образуя смазочный слой. Одновременно сжатый воздух поступает также на лопатки пневмотурбины 5. В результате деформирующий орган приводится во вращение.

Транспортный орган (на чертеже не показан) перемещает устройство и располагает его над эластичным кольцом 10 (фиг.З). Далее транспортный орган опускает устройство с вращающимся деформирующим органом на кольцо 10 так, что осуществляется контакт наружной поверхности эластичного

кольца 10 с внутренней профильной канавкой 9 сменной втулки 7. Неподвижное кольцо 10, ось которого расположена с эксцентриситетом относительно оси вращения 5 пневмотурбины 5. захватывается по наружной поверхности вращающейся втулкой 7 И сразу деформируется, равномерно растягивается до диаметра d уплотняемой поверхности базовой детали 11 (фиг.4). Кольцо 10

0 удерживается во внутренней профильной канавке-9 центробежными силами.

Для предотвращения контакта вращающегося кольца 10 с поверхностями азовой детали 11 и осуществления подачи растяну5 того кольца 10с зазором требуется выполнить профильную канавку 9 диаметром Окан di + 4d2 + 2 мм. При меньшем значении диаметра Окан равномерного растяжения кольца 11, облегающего поверхность

0 профильной канавки, недостаточно для осуществления сопряжения с зазором. При большем от указанного значения появляется дополнительная деформация кольца 10, что, во-первых, приведет к бесполезным и

5 нежелательным нагрузкам на кольцо 10, а во-вторых, потребует повышения частоты деформирующего органа.7

Колебания, которые могут возникнуть от временного дебаланса вращающегося с

0 кольцом деформирующего органа, компенсируется за счет установки корпуса 2 на упругих стержнях 3. Такие условия повышают надежность процесса и улучшают динамические характеристики устройства.

5 Равномерно растянутое центробежными силами кольцо 10, зафиксированное по наружному диаметру во внутренней профильной канавке 9 сменной втулки 7 подается с зазором к канавке базовой детали 11. Базо

0 вая деталь проходит через сквозное отверстие пневмотурбины 5 (фиг.5). Затем снижается частота вращения деформирующего органа. Кольцо 10 испытывает неравномерную деформацию близко к овальной

5 форме, при этом один из участков контактирует с поверхностями канавки базовой детали 11. Происходит резкое торможение, прекращение вращения кольца 10 и установка его в канавку базовой детали 11 при

0 продолжающем вращаться деформирующем органе. Для выгрузки собранного узла полная остановка вращения деформирующего органа не требуется. Такие условия сокращают цикл сборки и повышают тем

5 самым производительность .

После сборки транспортирующий орган отводит устройство с позиции сборки для захвата следующего эластичного кольца 10. Цикл повторяется (фиг.6).

В отличие от известных решений предлагаемое устройство позволяет повысить надежность процесса сборки упрощением конструкции за счет наличия во вращающемся деформирующем органе конической вставки со сменной втулкой для захвата колец и выполнения корпуса в виде конического подпятника. Повышение надежности достигается также установкой корпуса на трех упругих стержнях.

0

Кольцо захватывается сменной втулкой, переносится и устанавливается в канаве базовой детали при непрерывно вращающемся деформирующем органе. Это позволяет значительно повысить производительность процесса.

Использование предлагаемого устройства позволяет повысить культуру производства и тем самым принести пользу народному хозяйству страны.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к технологической оснастке сборочного производства, и может быть использовано для автоматизации сборочных работ. Устройство содержит основание, на котором смонтирован корпус с каналами, связанными с источником сжатого воздуха, и деформирующий орган с ротором в виде колеса пневмотурбины,имеющий сквозное отверстие и установленный в корпусе, Деформирующий орган снабжен конической вставкой с расположенной в ней сменной втулкой. Сменная втулка имеет внутреннюю профильную канавку для захвата кольца. Коническая вставка смонтирована на пневмо- турбине в корпусе, выполненном в виде конического подпятника с капиллярными отверстиями. Капиллярные отверстия связаны с каналами корпуса. Корпус смонтирован в основании на дополнительно введенных упругих стержнях. Каналы корпуса направлены к вершине конусной поверхности вставки деформирующего органа. 1 з.п. ф- лы, 6 ил.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1. Устройство для установки эластичных уплотнительных колец в канавки базовых деталей, содержащее основание, на котором смонтирован корпус с каналами, связанными с источником сжатого воздуха, и деформирующий орган с ротором в виде колеса пневмотурбины, имеющий сквозное отверстие и установленный в корпусе, отличающееся .тем, что, с целью повышения производительности и повышения надежности, деформирующий орган снабжен конической вставкой с расположенной в ней

Фиг. /

сменной втулкой, имеющей внутреннюю профильную канавку для захвата кольца, при этом коническая вставка смонтирована на пневмотурбинё в корпусе, выполненном в виде конического подпятника с капиллярными отверстиями, связанными с каналами корпуса, кроме того, корпус смонтирован в основании на дополнительно введенных упругих стержнях.

2 3