Автомат для навивки пружин Советский патент 1977 года по МПК B21F35/00 B21F3/00 

1

Известны автоматы для навивки пружин содержащие смонтированные на станине механизмы подачи проволоки, механизм; навивки, шагозадающий механизм и механизм отрезки навитых пружин, а также устройство прса раммного управления для обеспечения работы перечисленных механизмов i.

Однако в таких автоматах трудно осуществить программирование, так как при изменении шага, диаметра и формы навиваемых пружин возникает необходимость в изменении в широких пределах скоростей движения механизмов, что не обеспечивают механические средства управления.

Известны также автоматы содержащие механизм правки проволоки, механизм подачи, механизм навивки, шагозадающий леханизм, механизм отрезки и программное устройство с электронными средствами управления 2.

Однако указанные автоматы не пос воля- ют навивать пружины различнЁх, форм, JT. е.пружины с переменным шагом и переменным диаметром, например конусные, двух-

конусные и т.д. Это обусловлено тем, что при навивке пружин с переменным шагом и переменным диаметром шагозадающий и

навивочный механизмы, находяихщиеся при этом в постоянном движении, требуют , диапазона изменения скоростей ихг движения, обусловленных широким диапазоном параметров 1навив.аемых.- пружин. Изза этого необходимо использовать широкий диапазон частот электрических импульсов, подаваемых на приводы этих механизмов.

Однако использование высоких частот электрических импульсов практически огра ничено tpa3i3emaiomefi способностью существующих импульсных приводов, а работа на низких частотах не обеспечивает качества навиваемых пружин при существующих скоростях подачи проволоки (порядка 60 м/мин) .

Например, при навивке конусной пружины или. пружины с переменным щагом и большой развернутой длипой необходима

: малая скорость и непрерывное движение шаговых и навивочных упоров автомата.

Для обеспечения малой скорости движения шаговых и нав1Е очных упоров приводы их должны работать на низких частотах . электрических импульсов, что приводит к прерывистому движению (с междуимпупьсными выстоями) шаговых и навивочных упоров, к ступенчатому образованию конуса и неравномерному изменению шага навиваемых пружин,

В предложенном автомате механизм на вивКи и iмеханизм отрезки кинематически связаны между собой и снабжены дифференциальным устройством и двумя импульсными приводами; шагозадаюший механизм также снабжен дифференциальным устройством с двумя импульсными приводами.

Дифференциальное устройство механизмов и отрезки выполнено в виде планетарного редуктора с врашающимся центральным колесом, установленным на валу одного из импульсных приводов и входящим в зацепление своим внешним венцом с шестерней, установленной «а валу другого импульсното привода, а внутренним - с планетарными шестернями, находящимися в зацеплении с центральной шестерней редуктора и связанными между собой; водилом, соединенным,с валом механизма навивки.

Дифференциальное устройство шагозадаю шего механизма выполнено в виде связацного с траверсой шагозадающего механиз81а и смонтированного с возможностью вращательного и поступательного перемещения; штока, взаимодействующего с установленной на ходовом винте гайкой - шестерней, входящей своей зубчатой частью в зацепление с шестерней, сидящей на валу одного из импульсных приводов, при этом ходовой винт также соединен с валом другого импульсного двигателя.

Такое решение позволяет изменять скорости движения шаговых и навивочных упоров и ножей в широких пределах, работая на высоких:,, частотах электрических импульсов, обеспечивает плавный, непрерывный ход упоров и ножей I и дает возможность навивать фигурные пружины с переменным шагом и переменным диаметром.

На чертеже изображена кинематическая схема описываемого автомата.

Автомат для навивки пружин содержит станину 1, служащую для монтажа всех механизмов и устройств автомата, ролики 2-5 для подачи проволоки и шестерни 6-9 сидяшие на общих с роликами валах 10-13

Шестерни 6 и 8 находятся в запеплении с шестерней 14, сидящей на валу 15, на конце которого установлена ведомая часть.муфты 16, служащей i для включения и от1спючеиия подачи.

Ведущая часть муфты 16 сидит на полом валу 1, на котором сидит шестерня

18,находящаяся в зацеплении с шестерней

19,садящей на приводном валу 20.

Приводной вал через клиноременную передачу 21 связан с электродвигателем 22. На приводном валу установлен датчик; импульсов 23, Он может быть различного вида - фотоэлектрический, индуктивный или в виде лампового генератора. Назначение его - превратить контролируемый процесс я №ивкй в серию импульсов, которые являются масщтабом для определения измеряемых величин - величины подачи прово5 локи, величины хода навивочнь1х и шаговых упоров, а также времени действия каждого механизма автомата.

Для завивки ороволоки в пружину служат упоры 24 к 25 в головках 26.и 27, которые установлены на ползунах 28 и 29.

На ползунах укреплены зубчатые рейки 30 и 31, которые кинематически связаны между собой через шестерни 32,33 и 34 ;с определенным передаточным отно5 шением.

Шестерни 32 и 33 сидят на валу 35 навивочного механизма, а шестерня 34 на оси 36.

Для выборки зазоров и люфтов в за0 цеплении реек и шестерен ползуны 30 и 31 нагружены пружинами 37 и 38.

На валу навивочного механизма сидит шестерня 39,, входящая в зацепление с шестерней 40, сидящей на валу 41. 5 С 1шестерней 4О находится в зацеплении шестерня 42, сидящая на валу 43 дифференциального устройства.

На валу 43 закреплено водило 44 с подвижно установленными на его осях 0 планетарными шестернями 45 и 46, Планетарных шестерен может ёыть две, три и больше.

Шестерни 45 и 46 находятся в зацеплении с центральной шестерней 47, а также с внутренним венцом центрального колеса 48.

Центральное колесо 48 подвижно установлено н& валу 49 и своим внешним зубчатым венцом находится в зацеплении С 50 шестерней 5О, сидящей на валу 51,

Валы 49 и 51 соединены с приводами 52 и 53.

Описанное устройство (42-51) служит для дифференцирования скоростей движения.

Для подачи шага между витками навиваемых пружин служат упоры 54 и 55, укрепленные на штангах 56 и 57, соединенных между собой траверсой 58,

В траверсу между штангами резьбовой

частью ввернут шток 59, а шлшгевый конец штока цепной передачей 60 связан с валиком 61, на конце которого имеется рукоятка 62 ДИН установки начального положения упоров по отношению к линии подачи, например, прт переходе на другой дагаметр проволоки.

Шток 59 может вращаться, ввертываясь в траверсу, и иметь поступательное дви- . жение в осевом направлении вместе с траверсой и штангами.

Шток подпружинен в осевом направлении пружиной 63.

На конце штока установлен упорный ша« рикоподшипник 64, с которым контактирует гайка-шестерня 65 дифференциального устройства. |Гайка-шестерня| 65 подвижно установлена на ходовом винте 66 и составляет с ним винтовую пару, а внешняя ее часть выполнена в виде шестерни с удлиненными зубьями, обеспечивающими сцепление с шестерней 67, сидящей на валу 68, и поэвопяюшими осевое перемешение гайкешестерне не выходя из зацепления с шестерней 67. .

Винт 66 и вал 68 установлены в упор;ных подшипниках 69 и 70 и соединены с Iимпульсными приводами 71 и 72.

Описанный автомат (64-70) служит дл дифференцирования скоростей движения и при использовании более высоких частот импульсными приводами обеспечивает постоянное движение шаговых упоров.

Для отрезки навитых пружин служат внутренний 73 внешний 74 ножи.

Внутренний нож укреплен в подвижной . плите 751 на которой укреплена зубчатая рейка 76, находящаяся в зацеплении с шестерней 77, сидящей на валу 41.

Таким образом, механизм отрезки пружины кинематически связан с навивочным механизмом и импульсными приводами.

Внешний нож закреплен в ползушке 78, которая шестерню 79 кинематически связана с рейкой 80, закрепленной на хголзушке 81, на ко то ройукреплена, рейка 82, через шестерню 83 кинематичесрн связана с плитой 75, на кототадй укреплена рейка 84..

Шестерня 83 подвижно установлена на оси 85, закрепленной в станине автомата.

Шестерня 79 подвижно установлена на оси, укрепленной в шатуне 86, который подвижно связан с рычагом 87.

Рычаги 87 и 88 закреплены на качаю. щейся оси 89,

Рычаг 88 подвижно связан с тягсгй 90, которая связана с рычагом 91, на конце

I 6

которого имеется ролик 92, контактирующий с эксцентрикомIили кулаком 93.

Эксцентрик или кулак 93 садит на валу 94, на противоположном конце которо;ГО насажена ведомая часть муфты 95,

Ведущая часть муфты 95 сидит на полом валу 96, на котором сидит шестерня 97, находящаяся в зацеплении с шестерней 19, сидящей на приводном валу.

Муфта 95 служит для включейия в выключения механизма отрезки. Для фиксирования исходного полом ения внешнего 74 на валу 94 устанавливается тормоз фнк{гатор (на чертеже не показан), : Пружина 98 служит для обеспечения .постоянного контакта ролика 92 с эксцентриком. или кулаком 93.

Детали 99-110, кинематически связанные тягой 111 с рычагом 112, С1здяшим Ма качающейся/ оси 89, служат для отрезки левозаходных пружин.

Вместо деталей механизма отрезки ;(78-112) на подвижной плите.75 могут быть установлены гидроцилиндры или пнев:моцилиндры, на поршневых штоках кото- рых могут быть установлены внешние но- ;жи для отрезки правозаходных и левоза;ХОДНЫХ пружин.

. i Датчик импульсов 23 и устройство 113

для задания программы подключены к электрсжному счетчику 114, где записывается программа, характергаующая параметры навиваемых пружин,

Программоноситель может быть выполнен в виде перфоленты, магнитной ленты или в виде цифрового преднабора парамет. ров навиваемых пружин.

Для правки проволоки автомат снабжен

правильным устройством 115 и проводкой 116, служащей для предотвращения продольных изгибов проволоки 117 при подаче ее на упоры механизма навивки,

Автомат для навивки пружин работает

; следующим образом,

От электродвигателя 22 через клино- ременную передачу 21 вращение передается приводному валу 20 и затем через щестерню 1Э по двум направлениям - на Вг 17 через шестерню 18 и на вал 96 через шестерню 97,

Указанные валы и шестерни находятся в постоянном вращении при работе автомата.

При навивке пружин проволока 117 через правильное устройство 115 протягивается роликами 2-5 и подается к нави- . вочным упорам 24 и 25, где она навивается в пружину.

. Ролики получают вращение от постоянно вращающегося вала 17 при включенной муфте 16.

При включении муфты вращение передается валу 15 и через сидящую на нем шестерню 14 и щестерни 6-9 валам 1013 и роликам 2-5.

Так осуществляется подача проволоки. При выключении муфты 16 подача проволоки прекращается.

При навивке цилиндрических пружин и пружин с постоянным шагом навивочные упоры неподвижны и находятся на определенном расстояниии от начальной точки изгиба проволоки, - точка выхода проволоки из проводки), а шаговые упоры занимают определенное положение по отношению к линии подачипроволоки.

После навивкд первого onopHoroi витка щаговые упоры выдвигаются в рабочее положение и воздействуют на витки, оставаясь в этом положении во время навивки рабочих витков пружины, затем перед концом навивки шаговые упоры отводятся в исходное нерабочее положение и второй опорный виток навивается без воздействия шаговых упоров.

При навивке правозаходных пружин на витки действует упор 55, а при навивке левозаходных - упор 54.

При навивке пружин с переменным диаметром (фигурных) навивочные ynopfci 24 и 25, а также В1гутренний нож 73 и внешний нож 74 находится в постоянном движении.

Навивочные уиоры и ножи то отдаляются от начальной точки изниба проволоки (точка а)5 то приближаются к ней.

При отдалении упоров от начальной точки изгиба проволоки диаметр навиваеммой пружины увеличивается, а при сближе НИИ упоров - уменьшается.

Синхронное движение навивочных упоро и ножей происходит на пропорциональное расстояние от начальной точки изгиба проволоки, обусловленное кинематической свя зью между механизмами навивки и отрезки.

От двух импульсных приводов 52 и 53 через л к{ч|1еренциальное устройство движение передается валу 41, от которого передается вращательное движение валу 35 навивочного механизма и поступательное движение плите 75 отрезного механизма.

Через дифференциальное устройство движение передается следующим образом; импульсный привод 52 Bfiamaex вал 49 и сидящую на нем центральную шестерню 47, от которой перс дается вращение планетарным шестерням 45 и 46.

Одновременно эти шестерйи, вращаясь катятся по внутреннему зубчатому венду центрального колеса 48 и вращают водило 44 и жестко связанный t ним вал 43, а также сидящую на валу щестерню 42, которая передает вращение через шестерню 40 валу 41 и через шестерню 39 - налу 35. Импульсный привод 53 одновременно вращает центральное колесо 48 через вал 51 и сидящую на нем щестерню 50, которая находится в зацеплении с наружным венцом центрального колеса.

Вращая центральное колесо 48 в на, правлении, противоположном вращению центральной щестерни 47, результирующая скорость вращения вала 43 будет составлять разность скоростей составляющих ,

движений.

. При вращении центрального колеса 48 в ОДНОМ направлении с центральной щестерней 47 результирующая скорость вращения вала 43 будет равна сумме скоростей составляющих движений .

Изменяя скорости вращения приводов 5 52 и 53 при заданном направлении их

вращения можно получить реверсивное движение вала 43.

Ткким образом, работа этого устройства расширяет диапазон скоростей нави0 , вочного механизма и позволяет вести процесс на вьюоких частотах электрических ., импудьсови подаваемых на приводы, что обеспечивает непрерывное движение нави-вочных упоров и ножей и в результате . дает возможность навивать качественные пружины с переменным диаметром.

От вала 35 навивочного механизма движение передается навивочным упорам через шестерни 32, 33 и 34 , рейки 30 и 31 и ползуны 28 и 29, на которых укреплены головки 26 и 27 с упорами 24 и 25.

От вала 41 через шестерню 77 и рейку 76 получает поступательное движение 5 плита 75 с закрепленным в ней внутренним ножом 73. Движение плиты 75 через рейки 84 я 105 вызывает вращение шестерен 83 и 1О4, подвижно устаноапенных на осях 85 и 106, укрепленных в станине.

Шестерни 83 и 104 передают движение ползунам 81 и 1О2, а от ползунов через рейки 8О и 1О1 получают вращение щестерни 79 и 10О, которые передают движение ползушкам 78 и 99 с укрепленными на них внешними ножами.

При навивке пружин с переменным шагом шаговые упоры 54 и 55 находятся в постоянном движении.

Поступательное движение шаговым упорам 54 и 55, штангам 56 и 57 и тра9

верее 58 с ввернутым в нее штоком 59 сообщается от двух импульсных приводов 71 и 72 через дифференциальное устройство.

Импульсный привод 72 вращает ходовой 5 винт 66, установленный в упорных подщипниках 70. В то же время импульсный привод 71 вращает вал 68, установленный в упорных подшипниках 69, и сидящую на валу щестерню 67.10

Через щестерню 67 вращение передается гайке-шестерне 65, составляющую с ходовым винтом 66 кинематическую пару.

От гайки-шестерни 65, которая, вращаясь, движется в осевом направлении , ее по-is

ступательное движение передается щаговому механизму через упорный подщипник 64, сидящий на конце щтока 59.

При вращении ходового винта 66 и гайки-шестерни 65 в одну сторону, но с20

азличными угловыми скоростями гайкашестерня будет иметь поступательное- движение вперед или назад (в зависимости от преобладания скорости вращения ходового вимта или гайки-шестерни h25

Результирующее движение гайки-шестерни будет в этом случае представлять разность составляющих движений.

При вращении ходового винта и гайкишестерни в разные стороны результирую- 30 щее ее движение представляет сумму составляющих движений.

Такое устройство позволяет расширить иапазон скоростей шагового механизма, процесс на высоких частотах эпектричйских 35 импудьсов, подаваемых на приводы, что обеспечивает непрерывное движение шаговых упоров и возможное та навивки пружин с переменным шагом.

Пружина, навитая до определенной , 40 периодически отрезается в результате взаимодествия внутреннего ножа З и внешнего ножа 74.

На период отрезки пружин внешний нтэж 74 вместе с ползушкой 78 приводится в45

движение от постоянно вращающегося вала 96 при включении муфты 95.

При включении муфты 95 вращение передается валу 9 4-: и сидящему на нем эксцентрику или кулаку 93, от которого , в50 результате взаимодействия его с роликом 92 передается качательное движение рычагу 91.

От рычага 91 через тягу 90, связываюшую рычаги 91 и 88 движение пере-. 55 дается оси 89, а от нее через рычаг 87 и шатун 86 шестерне 79, подвижно установленной на конце шатуна,

При движении щатуна шестерня 79 приходит во вращательное движение, и, катясь °

10

по рейке 80, .укрепленной на ползуне 81, нриводнт в поступательное двклоние находящуюся с ней в зацеплении ползушку 78 и укрепленный на ней внешний нож 74.

Таким образом, шестерня 79 выполняет функцию вращающегося рычага,

От оси 89 через рычаг 112, тягу 111 и рычаг 109 качательное движение передается на нижнюю ось НО, от которой через рычаг 108 и щатук 107 получает движение шестерня 100, приводящая в ЦБИжение ползушку 99, на которой укрепляется BHejuHHii нож для отрезки левозаходных пружин.

Формула изобретения

Автомат для навивки пруясин, содержащий смонтированные на станине механизм правки проволоки, механизм подачи,механизм навивки пруж1шы, включающий упоры, установленные в ronoBicax, смонтированных на ползунах, несущих рейки, связанные с шестернями, размешенными на приводном валу, шагозадающпй механизм, содержащий jTiopbi, закрепленхлю на штангах, связанных между собой траверсой, механизм отрезки и устройство программного управления, отличающийся тем, что с целью повышения производительности и расширения технологических возможностей, механизм навивки пружины и механизм отрезки кинематически связаны между собой и снабжены дифференциальным устройством с двумя импульсными приводами, при этом щагозадающий MexaniiSM также си;;б:-кен дифференциальным устройством с двумя импульсными приводами,

2,Автомат по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что ди4х})еренциальное устройство механизмов навнвки и отрезки выполнено в виуде планетарного редуктора

с вращающимся центральным колесом, установленным на валу одного из иМ1гу льсныхприводов и входящим внешним венцом в зацепление с шестерней, установленной на валу другого импульсного привода, а внутренним - с планетарными шестернями, находящимися в зацеплении с центральной шестерней редуктора и связанными собой водилом, соединенным с валом механизма навивки.

3.Автомат по п, 1,- о т ли ч а ющ и и с я тем, что дифференциальное устройство шагозадаюшего механизма выполнено в виде связанного с траверсой и смонтированного с возможностью вращательного и поступательного перемещения

11

штока, взаимодействующего с установленной на ходовом винте гайкой-шестерней входящей своей зубчатой частью в з цепление с шестерней, сидящей на валу одного из импульсных приводов, при этом ходовой винт соединен с валом другого имИупьСЙохч) двигателя.

12

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе,

1.Авторское свидетельство СССР № 211508, кл. В 21 F 35/00, от 02.09.R8,

2.Авторское свидетельство СССР № 421417, кл. В 21 F 35/00, 1972.