Устройство для испытания и автоматической отбраковки пружин сжатия
Полезная модель относится к испытательной технике и предназначено для динамических испытаний и измерения силовых характеристик пружин сжатия при их производстве и ремонте приборов, устройств и машин, имеющих в своем составе пружины сжатия.
Устройство представляет собой стол, на котором установлены датчики измерителей высоты пружины и измерителя силы на усилие до 10 кгс и датчики измерителей силы на усилие до 100 кгс и измерительный пресс для третьего диапазона измерений усилий до 1000 кгс или на 5000 кгс, расположенный в напольной тумбе, отдельно от стола. Электропневматические вентили, управляющие подачей сжатого воздуха в цилиндры, установлены на плите воздухораспределителя стола. Пружины для измерения загружаются в оправки. Оправки представляют собой сменные паллеты, которые установлены на карусельных накопителях. После измерения бракованные пружины падают через окно в накопитель, а годные - направляются отсекателем, приводимым в действие воздушным цилиндром, в накопитель годных пружин. В напольной тумбе расположен измерительный пресс на усилие до 1000 кгс или до 5000 кгс, приводимый в действие двумя цилиндрами. Пружина для измерения загружается на паллету, перемещаемую воздушным цилиндром. Зона измерения ограждается дверкой, также приводимой в движение воздушным цилиндром. Электропневматические вентили, управляющие подачей сжатого воздуха в цилиндры тумбы, установлены на плите воздухораспределителя. Блок управления и блок питания устанавливаются на столе.
Технический эффект заявляемого устройства заключается в возможности контроля пружин сжатия по жесткости и высоте в диапазоне рабочих просадок для широкой номенклатуры цилиндрических пружин. Кроме того, устройство автоматизирует контрольно-измерительные операции и производит отбраковку пружин, исключая субъективность оценок и ошибки оператора. Размещение пружин в паллетах и карусельных накопителях упрощает процесс перемещения пружин внутри устройства.
Полезная модель на устройство относится к испытательной технике. Устройство предназначено для динамических испытаний и измерения силовых характеристик пружин сжатия при их производстве, а также при ремонте приборов, устройств и машин, имеющих в своем составе пружины сжатия.
Известна автоматическая линия для изготовления, испытания и сортировки цилиндрических пружин. В этом устройстве загрузчик производит подачу прутковых заготовок в нагревательную печь, после чего заготовки поступают в пружинонавивочный автомат. После закалки, отпуска и обработки в дробеметной установке пружины поштучно подаются в секции шагового транспортера установки для контроля усилия пружин. В механизме принудительного сжатия первый силовой цилиндр вводит в торец пружины коническую оправку и перемещает ее своим штоком по секции транспортера к другой конической оправке. Затем пружина устанавливается на вторую оправку, где производится ее контрольное сжатие. Потом пружина подается в силоизмерительное устройство, где вторым силовым цилиндром вводится аналогичная коническая оправка в один из торцов пружины. Пружины перемещаются с помощью оправок, установленных на штангах устройства, по направляющим элементам корпуса. Когда торец пружины входит в контакт с датчиком измерения усилия поворотный механизм производит вращение штанги. При этом пружины навинчиваются с двух сторон на оправки, одной стороной на оправку, установленную на штанге, а другой стороной на оправку, установленную на штоке второго силового цилиндра. При дальнейшем ходе штока второго силового цилиндра пружина сжимается. Датчик производит измерение усилия пружины при заданной деформации. При возвратном ходе штока пружина снимается с оправок и подается в сортировочный механизм. Затем пружина сбрасывается толкателями в один из отводящих лотков [1]. Недостатком этого устройства является неудобный и нетехнологичный способ закрепления пружин на оправки и транспортировки их внутри устройства для измерения и сортировки.
Известен стенд для динамических испытаний пружин сжатия. Он обеспечивает заданный режим нагрузок на испытуемые пружины. Стенд содержит пневматическое разгонно-тормозное устройство, включающее пневматический цилиндр с поршнем и штоком. Полость пневматического цилиндра разделена на две камеры (поршневую и штоковую), сообщаемые между собой посредством
дроссельного отверстия в поршне. Стенд имеет также устройство возврата поршня в исходное положение. Относительно поршня концентрично расположен ресивер, подключенный к магистрали сжатого воздуха. Задний фланец цилиндра выполнен в виде отсечного клапана с пневматическим мембранно-пружинным исполнительным механизмом, а золотник и мембрана механизма являются соответственно донной частью поршневой камеры и ресивера. На цилиндре закреплена с возможностью заполнения смазывающей жидкостью герметичная емкость, в полости которой на одной оси со штоком поршня консольно установлен направляющий стержень. На стержне с упором в торец штока поршня размещается испытуемая пружина. Свободный конец направляющего стержня введен в выполненное по оси штока поршня отверстие, остаточная глубина которого больше рабочего хода испытуемой пружины [2]. Недостатком этого устройства является невозможность проводить испытания для широкого ассортимента пружин, характеристики которых сильно отличаются друг от друга. Кроме того, отбраковка пружин производится на основании субъективного принятия решения оператором.
Целью создания изобретения является расширение номенклатуры измеряемых пружин, автоматизация процесса измерения и сортировки пружин, создание удобного для технологического процесса измерения и сортировки пружин механизма их перемещения внутри устройства.
Указанная цель достигается тем, что в устройстве производится расширение диапазона нагрузок за счет использования нескольких измерительных прессов, имеющих разные диапазоны нагрузок. В одном устройстве, включающем в себя силовой пневматический цилиндр и передающем измеряемую с помощью датчика силы нагрузку на цилиндрическую пружину, осуществлено использование нескольких силовых цилиндров, связанных с соответствующими измерительными каналами. При этом производится измерение высоты испытуемой цилиндрической пружины и силы, приложенной к ней, посредством измерительного пресса в определенном измерительном диапазоне. Перемещение пружин внутри устройства производится в оправках сменных паллет.
Устройство для испытания и автоматической отбраковки пружин содержит: измерительные прессы с разными диапазонами нагрузок, механизмы: подачи под измерительный пресс, перемещения пружин внутри устройства, сортировки измеренных пружин на годные и негодные, выгрузки пружин из устройства.
В качестве примера конкретного исполнения на фиг.1, 2 и 3 изображена машина для испытания и автоматической отбраковки пружин, имеющая три диапазона измерения (первый диапазон с измерительным каналом до 10 кг, второй
диапазон с измерительным каналом до 100 кгс, третий диапазон с измерительным каналом до 1000 или до 5000 кгс). Подача воздуха в силовые цилиндры осуществляется с помощью электропневматических вентилей, управляемых электронно-измерительным блоком. Этот блок представляет собой локальную сеть, объединяющую контроллер блока управления с преобразователями датчиков перемещения и силы.
Информация о конструктивных параметрах пружин записывается в память процессора в цифровом виде. Информация о силовых характеристиках испытуемых пружин с датчиков в цифровом виде поступает в электронно-измерительный блок. Здесь производится сравнение конструктивных характеристик пружин с характеристиками испытуемых пружин. При этом осуществляется автоматическая отбраковка и сортировка пружин, их накопление и подсчет. На основании этой информации принимается решение о пригодности или отбраковке пружин, которое выводится на дисплей и на индикатор.
На фиг.1 изображена блочная схема устройства, а на фиг.2 и 3 изображена конструкция устройства для испытания пружин сжатия (ее фронтальный вид и вид сверху). На Фиг.1, 2 и 3 приняты следующие цифровые обозначения: 1 - датчик измерения положения штока первого диапазона; 2 - датчик измерения силы на штоке первого диапазона; 3 - датчик измерения положения штока второго диапазона; 4 - датчик измерения силы на штоке второго диапазона; 5 - датчик измерения положения штока третьего диапазона; 6 - датчик измерения силы на штоке третьего диапазона; 7 - модуль распределения дискретных сигналов (для стола с измерительными прессами на усилия до 10 кгс и на усилия до 100 кгс); 8 - модуль распределения дискретных сигналов для тумбы с измерительным прессом на усилие до 1000 или 5000 кгс; 9 - блок управления; 10- блок питания; 11 - стол; 12 - измерительный пресс на усилие до 10 кгс; 13 - измерительный пресс на усилие до 100 кгс; 14 - измерительный пресс на усилие до 1000 кгс или до 5000 кгс; 15 - цилиндр стола для первого диапазона измерений; 16 - цилиндр стола для второго диапазона измерений; 17 - карусельный накопитель; 18 - окно выгрузки измеренных пружин; 19- накопитель бракованных пружин; 20 - отсекатель годных пружин; 21 - цилиндр отсекателя; 22 - накопитель годных пружин; 23 -воздухораспределитель стола; 24 - тумба; 25 - оправка; 26 - пневматический цилиндр тумбы; 27 - паллета; 28 - цилиндр загрузки паллеты; 29 - цилиндр привода дверок; 30 - воздухораспределитель тумбы; 31 - индикатор.
Устройство содержит датчики измерения положения штока: первого диапазона 1, второго диапазона 3, третьего диапазона 5; датчики измерения
силы на штоке: первого диапазона 2, второго диапазона 4, третьего диапазона 6. Оно включает в себя модули распределения дискретных сигналов стола и тумбы 7 и 8, блок управления 9 и блок питания 10. Электронно-измерительная часть машины представляет собой локальную сеть и объединяет контроллер блока управления 9 с преобразователями датчиков 1, 3, 5 и 2, 4, 6. Отдельно к блоку управления 9 подсоединены модули распределения дискретных сигналов 7 (для стола с измерительными прессами на усилия до 10 кгс и на усилия до 100 кгс) и 8 (для тумбы с измерительным прессом на усилие до 1000 кгс или до 5000 кгс). Блок управления 9 собирает информацию с датчиков 1, 2, 3, 4, 5 и 6 и управляет исполнительными устройствами согласно выбранному режиму работы.
Конструктивно устройство представляет собой стол 11, на котором установлены измерительные прессы 12 на усилие до 10 кгс и пресс 13 на усилие до 100 кгс. Измерительный пресс 14 на усилие до 1000 кгс или до 5000 кгс смонтирован в напольной тумбе 24, расположенной отдельно от стола. На прессах 12 и 13 установлены датчики перемещения измерителя высоты пружины 1 и 3, а также датчики измерителя силы 2 и 4; Электропневматические вентили, управляющие подачей сжатого воздуха в пневматические цилиндры 15 и 16, установлены на плите воздухораспределителя стола 23. Пружины для измерения в первом и втором диапазонах нагрузок (до 10 кгс и до 100 кгс) загружаются в оправки 25, установленные на карусельных накопителях 17, а для измерения в третьем диапазоне нагрузок (до 1000 кгс или до 5000 кг) - в паллеты 27. После измерения бракованные пружины из устройств первого и второго диапазона измерения нагрузок падают через окна 18 в накопитель 19, а годные - направляются отсекателем 20, приводимым в движение цилиндром 21, в накопитель годных пружин 22. В напольной тумбе 24 расположен измерительный пресс 14 на усилие до 1000 кгс или до 5000 кгс, приводимый в действие цилиндрами 26. Пружина для измерения загружается в паллету 27, выдвигаемую цилиндром привода паллеты 28. Зона измерения ограждается дверкой, приводимой в движение цилиндром привода дверки 29. Электропневматические вентили, управляющие подачей сжатого воздуха в цилиндры тумбы, установлены на плите воздухораспределителя 30. Блок управления 9 и блок питания 10 устанавливаются на столе 11.
Устройство работает следующим образом. Пружины для измерения загружаются в оправки 25, установленные на карусельных накопителях 17. В зависимости от типа пружины устанавливаются в соответствующий карусельный накопитель на нужном измерительном канале. Установленные на прессах датчики
измерителя высоты пружины 1 и 3 и датчики измерителя силы 2 и 4, приложенной к пружине снимают характеристики испытуемых пружин. Электропневматические вентили управляют подачей сжатого воздуха в пневматические цилиндры 15 и 16 стола 11. После измерения обракованные пружины падают через окно 18 в накопитель бракованных пружин 19, а годные - направляются отсекателем 20, приводимым в действие цилиндром 21, в накопитель годных пружин 22. Блок управления 9 собирает информацию с датчиков 1, 3, 2, 4, 5, 6 и управляет исполнительными устройствами согласно выбранному режиму работы. Решение о пригодности или отбраковке пружин выводится на индикаторное устройство 31 и дисплей 31. В ходе испытания пружин происходит автоматическая сортировка и накопление пригодных и отбракованных пружин с их подсчетом. Данные по испытанным пружинам сохраняются и, при необходимости, регистрируются, после чего возможна их дальнейшая обработка.
Технический эффект заявляемого устройства заключается в том, что оно позволяет контролировать пружины по жесткости и высоте в диапазоне рабочих просадок пружин для широкой номенклатуры цилиндрических пружин сжатия разных типов. Кроме того, оно автоматизирует контрольно-измерительные операции и производит отбраковку пружин, исключая субъективность оценок и ошибки оператора. Размещение пружин в паллетах и карусельных накопителях упрощает процесс перемещения пружин внутри устройства.
Источники информации
1 Патент RU №2005572 от 16.04.1992, МКИ B21F 3/00.
2 Патент RU №2138794 от 25.11.1997 г, МКИ G01M 17/04.
Устройство для испытания и автоматической отбраковки цилиндрических пружин сжатия, содержащее механизм принудительного сжатия пружин при помощи силового цилиндра, силоизмерительное устройство на основе датчика силы, контролирующее силу сжатия пружины и имеющее несколько каналов измерения, связанных с диапазоном испытательных нагрузок; электронный блок, сортировочный механизм, отделяющий отбракованные пружины от годных; центральный процессор и блок питания, отличающееся тем, что каждый канал измерения содержит соответствующие силовые испытательные цилиндры, имеющие датчики измерения положения штока и связанные с испытуемой пружиной; управление подачей воздуха в силовые цилиндры осуществляется с помощью электропневматических вентилей; устройство имеет электронно-измерительный модуль, представляющий собой локальную сеть, объединяющую контроллер блока управления и преобразователи датчиков перемещения и силы; в памяти электронно-измерительного модуля в цифровом виде записана информация о конструктивных характеристиках пружин; в контрольно-измерительном модуле производится сравнение информации о параметрах измеренных пружин с конструктивными; на основании этого принимается решение о пригодности или отбраковке пружин, которое выводится на индикаторное устройство и дисплей; после испытания пружин в механизме сортировки происходит автоматическая сортировка и накопление пригодных и непригодных пружин с их подсчетом.
