Автомат для навивки пружин
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОПИСAНИЕ„„
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 23.02.76 (21) 2325664/12 с присоединением заявки № (51) М. Кл.е
В 21 F 35/00
В 21 F 3/00
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий. (23) Приоритет (У) удК 621.778.27 (088.8) (43) Опубликоваио25. 07.77.Бюллетень №27 (45) Дата опубликования описания:, 24.08.77
С, Я, Мясюгов и О. С. Мясюгова (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) АВТОМАТ ДЛЯ НАВИВКИ ПРУЖИН
Известны автоматы для навивки пружин, содержащие смонтированные на станине механизмы подачи проволоки, механизм, навивки, шагозадающий механизм и механизм отрезки навитых пружин, а также устройство программного управления для обеспечения работы перечисленных механизмов f1).
Однако в таких автоматах трудно осуществить программирование, так как при изменении шага, диаметра и формы нави» ваемых пружин возникает необходимость в изменении в широких пределах скоростей движения механизмов, что не обеспечи- вают механические средства управления.
Известны также автоматы содержащие. механизм правки проволоки, механизм подачи, механизм навивки, шагоэадающнй механизм, механизм отрезки и программное. устройство с электронными средствами упоавл ения (2) .
Однако указанные автоматы не поэволяY. ют навивать пружины раэличнь, форм,, т. е. пружины с переменным шагом и переменным диаметром, например конусные, двух- щ
2 конусные и т.д, Это обусловлено тем, что при навивке пружин с переменным:. шагом и переменным диаметром шагоэадающий и навивочный механизмы, находяшшиеся при этом в постоянном движении, требуют шиРзкого диапазона изменения скоростей йх " движения, обусловленных широким диапазо- ном параметров 1навиваемых." пружин, Изза этого необходимо использовать широкий диапазон частот электрических импульсов, подаваемых на приводы этих механизмов.
Однако использование высоких частот электрических импульсов практически ограничено 1раэрешатошей способностью сушествуюших импульсных приводов, а работа на низких частотах не обеспечивает качества навиваемых пружин при существующих скоростях подачи проволоки (порядка
60 M/мин) .
Например, при навивке конусной пружины или.пружины с переменным шагом и большой развернутой длиной необходима малая скорость и непрерывное движение щаговых и навивочных упоров автомата.
565761
3 . Qns обеспечения малой скорости движе- ния шаговых и навщвочиых упоров приводы их донжиы работать на низких частотах электрических импульсов, что приводит к . прерывистому движению (с междуимпульсными выстоями) шаговых и навивочных упоров, к ступенчатому образованию конуса и неравномерному изменению шага нави-, ваемых пружин.
В предложенном автомате механизм на.
1 вивки и механизм отрезки кинематически связаны между собой и снабжены дифференциальным устройством и двумя импульсны-, ми приводами; шагоэадающий механизм также снабжен дифференциальным устройством с двумя импульсными приводами.
Дифференциальное устройство механизмов и отрезки выполнено в виде планетарного редуктора с вращающимся центральным колесом, установленным на валу одного из импульсных приводов и входящим в зацепление своим внешним венцом с шестерней, установленной на валу другого импульсного 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 шагоэадаю-, шего механизма выполнено в виде связан; ного с траверсой шагозадающего механиэй»а и смонтированного с воэможностью вращательного и поступательного перемещения штока, взаимодействующего с установленной на ходовом винте гайкой - шестерней, входящей своей зубчатой частью в зацепле-, ние с шестерней, сидящей на валу одного иэ импульсных приводов, при этом ходовой винт также соединен с валом другого импульсного двигателя.
Такое решение позволяет изменять скорости движения щаговых и навивочных упоров и ножей в широких пределах, работая на высоких... частотах электрических импульсов, обеспечивает плавный, непрерывный ход упоров и ножей. 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, сидящие на общих с роликами валах 10-13.
Шестерни 6 и 8 находятся в зацеплении с шестерней 14, сидящей на валу 15, на конце которого установлена ведомая часть муфты 16, служащей для включения и отключения подачи.
Ведущая часть муфты 16 сидит на полом валу 17, на котором сидит»».естерня
18, находящаяся в зацеплении с шестерней
19, сидя»пей 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
I его — превратить контролируемый процесс яавивкй пру»кин В серию импульсов, которые являются масштабом для определения измеряемых величин - величины подачи проволоки, величины хода навивочных и шаговых упоров, а также времени действия каждого механизма автомата.
Для завивки проволоки в пружину служат упоры 24 и 25 в головках 26 и 27, 20 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 отно25 шением.
Шестерни 32 и 33 сидят на валу 35 навивочного механизма, а шестерня 34на оси 36
Для выборки зазоров и люфтов в за30 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.
35 C»пестерней 40 находится в зацеплении шестерня 42, сидящая на валу 43 дифференциального устройства.
На валу 43 закреплено водило 44 с подвижно установленными на его осях
40 планетарными шестернями 45 и 46. Планетарных шестерен может быть две, три и больше.
Шестерни 45 и 46 находятся в зацеплении с центральной шестерней 47, а так4S же с внутренним венцом центрального колеса 48, Центральное колесо 48 подвижно установлено на валу 49 и своим внешним зубчатым венцом находится в зацеплении с О шестерней 50, сидящей на валу 51.
Валы 49 и 51 соединены с приводами
52 и 53.
Описанное устройство (42-5 1 ) 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 шли гевый ко865761
5,ro насажена ведомая часть муфты 95.
5 нец штока цепной передачей 60 связан с валиком 6 1, на конце которого имеется рукоятка 62 для установки начального положения упоров по отношению к линии подачи, например, при переходе на другой диаметр 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 уст- ройства. Гайка-шестерня 65 подвижно установле на 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 по . эволяюшими осевое перемещение гайкешестерне не выходя из зацепления с шестерней 67.
Винт 66 и вал 68 установлены в. упорных подшипниках 69 и 70 и соединены с импульсными приводами 71 и 72.
Описанный автомат (64-70) служит для дифференцирования скоростей движения и при использовании более высоких частот импульсными приводами обеспечивает настоянное движение щаговых упоров.
Для отрезки навитых пружин служат внутренний TЗ внешний 74 ножи.
Внутренний нож укреплен в подвижной . плите 75, на которой укреплена зубчатая рейка 76, находящаяся в зацеплении с шестерней 7.7, сидящей на валу 41.
Таким образом, механизм отрезки пружины кинематически связан с навивочным механизмом и импульсными приводами.
Внешний нож закреплен в ползушке 78> которая через шестерню 79 кинематически связана с рейкой 80, закрепленной на ползушке 81, на которой укреплена рейка 82, через шестерню 83 кинематичес- . ки связана с плитой 75, на которой 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 н 88 закреплены на качаю. шейся оси 89.
Рычаг 88 подвижно связан с тягой 90; которая связана с рычагом 91, на конце
6 которого имеется ролик 92, контактирующий с эксцентриком,или кулаком 93, Эксцентрик или кулак 93 сидит на валу 94, на противоположном конце которо-
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 включения и выключения механизма отрезки. Для фиксирования исходного положения внешнего но:жа 74 на валу 94 устанавливается тормоз,фиксатор (на чертеже не показан).
Пружина 98 служит для обеспечения
; остояйного контакта ролика 92 с эксцент риком. или кулаком 93.
Детали 99-110, кинематически связанные тягой 111 с рычагом 112, сидящим
;на качающейся) оси 89, служат для отрезки левозаходных пружин.
Вместо деталей механизма отрезки (78-112) на подвижной плите.75 могут быть установлены гидроцилиндры или пнев:моцилицдры, на поршневых„штоках котоIpse могут быть установлены внешние ножи для отрезки правозаходных и левоза,ходных пружин. .„Ь
|Датчик импульсов 23 и устройство 113
I для задания программы подключены к электронному счетчику 114, где записывается программа, характеризующая па раметры 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 предотврашения продольных изгибов проволоки 117 при подаче ее на упоры механизма навивки.
Автомат для навивки пружин работает следующим образом, От электродвигателя 22 через клиноременную передачу 21 вращение передается приводному валу 20 и затем через шестерню 1Ý по дву-м направлениям — на в,"
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 1 15 протягивается роликами 2-5 и подается к нави-, вочным упорам 24 и 25, где она навивается в пру>кину.
565761
Ролики получают вращение от постоянно вращающегося вала 17 прн включенной муфте 16.
При включении муфты вращение передается валу 15 и через сидящую на нем шестерню 14 и шестерни 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. ("а" — точка выхода проволоки иэ проводки), а шаговые opb) занимают определенное положение по отношению к линии подачи проволоки, После навивки первого опорного витка шаговые 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 щаговых упоров.
При навивке правозаходных пружин на витки действует упор 55, а при навивке левозаходных — упор 54.
При навивке пружин с переменным диаметром (фигурных) навивочные упоры
24 и 25, а также внутренний нож 73 и внешний нож 74 находится в постоянном движении, Навивочные упоры и ножи то отдаляются от начальной точки иэниба проволоки (точка "а"), то приближаются к ней.
При отдалении упоров от начальной точки изгиба проволоки диаметр навиваем-, мой пружины увеличивается, а при сближе-, нии упоров — уменьшается.
Синхронное движение навивочных упоров 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 дифференциальное устройство движение передается валу 41, от которого передается вращательное движение валу 35. навивочного механизма и поступательное движение плите 75 отрезного механизма.
Через дифференциальное стройство движение передается следующим образом: импульсный привод 52 вращает вал 49 и сидящую на нем центральную шестерню 47, оУ которой передается вращение планетарным шестерням 45 и 46.
60 центральной шестерни 47, результирующая скорость вращения вала 43 будет составлять разность скоростей составляющих движений.При вращении центрального колеса 48 в одном направлении с центральной шестерней 47 результирующая скорость вращения вала 43 будет равна сумме скоростей составляющих движений .
Изменяя скорости вращения приводов
52 и 53 при заданном направлении их вращения можно получить реверсивное движение вала 43.
Ткким образом, работа этого устрой1. ства расширяет диапазон скоростей нави,,вочного механизма и позволяет вести процесс на высоких частотах электрических .. импульсов„подаваемых на приводы, что обеспечивает непрерывное движение нави вочных упоров и ножей и в результате . дает возможность йавивать 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 плита 75 с закрепленным в ней внутренним ножом 73. Движение плиты 75 через рейки 84 и 105 вызывает вращение шестерен 83 и 104, подвижно установленных на осях 85 и 106, укрепленных в станине.
Шестерни 83 и 104 передают движение ползунам 81 и 102, а от ползунов через рейки 80 и 101 получают вращение шестерни 79 и 100, которые передают движение ползушкам 78 и 99 с укрепленными на них внешними ножами.
При навивке пружин с переменпым шаГОм шаговые упоры 54 и 55 находятся в постоянном движении.
Поступательное движение шаговы л упорам 54 и 55, штангам 56 и 57 и гра8
Одновременно эти шестерыми, вращаясь катятся по внутреннему зубчатому венцу централ ного колеса 48 и вращают водило 44 и жестко связанный с ним вал 43, а также сидящую на валу шестерню 42, которая передает вращение через шестерню 40 валу 41 и через шестерню 39 — валу 35.
Импульсный привод 53 одновременно вращает центральное колесо 48 через вал
51 и сидящую на нем шестерню 50, которая находится в зацеплении с наружным венцом центрального колеса, Вращая центральное колесо 48 в на, правлении, противоположном вращению
56576
30 версе 58 с ввернутым в нее штоком 59 сообщается от двух импульсных приводов
71 и 72 через дифференциальное устройство.
Импульсный привод 72 вращает ходовой винт 66, установленный в упорных подшипниках 70. В то же время импульсный привод 71 вращает вал 68, установленный в упорных подшипниках 69, и сидящую на валу шестерню 67. 10
Через шестерню 67 вращение передается гайке-шестерне 65, составляющую с ходовым винтом 66 кинематическую пару, От гайки-шестерни 65, которая, вращаясь, движется в осевом направлении, ее поступательное движение передается шаговому механизму через упорный подшипник 64, сидящий на конце штока 59.
При вращении ходового винта 66 и гайки-шестерни 65 в одну сторону, но с 20 различными угловыми скоростями гайкашестерня будет иметь поступательное-дви-. жение вперед или назад (в зависимости от преобладания скорости вращения ходового аж та или гайки-шестерни). 25
Результирующее движение гайки-шестерни будет в этом случае представлять разность составляющих движений.
При вращении ходового винта и гайкишестерни в разные стороны результирующее ее движение представляет сумму составляющих движений, Такое устройство позволяет расширить диапазон око рос1ей шагового механизма, вес-. ти процесс иа высоких частотах электрических 35 импульсов„подаваемых на приводы, что обеспечивает непрерывное движение шаговых упоров и возможноств навивки пружин с переменным шагом.
Пружина, навитая до определенной длины, 40 периодически отрезается в результате взаимодествия внутреннего ножа 3 и внешнего ножа 74.
На период отрезки пружин внешний нож
74 вместе с ползушкой 78 приводится в движение от постоянно вращающегося вала 96 при включении муфты 95.
При включении муфты 95 вращение передается валу 94;и сидящему на нем эксцентрику или кулаку 93, от которого, в ® результате взаимодействия его с роликом
92 передается качательное движение рычагу 91.
От рычага 91 через тягу 90, связывающую рычаги 91 и 88 движение пере-. дается оси 89, а от нее через рычаг 87 и шатун 86 шестерне 79, подвижно установленной на конце шатуна, При движении шатуна шестерня 79 приходит во вращательное движение,и, катясь
10 по рейке 80, .укрепленной на ползуне81, приводит в поступательное движение находящуюся с ней в зацеплении ползушку 78 и укрепленный на ней внешний но>к 74.
Таким образом, шестерня 79 выполняет функцию вращающегося рыча1.а.
От оси 89 через рычаг 112, тягу 111 и рычаг 109 качательное движение передается на нижнюю ось 110, от которой через рычаг 108 и шатун 107 получает движение шестерня 100, приводящая в движение ползушку 99, на которой укрепляется внешний нож для отрезки левозаходных пружин, формула изобретения фвтомат для навивки пружин, содержащий смонтированные на станине механизм правки проволоки, механизм подачи, леханавивки пружины, включающий упоры, установленные в головках, смонтированных на ползунах, несущих рейки, связанные с шестернями, размещенными на приводном валу, шагозадаюшпй механизм, содержащий упоры, закрепленные на штангах, связанных между собой траверсой, механизм отрезки и устройство программного управления, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения производительности и расширения технологических возможностей, . механизм навивки пружины и механизм отрезки кинематически связаны между собой и снабжень. дифференциальным устройством с двумя импульсными приводами, при этом шагозадаюший механизм также сн<:б>кен дифференциальным устройством с двумя импульсными приводами, 2,Автоматноп, 1,, отличаюш и и с я тем, что дифференццальное устройство механизмов навпвки н отрезки выполнено в виде планетарного Редуктора с вращающимся централ ьным кол е с ом, установленным на валу одного из импульсных. приводов и входящим внешним венцом B зацепление с шестерней, установленной на валу другого импульсного привода, а внутренним — с планетарными шестернями, находящимися B зацепленип с центральной шестерней редуктора и связанным н между собой водилам, соединенным с валом механизма навивки.
3. Автомат по и, 1; о т л и ч а юш и и с я тем, что дифференциальное устройство шагозадающего механизма выполнено в виде связанного с траверсой и смонтированного с возможностью врашательного и поступательного перемещения
565761
Составитель Ц, Ща брона
Редактор А, Бер Техред Н. Андрейчук Корректор Jl. Небопа, Заказ 2257/7 Тираж 1077 Подписное
ЦНИИПИ Государственногр комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 штока, взаимодействующего с установленной на ходовом винте гайкой-шестернейi входящей своей зубчатой частью в зацепление с шестерней, сидящей на валу одного из импульсных приводов, при этом ходо вой винт соединен с валом другого импульсного двигателя.
12
Источники информации, принятые во внимание при экспертиз», 1. Авторское свидетельство СССР № 211508, кл. В 21 F 35/00, от
02.09.68.
2. Авторское свидетельство СССР № 421417, кл. В 21 F 35/00, 1972.! г
l
