Устройство для очистки внутренней цилиндрической поверхности

 

Изобретение относится к очистке полых цилиндрических изделий и обеспечивает повышение качества и производительности очистки. Устройство содержит приводной вал с радиально расположенными рейками, с ворсистыми участками, имеющими различную жесткость ворса, каждая из которых соединена с валом двумя параллельными звеньями 4 и 5, образующими с валом и рейкой рычажно-шарнирный параллелограмм. Звенья поджаты к валу пружинами растяжения, и на консольных участках каждого из этих звеньев установлены комплекты грузов. Перемещение реек под действием центробежных сил из исходного положения в рабочее и из рабочего в конечное при увеличении угловой скорости вала с определенной очередностью, зависящей от жесткости ворса участков этих реек, обеспечивается тем, что консольные участки звеньев отогнуты вниз и масса комплектов грузов различна для реек с различной жесткостью ворса участков. Стабилизация перпендикулярного к оси вала положения звеньев, соответствующего рабочему положению рейки, обеспечивается за счет взаимодействия удерживаемого пружиной сжатия в выдвинутом положении штыря с поверхностью звена при положении последнего, близком к требуемому. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 08 В 9 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР! (2l) 4382135j40-l2 (22) 22.02.88 (46) 30.05.90. Бюл. ¹ 20 (72) А. Е. Векшин и И. В. Копкарев (53) 621, 024(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1163923, кл. В 08 В 9/00, !983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ (57) Изобретение относится к очистке полых цилиндрических изделий и обеспечивает повышение качества и производительности очистки. Устройство содержит приводной вал с радиально расположенными рейками, с ворсистыми участками, имеющими различную жесткость ворса. каждая из которых соединена с валом двумя параллельными звеньями 4 и 5, образуюгцими с валом и рейкой рычажно-шарнирный параллелограмм. ЗвеИзобретение отно(ится к маш иностроению, в частности к очистной технике, и может быть использовано для автоматической очистки внутренних поверхностей, имеющих форму тел вращения с преимущественно постоянными геометрическими параметрами.

Цель изобрст(ния — повышение качества и производительности очистки.

На фиг. 1 изображено устройство при вращении вала с некоторой скоростью (оп при этом правый очистной элемент находится в исходном положении, левый - — в рабочем; на фиг. 2 — сечение А -А фиг. I; на фиг. 3 устройство при вращении вала со скоростью z)(it, правый очистной элемент — в рабочем положении, левый -- в конечном; на фиг. 4 — расположение элементов устройства в момент их возвращения в исходное положение.

Устройство установлено, например, на руке робота (не показан) и содержит приводной вал 1 с радиально расположенными

„„SU„„1567302 А 1

2 нья поджаты к валу пружинами растяжения, и на кîícoëüíых участках каждого из этих звеньев установлены комплекты грузов.

Перемещение реек под действием центробежных сил из исходного положения в рабочее и из рабочего в конечное при увеличении угловой скорости выла с определенной очередностью, зависящей от жесткости ворса участков этих реек, обеспечивается тем, что консольные участки звеньев отогнуты вниз и масса комплектов грузов различна для реек с различной жесткостью ворса участков. Стабилизация fl(ðíåíäèêóëÿðíoão к оси вала положения звеньев, соответствующего рабочему положению рейки, обеспечивается за счет взаимодействия удерживаемого пружиной сжатия в выдвинутом положении штыря (поверхностью звена при положении последнего, близком к требуемом у. l з п.ф-лы, 4 ил. очистными элементами, выполненными в t(ч (е реек 2 с ворсистыми участками 3, имею(цпми различную жесткость ворса, каждая пз которых соединена с валом 1 посредством двух звеньев 4 и 5, образующих с валом ч рейкой 2 рычыжно- .Iàðètðttûé пырылл(л .грамм. f-ld отогнутых вниз на величину 5 консольных учысткых 6 звеньев 4 установ лены компл(кты грузов 7, имеюп(ие раз, ичнук) масел гп(, гп )...ttt,. !хаждос звено 4 по. (жато к валу 1 винтовои пружиной растяжения 8. На валу l установ:((пы (thl фиксации перггендикулярного оси валы 1 положсния параллельных звеньев 4; ...,ыя,дый из которых содсржит водило 9, п(>выжато(вин ((tвой пружиной растяжения !0 к х .орл !1 валы 1, и расположенные и (эхом водиле штырь

12, удерживаемый винтовои пру.кипой сжатия 13 B Выдви нътом по. (> +;с ни:(с нозм((жностью взаил(одействия с углл бл(-ни(м 14 зве иа 5, и собачку 15, поджатую винтовой пружиной растяжения !6 к зубл 17 гого же звена.

1567302

F„,=ò, R,. <)„ где R, — расстояние от центра мас< элементов до оси вращения.

Центробежные силы, действующие на шарнирно связанные между собой рейку 2, звено 4 с комплектом грузов 7 и звено 5, с оздают суммарный момент, стремящийся иере честить перечисленные элементы из исходного положения за счет еще большего растяжения пружин 8.

Поочередная обработка очишаемой поверхности очистными элементами с различными свойствами рабочих поверхностей при разли IHhlx скоростях чистки <)1, h)h...þ, обеспечивается одновременным выполнением при каждом 1 -том значении величины этой скорости условий равенства и неравенств действуюшиh моментов сил в требуемых при этой величине скорости чистки положениях чистящих элементов в соответствии со свойствами их рабочих поверхностей. Система этих неравенств и равенства для различных Ilo очередности Л занятия рабочего положения очи

B ИД.

М,+,И )М„"+АМ", для всех очистных элементов с Х)1

М,"+МР +А<И,. =М,Р+М, +АМ)", для всех очистных элементов с Л=< (2) (3) Мт+ ó Мч (4) для всех очистных элементов с X(i суммарный момент от сил тяжести в исходном, рабочем и конечном положениях очистных э I«ht< нтов; момент от силы упругости (пружин 8) в исходном, рабочем и конечном положениях очистных элементов; средний суммарный момент от центробежных сил в исгдеМ М,"иМ,—

М М ° М„"

М,М „ и М„"—

Размер между шарнирами, принадлежащими каждому из звеньев 4 и 5, выбран таким образом, что требуемая сила прижатия участков 3 реек 2 к очищаемой поверхности резьбового отверстия изделия 18 обеспечивается при перпендикулярном оси вала 1 положении этих звеньев, соответствующем максимально возможному перемещению реек 2 в радиальном направлении под действием центробежных сил Г,„возникающих при вращении вала 1 с угловыми

СКОРОСТЯМИ «)I, 0),...,<с),.

Величина этих сил, стремяшихся поднять рейки 2, звенья 4 с комплектами грузов 7 и звенья 5, равна: ходном, рабочем и конечном положениях очистных элементов;

Мр мом< нт ОГ I одl емнои < илы р Р 3 ь б ь1;

ЛМ вЂ” — максимально возможное зн ачс н не ве. IHчи н ы момента стабилизации рабочего положения чистящих элементов (момента от силы у пру гости пружины 13);

v p ФС, 1М чЛМ. =ЛМ, и М вЂ” максимально-возмож н Ое зн а ч ение величины отклонения суммарного момента центробежных си I <)T среднего значения этого момента в исходном, рабочем и конечном и )ложениях очист20 ных элементов.

Создание момента стабилизации ЛМ, необходимо для обеспечения компенсации в рабочем положении очистных элементов колебания величины суммарного мом нта (3) От центробежных сил (1}, вызываемого колебанием скорости <истки h) (угловой скорости вала 1), вследствие неизбежного различия в с<епени загрязнения

Очищаем ых поверхноспей и свойствах загрязнит<. лей. 1-1 а при мер, и ри оч истке от

3Q консервационных материал >в поверхностей, имеiotl

СВОйсTB".X ЭтИX МатЕрна1<)B BСЛЕдСTÂÈÅ раЗ IH÷Hû, сроков и условий хранения расконсервируемых изд<лий.

t.),1II

40 каждом значении угловои скорости <1) вала н предлагаемом устрой< тве ОбеспечииаIcH установкой комп;<ектоь 1рузов 7 с различной массой для реек 2 с различными свойстваx

45 и< ОбходимосTи и hстановvои ilph жин 8 с различной жесткостью.

Устройство рабоTает следующиM образом.

В исходном Оложеиии устройс Гва вал

1 нено свижен и пара.iлельные звенья 4 и 5, связанные рейками 2, под действи M сил

1)Q тяжести и сил предварительного pit<. Гя)кения пружин 8 находятся в 1 ижнем положении. Исходное положение звеньев 5 исключае-. возмо кность взаимодсйствия подпружиненных штыреit 12 с углублениями

14 этих звеньев.

55 При переме<цении руки робота I не показан) с установленны vl HB ней устройством, последнее занимает;<оложение, при котором рейки 2 располагаются внутри очи<цаемой

1567302

20 резьбовой поверхности изделия 18, подвергаемого расконсервации, например, от парафиноподобной корки и о«алки. Включается привод вала 1, например, пневматический (не показан), обеспечивающий вращение в направлении. противоположном направлению резьбы очищаемой поверхности. (.. началом вращения вала I, на рейки

2, звенья 4 с комплектами грузов 7 и звенья 5 начинают лействовагь центробежные силь> (1).

При достижении валом 1 угловой скорости (t) l, требуемой для очистки резьбовой поверхности изделия 18 от парафиноподобной корки рейками 2 с участками 3, имеющими большую жесткость ворса, эти рейки перечегцаются в рабочее положение, т.е. в положение, обеспечивающее требуемую силу прижатия ворсистых участков 3 к очищаемой поверхности. Указанное перемещение обеспечивается установкой на консольные участки 6 каждого из звеньев 4 комплеhта груза 7 с обшей массой, равной m >. необходимой как для создания величин суMмарного момента от центробежных сил, действующих при угловой скорости вала 1, равной <>)», превосходящих величины момента сопротивления требуемому перемещению, вызванного действием сил тяжести и упру гости, в исходном и любом прочежут.)tlном положении этой реики, тзк и .чля < падания требуемой силы прижатия ворсистых участков 3 к очищаемой поверх ности, что достигается уравновеп;иванием суммарного момента от подъемной силы резьбы и центробежной силы, действующей на звено 4 с комплектом грузов 7 массой

ml н перпендикулярном к оси вала I полож< нии этого звена, сумл(арным моченточ от сил тяжести н упругости пружины 8. Кроме того, при положении звеньев 4 и 5 близко к II(.pHpHликулярному относительно оси вала

I. соответствующему рзбочему положению рейки 2, происходит взаимодействие штыря

12 с углублением !4 звена 5, за счет которого возникает момент от силы упругости

HpviKHHbl 13, стремящийся повернуть эти

Звенья и рабочее положение, что, обеспечивает постоянство >tëhl прижатия норсисгого у;а«тка 3 -)той рейки к очищаемой поверхности при кол< банни величины сумIapHoIo чомеитз от центробежной силы и от подъемной силы резьбы.

При угловой скорости вала 1, равной о)>, рейки 2 с участкам» 3, имеющими меньшую жесгко«Tt> ворса, остаются в исходHo%i положечии.

По окончании времени чистки резьбовои поверхности изделия 18 от парзфиноподобной корки угловая скорость вала 1 увеличивается до значения <»ь требуемого для чистки этой поверхносiè ()T осалки рейками 2 с участками 3, имеющими меньшую жесткость ворса. Указанное увеличение угловой скорости вала 1 обеспечи25

55 вается, например, за счет увеличения приводом (не показан) расхода сжатого I)<.3духа.

Рейки 2 с участками 3, имеющими )ке кость ворса, перемещаются в рабочее (>ол жение.

Исходное положение реек 2 с i I,I(Tками 3, имеющими меньшую жесткость во!>са, при угловой скорости вала I)«tt!I »t

<)> и их перемещение в рабочее по.ltжение, при возрастании этой скорости

10 значения <)g, обеспечивается у TBH()Hht и на консольные участки 6 звеньев 4, комплеhтов грузов 7 с обшей массой, равной >и, меньшей ml и недост;>точной для cîçä;líHH суммарного момента от центробежных снл (1), при угловой скорости, равной «)>, большего, чем суммарный момент от сил тя ке«ти и сил предварительного растяжения пружин 8, но достаточной лля преодол< вания сопротивления требуемому перемешенин> при угловой скорости взлз 1, равной <и ° и обеспечивающей раин<.весне моментов сил н рабочем положении укззанны. реек (2), (3).

Рабочее положение реек 2 с участками 3, имеющими меньшую жесгкость ворса, также стабилизируется за счеT взаимодействия ш) >)рей 12 с углублеti IHчи 14 зне>)ь<ч>:). шарнирно связанных с .Itì>t рейками.

Одновременно с перемещением р(<к 2 с участками 3, имеющими меньшую жесткость ворса, в рабочее положение, рейки 2 с участками 3, имеющими большую жесткость ворса, перемещаются вверх, одновременно удаляясь от очишаемой поверхности í р;)лиальном направлении.

В конечном положении реек 2 ко)(такг ворсистых участков 3 этих реек с о;ишземой поверхностью изделия 18 отсут(тиу«т.

Перемещение реек 2 с участками Л. имеющими большук> емкость ворса, из ра< о чего положения в конечное обе< печии,(«-, за счет действия в направлении требуечо>0 перемещения суммарного момента оТ центр беiKH! Ix сил, величины которого, при > гsnI3oH скорости вала 1, равной (» . прс(о холят величины суммарного момента о сlf тяжести и упругости пружин 8 и 13 н рзбочеч, конечном и любох(промежуточном ложении этих реек (4) .

Действие суммарного чомеtlT3 от це><тро бежных сил в напра влепи -. пс речещен и >> реек 2 и коне,нос и now(.HIt." обеспе . чвзется за счет ч(ньп их I » личин .„)сс >т>3. реек и звеньев 5 >»»), pi>BH(>(икi « I<; >сс i>, . комплек гон гру )о(3 7 и «ч(I («.и(;: ц(.н р:> чзсс Нос.lE,<них и >-зз lt:t.)и litÿ 3. Г>!6;! .3!»>( ньен 4, вниз отн .и-, . (;>; II(>) ых ««(.» як>щих 0(>< и:.рнир )>3 ":ãtt;:!9(1>» li нз» .; ° чину Ь.

11() ОКОН»I i! и И И (3ре м < >3 >(»> И Сткн Il()«. I(! H ll (1 i по очередности рейк i it>;. угловая с ht>рость взлз 1 увеличивается ло знз и нин.

1567302 обеспечивающего преодолевание сопротивления перемещению этих реек вверх и они занимают конечное положение. Перемещением руки робота (не показан) с установленным на ней устройством рейки 2 последнего выводятся из полости, образованной резьбовой поверхностью изделия 18. Привод выключается, и рука робота с устройством перемещается на позицию мойки загрязненных консервационными материалами ворсистых участков 3 реек 2 растворителями этих материалов.

После выключения привода под действием сил тяжести и сил упругости»ружин 8 на звенья 4, последние и связанные с ними рейки 2 и звенья 5 начинают перемещаться в исходное положение. При перемещении звеньев 5, они нажимают зубьями 17 на постоянно к ним поджатые

»ружинами 16 собачки 15 и отводят водила 9 со штырями 12 в сторону, что исключает взаимодействие последних с имеющимися на этих звеньях углублениями 14.

При остановке вала 1 рейки 2 занимают исходное положение.

Предлагаемое устройство целесообразно использовать в автоматизированных линиях в качестве исполнительного механизма для очистки внутренних поверхностей, имеющих форму тел вращения, преимущественно с постоянными геометрическими параметрами, от загрязнений веществами, отличающимися по механическим и физическим свойствам.

Поочередная работа чистящих элементов устройства и вывод их из контакта с очищаемой»оверхностью после загрязнения в процессе чистки способствует повышению качества очистки.

Формула изобретения

1. Устройство для очистки внутренней цилиндрической поверхности, содержащее приводной вал, связанные с ним посредством центробежного механизма прижима, имеющего комплект грузов, очистные элементы, 1О отличающееся тем, что, с целью повышения качества и производительности очистки, оно снабжено шарнирно связанными с валом парами параллельных звеньев, каждая из которых соединена шарнирно с очистным элементом, и узлом фиксации параллельных звеньев в перпендикулярном относительно оси вала положения по числу пар, а комплект грузов установлен на плече одного из

»араллельных звеньев каждой пары, отклоненном от прямой, соединяющей оси шар2О пиров данного звена, в сторону, противоположную продольному перемещению очистного элемента под действием центробежных сил, причем комплект грузов на каждом очистном элементе выполнен регулир) ñìûì в зависимости от величины усилия прижима каждого очистного элемента.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что одно из параллельных звеньев имеет углубление и зуб, а узел фиксации параллельных звеньев выполнен в виде шарЗО нирно закрепленного на валу водила, установленных на нем подпружиненного штыря, с возможностью взаимодействия с углублением в параллельнои звене и подпружиненной собачки, взаимодействующей с расположенным на том же параллельном звене зубом.! 5673!12

ФОГ 3

1б

Фиг. 4

Составитель Л. Фомичева

Редактор М. То вт ин Тех рел И Вер< с I<,oppphTop Г Мал< н

Заказ 286 Тираж 505 Ilo,и<и< ное

ВНИИ!!И Гос1дарственного комитега по изобргтения;< и откры-,ивч нр< ГKHT СССР

113035, Иосква, Ж 35, Ра <нская «аб., д 4 5

Г1ро«аводстненно-издательский ломбин«< «11атс нт», <,< нгоро,« iл .Га< а!и<на, 101