Стенд для проверки крутящего момента спиральных пружин

 

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для проверки крутящих моментов плоских спиральных пружин на соответствие заданным предельным значениям и может быть использовано для контроля спиральных пружин. Стенд содержит закручивающий шпиндель, соосный контрольному шпинделю, гнездо для установки барабана с проверяемой пружиной. Кроме того, он снабжен центровой оправкой, выполненной в виде штока с конусной головкой, несущего с помощью центрирующих втулок цилиндрический корпус со съемной крышкой, под которой расположено гнездо, и снабженной узлом съема барабана. Гнездо имеет боковой открытый фигурный паз в виде сообщающихся прорезей, одна из которых, продольная, для захода пружины при установке барабана, а другая, ориентированная по направлению вращения штока, для зацепления наружного конца пружины, закручивающийся шпиндель снабжен идентичной головке штока конусной вставкой с центрирующей втулкой для установки свободного конца штока. Технический результат заключается в повышении точности измерения и надежности, а также в повышении травмобезопастности работы. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для проверки крутящих моментов плоских спиральных пружин на соответствие заданным предельным значениям, может найти применение при контроле спиральных пружин, применяемых в более ответственных узлах, например в гироскопах летательных аппаратов.

Известны устройства проверки крутящих моментов спиральных пружин, содержащие закручивающий шпиндель, контрольный шпиндель, барабан с проверяемой пружиной (авт. св. 1081446, G 01 L 3/10, опубл. 23.03.84).

Недостатком устройства является низкая точность измерения и надежности, кроме того, возможны в процессе навивки пружины механические ее повреждения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для проверки крутящего момента, содержащее закручивающийся шпиндель, соосный с контрольным шпинделем, гнездо для размещения барабана с проверяемой пружиной (авт. св. 433367, G 01 L 3/10, опубл. 19.09.75 - прототип).

Недостатком устройства является конструктивная сложность, что снижает точность и качество проверки, а также недостаточные меры безопасности при демонтаже пружины.

К пружинам, применяемым в ответственных узлах, предъявляются высокие требования по ее силовым характеристикам, поэтому при проверке не должны быть погрешности в измерении крутящего момента, не допускаются какие-либо механические повреждения.

Задачей заявляемого технического решения является повышение точности измерения и надежности за счет конструктивного усовершенствования, а также повышение травмобезопасности работы.

Техническое решение достигается тем, что известное устройство для проверки крутящего момента спиральных пружин, содержащее закручивающий шпиндель, соосный контрольному шпинделю, гнездо для размещения барабана с проверяемой пружиной, снабжено центровой оправкой, выполненной в виде штока с конусной головкой, несущего с помощью центрирующих втулок цилиндрический корпус со съемной крышкой, под которой расположено гнездо, и снабженной узлом съема барабана, при этом гнездо имеет боковой открытый фигурный паз в виде сообщающихся прорезей, одна из которых, продольная, для захода пружины, а другая, ориентированная по направлению вращения барабана, для зацепления с наружным концом пружины, закручивающий шпиндель снабжен идентичной головке штока конусной вставкой с центрирующей втулкой для установки свободного конца штока, и снабжено съемником пружины для взаимодействия с узлом съема барабана.

По первому виду исполнения барабана, для легких пружин, узел съема барабана выполнен в виде расположенных в корпусе четырех сквозных продольных отверстий, сообщающих гнездо с атмосферой, а съемник пружины выполнен в виде технологической вилки для взаимодействия с барабаном через продольные отверстия корпуса.

По второму виду исполнения барабана, для тяжелых пружин, узел съема барабана выполнен в виде осевого отверстия с резьбой на переднем торце барабана, сообщающего барабан с атмосферой через концентрично охватывающее торец сквозное отверстие, выполненное в крышке, а съемник выполнен в виде двух коаксиально установленных стаканов, связанных центральной тягой, неподвижно зафиксированной на наружном стакане и имеющей в полости внутреннего стакана на конце резьбу для взаимодействия с резьбовым отверстием барабана.

На фиг.1 представлено предлагаемое устройство, общий вид;

на фиг.2 - разрез А-А - на фиг.1;

на фиг.3 - вид Б на фиг.2;

на фиг.4 - кинематическая схема оправки со съемником.

на фиг.5 - кинематическая схема оправки при втором виде исполнения барабана;

на фиг.6 - разрез В-В фиг.5;

на фиг.7 - вид Г на фиг.6;

на фиг.8 - кинематическая схема оправки со съемником при втором виде исполнения барабана.

Устройство для проверки крутящего момента спиральных пружин представляет собой ручной стенд, который содержит установленные на монтажном основании (не показано) с возможностью продольного перемещения закручивающий шпиндель 1 с введенными в него конусной вставкой 2, что обеспечивает большую точность. Конусная вставка имеет отверстие 3 под закрепленный в закручивающем шпинделе палец 4 и центрирующую втулку 5. Закручивающий шпиндель несет стрелку-указатель углов закручивания 6.

Соосно закручивающему шпинделю на основании неподвижно установлен контрольный шпиндель 7 с установочным пальцем 8 на торце и несущий стрелку-указатель моментов 9. Неподвижно также на основании в параллельной плоскости стрелке-указателю моментов установлена шкала моментов нагружения 10.

Стенд снабжен оправкой, устанавливаемой при проверке спиральной пружины 11 в центры шпинделей (фиг.2). Оправка включает шток 12 с конусной головкой 13, аналогичной вставке 2, для установки ее в контрольный шпиндель, несущий цилиндрический корпус 14, имеющий на заднем торце закрепленные ручки 15, а на переднем торце съемную крышку 16 с байонетным зацеплением 17 для взаимодействия с установленным в корпусе штифтом 18. Внутри корпус имеет осевое отверстие 19, установленные в нем центрирующие втулки 20, идентичные втулке 5, для повышения центрирования штока к осям шпинделей. С центральным отверстием сообщается гнездо 21 для размещения в нем насаженного на шток через шлицевое соединение 22 барабана 23 с зацепом 24 внутреннего конца пружины. Зацеп выполнен в виде радиального паза. (В зависимости от формы штатного места крепления пружины на внутренней ее стороне, с целью исключения изгиба, предусмотрена расклепанная цилиндрическая деталь. При наличии на штатном месте крепления отверстия предусмотрен палец 25 (фиг.5), устанавливаемый в радиальный паз).

Шток имеет свободный конец, выходящий за длину корпуса, 26 для ориентировочной установки ее в центрирующую втулку 5 закручивающего шпинделя. В головке штока выполнено отверстие 27 под установочный палец 8.

Корпус в боковой стенке со стороны крышки имеет открытый фигурный паз (фиг.3), состоящий из двух сообщающихся прорезей, одна из которых, продольная 28, служит для захода пружины, другая - поперечная прорезь 29 - для взаимодействия ее торцовой стенки 30 с наружным концом проверяемой пружины. (В зависимости от выполнения в штатном месте на наружном конце пружины отверстия, для взаимодействия с торцовой стенкой поперечной прорези используется технологический палец 31). При рабочем положении устройства поперечная прорезь должна находиться по направлению вращения барабана.

Стенд предполагает два вида исполнения барабана. Первый вид применим для небольших легких спиральных пружин. Барабан образован втулкой 32 с коаксиально установленным прижимающим внутренний конец пружины сухарем 33 и двумя охватывающими его с торцов фланцами 34.

Барабан для тяжелых более нагруженных пружин выполняется в виде втулки 35 (фиг.5). При этом барабан установлен в камере 21 так, чтобы его передний торец 36 был размещен в предусмотренном в крышке 16 сквозном отверстии 37.

В оправке имеется узел съема барабана, а в комплект стенда соответственно входит съемник пружины. Для легких пружин съемник выполнен в виде технологической вилки 38 (фиг.4), а узел съема барабана выполнен в виде предусмотренных в корпусе четырех продольных сквозных отверстий 39 (фиг.4), сообщающих гнездо с атмосферой для извлечения барабана из корпуса.

Для тяжелых пружин съемник выполнен в виде двух коаксиально установленных стаканов 40 и 41 (фиг.8), связанных центральной тягой 42, неподвижно зафиксированной на наружном стакане и имеющей свободный конец 43 с резьбой в полости 44 внутреннего стакана, а узел съема барабана выполнен в виде осевого резьбового отверстия 45 на переднем торце его.

Для устранения механических повреждений при демонтаже пружины на боковых стенках внутреннего стакана установлены прокладки из эластичного материала 46 для устранения механических повреждений пружины при демонтаже.

Устройство работает следующим образом.

Перед проверкой корпус 14 с установленными во внутрь центрирующими втулками 20 ручками 15 устанавливают в каком-нибудь зажимном устройстве, например в тисках. Внутренний конец контролируемой пружины зацепляют в зацеп 24. В зависимости от типа пружин, для легких пружин, внутренний конец пружины вводится в зацеп 24 втулки 32, сверху пружину прижимают сухарем 33, который фиксируют с двух сторон фланцами 34. (Для тяжелых пружин штатное место внутреннего конца пружины цепляется за палец 25). Барабан в сборе с пружиной устанавливают в гнездо 21 корпуса, при этом спираль пружины проходит через продольную прорезь 28 и устанавливается в поперечной прорези 29 снаружи. На корпус надевают крышку 16, поворачивают ее, чтобы штифт 18 вошел в байонетное зацепление 17. Во внутрь корпуса по центрирующим втулкам 20 и шлицевому соединению 22 с барабаном вставляют оправку штоком 12 в осевое отверстие 19 и вручную вращают ее до зацепления наружного конца пружины, в данном случае технологического пальца 31, с торцовой стенкой 30 поперечной прорези 29, что будет соответствовать полному заходу пружины в корпус. Пружина заправлена.

После заправки пружины конец 26 штока свободно вставляют в центрирующую втулку 5 закручивающего шпинделя 1 и, перемещая его относительно основания, подводят головку 13 к контрольному шпинделю 7. Головка входит в контрольный шпиндель, а установочный палец 8 в отверстие 27. При полном заходе головки закручивающий шпиндель стопорят от продольного перемещения. Начинают вручную вращать закручивающий шпиндель. Стрелка-указатель 6 углов закручивания поворачивается на определенный угол, заданный техническими требованиями на проверяемую пружину. При вращении закручивающего шпинделя корпус через палец 8 тоже получает вращение, нагружая тем самым пружину. При нагружении пружины начинает поворачиваться находящийся с ней в зацеплении барабан 23, что приводит через шлицевое зацепление 22 его со штоком к вращению контрольного шпинделя 7. Стрелка-указатель моментов 9 закручивания отклонится на определенный угол, пропорциональный моменту вращения. Величина момента определяется предварительной градуировкой шкалы моментов 10.

После проверки пружины вращением закручивающего шпинделя 1 в обратную сторону доводят момент до нуля. Шпиндель, сняв со стопора, отодвигают назад, освобождая тем самым шток. Вынимают его из корпуса 14, поворотом крышки 16 выводят штифт 18 из байонетного зацепления 17 и снимают ее. С помощью технологической вилки 38, воздействуя на барабан 23 через отверстия 40 в корпусе, выталкивают его вместе с проверенной пружиной.

Во втором варианте исполнения барабана, при извлечении пружины, шток снимают со шпинделей, корпус 14 ручками 15 закрепляют в тисках. Тягу 42 ввертывают в отверстие 45 втулки 35 и вытаскивают барабан вместе с пружиной из корпуса. При этом пружина распрямляется в объем, ограниченный малым стаканом 41, и не может нанести травму сборщику.

Стенд обеспечивает требуемую точность, надежность в работе, конструкция его проста, при этом не допускаются изломы витков, самопроизвольный спуск пружины, используются только штатные места пружины. Сборка и разборка приспособления максимально облегчены, устройство легко может быть изготовлено силами ремонтного предприятия.

Формула изобретения

1. Стенд для проверки крутящего момента спиральных пружин, содержащий закручивающий шпиндель, соосный c контрольным шпинделем, гнездо для установки барабана с проверяемой пружиной, отличающийся тем, что он снабжен центровой оправкой, выполненной в виде штока с конусной головкой, несущего с помощью центрирующих втулок цилиндрический корпус со съемной крышкой, под которой расположено гнездо, и снабженной узлом съема барабана, при этом гнездо имеет боковой открытый фигурный паз в виде сообщающихся прорезей, одна из которых - продольная для захода пружины при установке барабана, а другая - ориентированная по направлению вращения штока для зацепления наружного конца пружины, закручивающийся шпиндель снабжен идентичной головке штока конусной вставкой с центрирующей втулкой для установки свободного конца штока.

2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что он снабжен съемником пружины для взаимодействия с узлом съема барабана.

3. Стенд по п.1, отличающийся тем, что узел съема барабана выполнен в виде расположенных в корпусе четырех сквозных продольных отверстий, сообщающих гнездо с атмосферой.

4. Стенд по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что съемник пружины выполнен в виде технологической вилки для взаимодействия с барабаном через продольные отверстия корпуса.

5. Стенд по п.1, отличающийся тем, что узел съема барабана выполнен в виде осевого отверстия с резьбой, расположенного на переднем торце барабана, причем передний торец барабана расположен в концентрично охватывающем его сквозном отверстии, выполненном в крышке.

6. Стенд по п.1, или 2, или 5, отличающийся тем, что съемник выполнен в виде двух коаксиально установленных стаканов, связанных центральной тягой, неподвижно зафиксированной на наружном стакане и имеющей в полости внутреннего стакана на конце резьбу для взаимодействия с резьбовым отверстием барабана.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8