Устройство для навивки пружин
Владельцы патента RU 2699695:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ" (RU)
Изобретение относится к механизмам, применяемым в технике для получения заданного движения выходного звена, и может быть использовано в технологических линиях по горячей или холодной навивке пружин. Устройство содержит ведущее звено, шатун, промежуточное звено, выходное звено и стойку. В устройстве ведущее звено выполнено в виде кривошипа, выходное звено выполнено в виде гайки, а промежуточное звено выполнено в виде кольца, при этом на стойке установлен винт, удерживаемый с обеих сторон зафиксированными подставками, при этом ведущее звено с шатуном и промежуточное звено с выходным звеном входят во вращательные пары с геометрическими осями, лежащими в перпендикулярных плоскостях, а выходное звено с винтом образует винтовую и цилиндрическую пары, при этом одна из подставок имеет возможность наклона относительно стойки и расфиксирования соединения с винтом. Расширяются функциональные возможности устройства. 2 ил.
Изобретение относится к механизмам, применяемым в технике для получения заданного движения выходного звена, и может быть использовано в технологических линиях по горячей или холодной навивке пружин.
Известен кривошипно-ползунный механизм [Дворников Л.Т. Исходные основания к изучению проворачиваемости и слойности плоских рычажных механизмов. М.: Машиностроение, 2006, №16, С. 3-16. (рис. 2а)]. Такой механизм включает в свой состав четыре звена: ведущее звено, выполненное в виде кривошипа, шатун, выходное звено, выполненное в виде ползуна, и стойку. Все звенья входят между собой в одноподвижные шарниры. Механизм обладает одной степенью подвижности. Недостаток данного механизма заключается в том, что ползун может реализовывать единственное поступательное движение вдоль стойки. Дополнительного поворота ползуна вокруг стойки реализовать нельзя в виду того, что он образует со стойкой поступательный шарнир.
Наиболее близким к заявляемому устройству является винтовой механизм [Крайнев А.Ф. Идеология конструирования. М.: Машиностроение-1, 2003, 384 с. (с. 315, рис. 1.4)], включающий ведущее звено, выполненное в виде гайки, выходное звено, выполненное в виде винта, шатун, промежуточное звено, выполненное в виде коромысла, и стойку. Все звенья входят между собой только в одноподвижные шарниры: гайка-стойка, винт-шатун, шатун-коромысло и коромысло-стойка - во вращательные шарниры, а гайка-винт - в винтовой шарнир. Механизм обладает одной степенью подвижности, движения всех его звеньев контролируются единственным приводом. Механизм обеспечивает смещение винта на заданное расстояние относительно стойки путем поворота гайки на некоторый угол. Данный механизм принимается за прототип заявляемого устройства.
Недостатком прототипа является то обстоятельство, что выходное звено не имеет возможности дополнительного поворота вокруг своей продольной оси в силу того, что оно образует вращательный шарнир с шатуном, расположенным в плоскости. Недостаток прототипа также состоит в том, что выходное звено не может совершать цикличного движения при неизменном направлении вращения гайки.
Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в расширении функциональных возможностей прототипа путем обеспечения цикличного движения выходного звена, а также обеспечения выходному звену, кроме линейного смещения, возможности его поворота вокруг продольной оси.
Данная проблема решается тем, что известном устройстве для навивки пружин, включающем ведущее звено, шатун, промежуточное звено, выходное звено и стойку, в котором кинематические пары между ведущим звеном и стойкой, а также между шатуном и промежуточным звеном выполнены вращательными, согласно изобретению устройство снабжено приспособлением для подачи и фиксации заготовки, а ведущее звено выполнено в виде кривошипа, соединенного с Y-образным шатуном, взаимодействующим с промежуточным звеном, выполненным в виде кольца, установленного на выходном звене, выполненном в виде гайки, взаимодействующей с винтом, установленном на двух подставках, закрепленных на стойке, причем одна из которых имеет возможность наклона в горизонтальное положение, а между подставками на направляющих установлена подвижная раздвижная опора с возможностью вертикального перемещения, при этом геометрические оси вращательных пар ведущего звена с шатуном и промежуточного звена с выходным звеном лежат в перпендикулярных плоскостях, а выходное звено с винтом образует винтовую и цилиндрическую пары.
Технический результат, получаемый при реализации изобретения, заключается в расширении функциональных возможностей прототипа путем расположения звеньев в кинематической цепи в иной последовательности, а также изменении геометрических осей некоторых кинематических пар.
Выполнение ведущего звена в виде кривошипа обеспечивает цикличность движения выходному звену. Исполнение шатуна Y-образным дает возможность реализации симметричного соединения с промежуточным звеном, выполненным в виде кольца и установленным на выходном звене. Y-образный шатун, охватывая кольцо и соединяясь с ним в двух точках по диаметру, обеспечивает равномерную передачу усилия на выходное звено.
Предлагаемое изобретение проиллюстрировано чертежом, где
на фигуре 1 показано устройство для навивки пружин;
на фигуре 2 - соединение выходного звена (гайки) и винта.
Устройство для навивки пружин включает привод 1, кривошип 2, Y-образный шатун 3, промежуточное звено 4, выполненное в виде кольца, выходное звено 5, выполненное в виде гайки, винт 6, зафиксированный между подставками 7 и 8, закрепленными на стойке 9. Подставка 8 имеет возможность наклона в горизонтальное положение. Между подставками 7 и 8 расположены направляющие 10, по которым перемещается раздвижная опора 11, имеющая возможность вертикального раздвижения. Устройство снабжено приспособлением для подачи и фиксации заготовки, которое имеет раму 12 с роликами 13, на которых жестко установлены диски 13/, для фиксации подаваемой заготовки 14. Выходное звено 5 имеет отверстие 5/ для крепления конца заготовки 14.
Относительно подставок 7 и 8 винт 6 зафиксирован при помощи съемных штифтов. При этом подставка 8 имеет возможность наклона относительно стойки 9 за счет сопряжения в виде вращательных шарниров. Такой дизайн обеспечивает разъединение звеньев 6 и 8 и возможность снятия заготовки, навитой на выходное звено 5.
Кинематические пары звеньев 1-2, 2-3 и 3-4 выполнены вращательными с параллельными осями. Кинематическая пара звеньев 4-5 также выполнена вращательной, но с осью, лежащей в перпендикулярной плоскости к осям остальных вращательных пар. Контакт звеньев 5 и 6 образуется двумя кинематическими парами: винтовой и цилиндрической.
Принцип работы устройства состоит в следующем. Заготовка 14 фиксируется в отверстии 5/ и располагается на роликах 13 между прижимными дисками 13/ перпендикулярно продольной оси выходного звена 5 и винта 6. Далее привод 1 задает вращение кривошипу 2, который приводит в движение Y-образный шатун 3, передающий усилие на промежуточное звено 4 и выходное звено 5. За счет винтового сопряжения 5-6 выходное звено 5 начинает поворачиваться на некоторый угол, определяемый шагом p винта 6. С началом поворота кривошипа 2 по роликам 13 между прижимными дисками 13/ заготовка 14 начинает движение в направлении выходного звена 5 и накручивается на него. Навивка пружины осуществляется за половину оборота кривошипа 2, далее производится обрезка заготовки 14 и кривошип 2 проворачивается на вторую половину оборота, перемещая выходное звено 5 в исходное положение. Для снятия заготовки 14 с выходного звена 5, на необходимом расстоянии относительно стойки 9 под промежуточным звеном 4 устанавливается передвигаемая по направляющим 10, подвижная опора 11, которая имеет возможность вертикального перемещения, а соединение винта 6, зафиксированного на подставке 8, размыкается и подставка 8 откидывается в горизонтальное положение. Таким образом, при снятии заготовки 14 с выходного звена 5, винт 6 опирается на две опоры.
Изобретение также может быть использовано для операций связанных с закручиванием различных объектов, либо обработкой внутренних поверхностей в связи с винтовым движением выходного звена.
Устройство для навивки пружин, содержащее ведущее звено, шатун, промежуточное звено, выходное звено и стойку, при этом кинематические пары между ведущим звеном и стойкой и между шатуном и промежуточным звеном выполнены вращательными, отличающееся тем, что оно снабжено приспособлением для подачи и фиксации заготовки, а ведущее звено выполнено в виде кривошипа, соединенного с Y-образным шатуном, взаимодействующим с промежуточным звеном в виде кольца, установленного на выходном звене в виде гайки, взаимодействующей с винтом, установленным на двух закрепленных на стойке подставках, одна из которых установлена с возможностью наклона до горизонтального положения, а между подставками на направляющих с возможностью вертикального перемещения установлена подвижная раздвижная опора, при этом геометрические оси вращательных пар ведущего звена с шатуном и промежуточного звена с выходным звеном лежат в перпендикулярных плоскостях, а выходное звено с винтом образует винтовую и цилиндрическую пары.
