Способ сборки уплотнительных соединений

 

СПОСОБ СБОРКИ УПЛОТНИТЕПЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ, включающий вращение эластичного кольца вместе с исполнительна механизмом, деформацию кольца центробежными силами до диаметра уплотняемой поверхности базовой детали и его последующую установку в канавку, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и надежности процесса сборки, исполнительный механизм предварительно приводят во вращение без кольца с угловой скоростью, равной ..E ;й ziT.d где g - ускорение свободного падения; -удельный вес материала кольца -модуль упругости материала кольца, -диаметр уплотняемой поверхD ности базовой детали; di - внутренний диаметр недеформированного эластичного кольца; Д - технологический зазор при сборке, затем располагают вращаюгцийся исполнительный механизм относительно неподвижного зластичного кольца с эксцентриситетом, равным d, + U КЛ 7 где Е - расстояние между осью вращеCZ ния исполнительного механизв ма и осью кольца; dj - диаметр сечения зластичного кольца, и сближают их, обеспечивая контакт зращающегося исполнительного механизма с кольцом и его последукнций заху ват центробежными силами,а после дею формации и совмещения кольца с 00 канавкой базовой детали снижают скорость вращения исполнительного механизма до величины

СОЮЗ COBETCHHX

С«И

РЕСПУБЛИН

0% (1ll

3 (д) В 23 P 19/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,:,.

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Я 1 я е2 °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3607514/25-08 (22) 20.06.83 (46) 23. 10,84, Бюл. И 39 (72) А,Н.Шерешевский и В-.И.Ковалев (71) Севастопольский приборостроительный институт (53) 621.757(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 629037, кл, В 23 Р 19/08, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

9 88566 1, - кл . В 23 P 19/08, 1980 (прототип) (54)(57) СПОСОБ СБОРКИ УПЛОТНИТЕЛЬ

НИХ СОЕДИНЕНИЙ, включающий вращение эластичного кольца вместе с исполнительным механизмом, деформацию кольца центробежными силами до диаметра уплотняемой поверхности базовой детали и его последующую установку в канавку, отличающийся тем, что, с целью повьппения производительности и надежности процесса сборки, исполнительный механизм предварительно приводят во вращение беэ кольца с угловой скоростью, равной где g — ускорение свободного падения; — удельный вес материала к ольца, Š— модуль упругости материала кольца, D — диаметр уплотняемой поверхности базовой детали;

d — внутренний диаметр недефор- мированного эластичного кольца;

Д вЂ” технологический зазор при сборке, затем располагают вращающийся исполнительный механизм относительно неподвижного эластичного кольца с эксцентриситетом, равным где Š— расстояние между осью вращения исполнительного механиз ма и ос ью к ол ьца, 8

d — диаметр сечения эластичного

2 к ольца, и сближают их, обеспечивая контакт эращающегося исполнительного механизма с кольцом и его последующий зах-

/ ват центробежными силами. а после деформации и совмещения кольца с канавкой базовой детали снижают . корость вращения исполнительного механизма до величины (0,7-0,8)u.

11198

В+2ü- а (D+ 2a)2 d,"

Изобретение относится к сборочным процессам в машиностроении, а именно к сборке уплотнительных соединений, Известен способ сборки уплотнительных соединений, состоящих из элас— тичного уплотнительного кольца и базовой детали с канавкой, реализованный в устройствах и заключающийся в деформации кольца до диаметра уплот- 10 няемой поверхности базовой детали, подаче и установке его в канавку j1j .

Однако такой способ имеет сущест.венные недостатки, так как деформация и подача кольца к канавке осуществляются механическими элементами сборочных устройств, воздействующими на внутренние поверхности колец. Это обусловливает низкую надежность процесса. Такая необходимость в деформи- рб ровании кольца приводит к трудностям в подаче его к канавке при наличии на уплотняемой поверхности резьбы, проточек, других канавок и т.п. При этом кольцо требуется деформировать 2S на большую, чем диаметр уплотняемой поверхности, величину. Так как в процессе сборки органы исполнительного механизма должны обладать достаточной жесткостью, то с увеличением расстояния канавки от торца базовой детали увеличиваются и габариты механизма в целом. Это приводит к трудностям при загрузке эластичного кольца. Кроме того, кольцо при съеме с исполнительного механизма, охватывая последний внутренней поверхностью, закручивается и устанавливается в канавку в закрученном состоянии .

Закручивание кольца в канавке вызы- @ вает повышенные напряжения на его поверхности, что приводит к его ускоренному износу и выходу уплотнительного устройства из строя.

Наиболее близким техническим реше-45 нием к предлагаемому является способ, включающий вращение кольца вместе с исполнительным механизмом, деформацию кольца центробежными силами до диаметра уплотняемой поверхности ба- 5О зовой детали и его последующую установку в канавку (2j .

Однако известный способ характеризуется невысокой производительностью, так как исполнительный механизм 55 приводится во вращение лишь после загрузки на него кольца. Следствием этого является значительное увеличе17 2 ние времени сборочного цикла. После загрузки кольца на неподвижный исполгйительный механизм для осуществления его деформации, кольцо необходимо удерживать, что может бьть достигнуто лишь при наличии подвижных базирующих органов, которые отводят после деформации кольца для подачи базовой детали с канавкой. Поэтому процесс базирования кольца осуществляется весьма сложно. Для осуществления сопряжения кольца с канавкой базовой детали и последующей выгруэ— ки собранного узла в известном способе необходимо полностью прекращать вращение исполнительного механизма, так как в противном случае может произойти его касание с базовой деталью. Такие условия не только снижают производительность гроцесса но и его надежность. Кроме того, в известном способе для осуществления постоянного контакта с исполнительным механизмом только по наружной поверхности кольцо вращают вокруг его оси. Это может быть достигнуто лишь при отсутствии зазора между наружной поверхностью кольца и поверхностями базирующих органов в процессе всего цикла сборочной операции, что с оздает трудности для загрузки кольца и выгрузки собранного узла из технологического оборудования, . Цель изобретения — повышение производительности и надежности процесса сборки.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу сборки уплотнительных соединений, включающему вращение эластичного кольца вмест" с исполнительным механизмом, деформацию кольца центробежными силами до дидиаметра уплотняемой поверхности базовой детали и его последующую установку в канавку, исполнительный механизм предварительно приводят во вращение без кольца с угловой скоростью, равной ускорение свободного падения; удельный вес материала эластичного кольца; модуль упругости материала эластичного кольца, 11198 з

D — диаметр уплат ня емой и оверхности базовой детали;

d1 - внутренний диаметр недеформированного эластичного кольца, 5

h - технологический зазор при . сборке, затем располагают вращйощийся испол- нительный механизм относительно неподвижного эластичного кольца с экс- 1О центриситетом, равным

d, где Я - расстояние между осью вращения исполнительного механиз-. . 15 ма и осью эластичного кольца;

d — диаметр сечения эластичного кольца, и сближают их, обеспечивая контакт вращающегося исполнительного механизма с эластичным кольцом и его последующий захват центробежными силами, а после деформации и совмещения эластичного кольца с канавкой базовой детали снижают скорость вращения исполнительного механизма до

25 (0,7-0,8) ), обеспечивая этим контакт вращающегося эластичного кольца с поверхностями канавки.

Предварительное вращение исполнительного механизма без эластичного кольца осуществляют на отдельной позиции, что п.озволяет совместить элементы сборочной операции,.и тем самым увеличить производительность процесса . При вращении исполнитель- 35 ного механизме с угловой скоростью .равной

1? 4 ных органах базирования отпадает, упрощается процесс базирования кольца, а значит и надежность процесса сборки увеличивается. После совмещения кольца с канавкой скорость вращения исполнительного механизма снижают до (0,7-0,8)р, что приводит кольцо к неравномерному растяжению и форма кольца приближается к овальной. Происходит контакт одного из участков кольца с поверхностями канавки базовой детали и установка его в канавку. Выгрузка собранного узла также осуществляется весьма просто: исполнительный механизм отводят и скорость его повышают до исходной для осуществления следующего цикла. Таким образом, при загрузке кольца с эксцентриситетом на вращающийся исполнительный механизм и в зависимости от скорости вращения последнего, кольцу можно обеспечить разные форму и величину деформации. Вращение исполнительного механизма без его остановки со скоростью, принимающей два близких значения, позволит производить сборку с высокой про" изводительностью и надежностью.

На фиг. 1-6 изображены последовательные стадии установки эластичного кольца в канавку базовой детали; на фиг. 7 — сечение А-А на фиг.

3, на фиг. 8 — сечение Б-Б на фиг. 5.

На рабочую поверхность с выступом 1 устанавливают эластичное кольцо 2 с внутренним диаметром d1 и диаметром сечения и (фиг . 1) . При этом исполнительный механизм 3 предварительно приводят во вращение без кольца с угловой скоростью, равной создают равномерное растяжение кольца до диаметра унлотняемой поверх-. ности базовой детали сразу после загрузки, т.е. время на деформацию 45, кольца сокращается. Предварительное вращение испапнительного механизма позволяет также весьма просто осуществлять загрузку кольца. Неподвижное кольцо, ось которого расположена с 56 эксцеитриситетом Я и + Q относительно оси Вращения исполнительного механизма, захватывается при контак" те по наружной поверхности с вращающимся механизмом.и сразу деформиру- 55 ется. Кольцо на исполнительном механизме удерживается центробежными сплавы. Так как необходимость в подвижи подают к кольцу 2. Вращающийся исполнительный механизм располагают относительно неподвижно базированного кольца 2 с экецентриситетом, равным E d + g . При таком эксцентриситете приближают механизм 3 к коль-. цу 2 (фиг. 2), осуществляя контакт исполнительного механизма 3 с наружной поверхностью кольца 2, и захватывают его. Кольцо 2 при этом удержи-: вается на исполнительном механизме

3 центробежньпж силами и одновременно сразу равномерно деформируется до диаметра 9 уплотняемой поверхности

5 11198 базовой детали 4 (фиг . 3 и фиг . 7) .

Дпя деформации кольца 2 до диаметра

D уплотняемой поверхности базовой детали 4 достаточно вьшолнить условие Я = d . Однако для последую- 5 щей подачи деформированного эластичного кольца 2 до канавки базовой де": тали с зазором необходимо деформацию кольца увеличить на величину Д этого технологического зазора. Поэто- 1О му определяют, что Е =Й, + 4 . Затем совмещают кольцо 2 с канавкой базовой детали 4 (фиг. 4) и снижают скорость вращения исполнительного механизма 3 до (0,7-0,8)М . При указанной угловой скорости вращения эластичное кольцо 2 испытывает неравно мерную деформацию и принимает форму близкую к овальной форме, при этом один из его участков контактирует с поверхностями канавки базовой детали

4 (фиг. 8). Происходит резкое торможение, прекращение вращения кольца 2

Параметры и их значения

d» м

Зэ

H/MÇ

Е, nd йэ м/с

22" 10 18,5 ° 10 1,9 10 0,75;-10

По расчетам, которые согласуются с экспериментом й) = 3100 /с, что со- 55 ответствует примерно 30000 об/мин, (0,7-0,8) (c) = 2300 /с, что соответствует примерно 22000 об/мин.

В отличие от известных решений 4р предлагаемый способ сборки позволяет значительно повысить производительность и надежность процесса за счет совмещения элементов сборочной операции и постоянного вращения испол- 45 нительного механизма с угловой скоростью, принимающей два близких значения. Поэтому положительный эффект достигается тем, что кольцу при его вращении со скоростью, принимающей два значения, создают и две формы деформации. Сначала при одном значении скорости вращения кольцо равномерно деформируется до диаметра уплотняемой поверхности базовой детали, а затем, снижая скорость вращения, кольце создают форму, 9,81 1,5«10 .75. 10

Ф и установка его в канавку при про- . должающем вращаться исполнительном механизме 3 (фиг. 5). Для выгрузки собранного узла полная остановка исполнительного механизма 3 не требуется. После сборки кольца 2 с канавкой. базовой детали 4 механизм 3 отводят (фиг..6) и повышают скорость его вращения до исходной для осуществления следующего цикла.

Пример осуществления способа.

Проводилась сборка уплотнительного соединения, содержащего базовую деталь с канавкой и эластичное кольцо 019-022-19-2-4 ГОСТ 9833-73. Кольцо устанавливалось в канавку через уплотняемую поверхность диаметром

Ф 2ЫЗ °

Данные для расчета двух значений скорости вращения исполнительного механизма сведены в таблицу. близкую к овальной для контакта с канавкой. Положительный эффект достигается также тем,что кольцо захватывают центробежными силами при контакте с вращакщимся исполнительным механизмом. При этом, кроме того, упрощаяется процесс базирования кольца. При использовании предлагаемо1

ro способа появляется возможность управлять деформацией кольца, изменяя скорость вращения .исполнительного механизма. Такие условия особенно благоприятны при автоматизации и роботизации процесса сборки уплотнительных соединений. Реализация способа предусматривает применение устройств, отличающихся от известных более простой конструкцией. поэтому использование автоматический сборочных машин, реализующих предлагаемый способ, позволит повысить надежность процесса, качество собираемых узлов, а также эффективнее использовать трудовые ресурсы.

1119817

1119817

A-A

Составитель С.Новик

Редактор Н.Данкулич Техред А.Бабииед Корректор А.Обручар

Заказ 7526/ 11 Тирам 1036 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, -Раушская наб ., д. 4/5

Филиал ППН"Патент", г. Укгород, ул. Проектная, 4