Автомат для изготовления заготовок изделий из композиционных материалов

 

Использование: в машиностроении для изготовления заготовок дисков сцепления автомобилей, тракторов, мотоциклов и пр. Сущность изобретения: автомат обеспечивает траекторию армирования, которая расположена в плоскости, перпендикулярной оси вращения заготовки и содержит подпружиненную вращающуюся, имеющую привод продольного перемещения планшайбу с рабочей торцевой поверхностью, на которую укладывается материал, конические ролики для прикатки каждого слоя укладываемого материала, укладчик с головкой, который кинематически связан с приводом вращения планшайбы через кулисный механизм, а также механизм подачи, механизм резки и отсекатель готового изделия. Автомат имеет механизм изменения наружного диаметра заготовки, устройство изменения амплитуды траектории укладки материала и механизм изменения усилия обжатия заготовки, которые позволяют получать диски различных типоразмеров. 15 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к изготовлению плоских заготовок изделий методом укладки композиционного материала (заготовок дисков сцепления автомобилей, мотоциклов и пр.).

Наиболее близким к изобретению является устройство по а.с. СССР N 1274619, кл. B 65 H 81/00, 1986г.

К недостаткам известного устройства относятся сложность конструкции, обусловленная большим количеством исполнительных механизмов и недостаточная надежность, т. к. исполнительные механизмы не объединены единой кинематической схемой, а управляются при помощи большого количества датчиков, что чревато возможностью сбоев.

Задача изобретения упрощение конструкции и повышение надежности ее работы.

На фиг.1 изображен общий вид автомата, вид спереди; на фиг.2 то же, вид сверху; на фиг. 3 траектория движения штуцера при укладке; на фиг.4 разрез А-А, на котором изображена установка на кронштейне прикаточных конических роликов; на фиг.5 вид Б; на фиг.6 вид В, на котором изображен укладчик; на фиг. 7 разрез Г-Г; на фиг.8 разрез Д-Д; на фиг.9 вид Е, на фиг.10 вид Ж; на фиг. 11 вид З; на фиг.12 разрез И-И; на фиг.13 разрез К-К; на фиг.14 вид Л; на фиг.15 структурная схема работы автомата.

Автомат имеет станину 1 для крепления основных узлов станка. На станине 1 жестко закреплены направляющие 2, по которым может перемещаться корпус каретки 3, обеспечивающей продольное перемещение планшайбы 4. Планшайба 4 соединена с кареткой 3 через пиноль 5, перемещающуюся в корпусе каретки 3 и с механизмом регулирования усилия прикатки материала, который содержит пружину 6, размещенную в пиноли 5, соединенную с винтом 7, заканчивающимся штурвалом 8. На винте 7 нанесена шкала 9. Корпус каретки 3 шарнирно связан с рычагом 10, вращающимся на оси 11, второй конец которого соединен с пневмоцилиндром 12. Планшайба 4, смонтированная на конце пиноли 5 состоит из двух частей. На торцевую поверхность части 13 укладывается стекловолокнистый шнур. Часть 14 выполнена большего диаметра и имеет зубчатый венец для зацепления с шестерней 15 привода вращения планшайбы 4. На кронштейне 16, установленном на станине 1, по окружности установлены прикаточные ролики 17, имеющие коническую форму. Ролики установлены на кронштейне 16 таким образом, что одна из образующих каждого из роликов перпендикулярна оси планшайбы 4 и соответственно является параллельной торцевой поверхности рабочей части 13 планшайбы 4. Вершины конусов роликов расположены в центре окружности установки роликов. При этом оси соседних роликов установлены под равным углом друг к другу таким образом, что между двумя крайними роликами образуется расстояние, достаточное для первоначального размещения шнура. Над роликом, имеющим горизонтальную ось, параллельно ей выполнено продольное отверстие 20 для подачи шнура под прикаточный ролик в рабочую зону. Укладка осуществляется укладочной головкой 21, установленной на укладчике 22. Укладчик крепится на станине 1 и представляет собой стойки 23, установленные на основании 24, в нижней и верхней части которых неподвижно закреплены направляющие 25, по которым горизонтально перемещается каретка 26. Каретка 26 имеет две пары колес 27, установленных на осях 28 в корпусе 29, имеющем ось 30. Каретка 26 шарнирно через ось 30 соединена с рычагом 31, который в свою очередь соединен с рычагом 32, а рычаг 32 через шарнир 33 соединен с кулисным механизмом 34. На рычагах 31 и 32 выполнена противоположная насечка 35 (фиг.8), с помощью которой можно изменять длину рычагов. Положение рычагов относительно друг друга фиксируется поджимающим винтом 36. Рычаги 31 и 32 с выполненной на них насечкой и поджимающим винтом 36 составляют средство изменения наружного диаметра укладки. Кулисный механизм 34 (фиг.12,13) представляет собой водило 37 и шатун 38. Шатун 38 перемещается относительно водила 37 с помощью винта 39, размещенного в отверстии 40, выполненном в шатуне 38. На шатуне и водиле выполнена насечка 41, с помощью которой можно заданным образом изменять положение шатуна относительно водила и фиксировать его винтами 42. На водиле установлена шкала 43 для установки заданной амплитуды. Водило и шатун с выполненной на них насечкой и поджимающими винтами составляют средство изменения амплитуды укладки материала. Шатун 38 имеет вал 44, ось которого перпендикулярна оси отверстия 40. На валу 44 через шарнир 33 крепится рейка 31. Кулисный механизм 34 соединен с выходным валом 45 редуктора 46. Редуктор 46 получает вращение от двигателя 47 (фиг.14) через ременную передачу 48, редуктор 49, цепную передачу 50. Через некруглые колеса 51,52 с переменным передаточным отношением и шестерню 15 (фиг.1), редуктор 46 соединен с зубчатым венцом 14 планшайбы 4, а через водило 37, шатун 38, рычаги 30 и 31, с кареткой 26 укладчика 22. Укладочная головка 21 (фиг.6) установлена на корпусе 29 укладчика 22 и снабжена стрелкой 53, перемещающейся по шкале 54, закрепленной на стойках 23. Укладочная головка 21 (фиг.7) представляет собой узел, содержащий четыре соосно расположенных патрубка. Патрубок 55 является входным, патрубки 56 и 57 направляющими и поддерживающими, патрубок 58 подающим. Подающая часть парубка 58 выполнена огибающей наиболее диаметр конического прикаточного ролика, а выходное отверстие подающего патрубка должно находиться в области рабочей зоны кронштейна 16. Между патрубками 56 и 57 расположены подающий 59 и прижимной 60 ролики средства подачи 61. Средство подачи 61 (фиг.9,10) предназначено для подачи порции шнура на величину захвата прикаточными роликами в начале изготовления заготовки, поджима шнура во время его отрезки а также для удержания шнура в патрубках головки укладчика от выпадания во время отделения заготовки с вращающейся планшайбы и в случае остановки станка. Прижимной ролик 60 соединен с цилиндром 62, с помощью которого осуществляется зажим шнура между роликами 59 и 60. А цилиндр 63 средства подачи через рейку 64 и шестерню 65 осуществляет подачу шнура в рабочую зону. Между патрубками 56 и 58 размещен нож механизма 67 отрезки материала, установленного на станине 1. Механизм отрезки материала (фиг.11) имеет стойку 68, на которой размещен пневмоцилиндр 69 для перемещения ножа 66. Шток пневмоцилиндра 69 соединен с толкателем 70, который взаимодействует с кронштейном 71. Нож 66 закреплен на кронштейне 71 под заданным углом и помещен в кожух 72 с продольными отверстиями 73, длина которых равняется длине рабочей зоны, предназначенными для движения по ним шнура. Передвигающийся по рабочей зоне нож 66 имеет возможность отрезать шнур в любой точке рабочей зоны в тот момент времени, когда длина шнура соответствует определенной массе заготовки заданного типоразмера (для различных типоразмеров длина шнура различна).

Касательно торцевой поверхности рабочей части 13 планшайбы 4 установлен нож 74 (фиг.1,6) отсекателя заготовки, который поворачивается от пневмоцилиндра 75 и предназначен для отделения от планшайбы готовой заготовки.

Для создания направления шнуру на станине 1 установлено приемное кольцо 76 (фиг.1).

Автомат имеет пульт управления (на чертеже не показан).

Устройство работает следующим образом.

Для изготовления заготовок заданного типоразмера, автомат в наладочном режиме настраивается на заданные наружный, внутренний диаметры, толщину заготовки и усилие обжатия заготовки. Для этого, пользуясь шкалой 54 задают положение рычагов 31 и 32 относительно друг друга и фиксируют его винтом 36 (настройка наружного диаметра), пользуясь шкалой 43, задают положение шатуна 38 относительно водила 37 и фиксируют винтами 42 (настройка величины амплитуды траектории укладки шнура, обусловливающий внутренний диаметр заготовки), при помощи шкалы 9 и винта 7 задают усилие пружине 6, воздействующей на планшайбу 4, которое зависит от площади поверхности получаемой заготовки. Далее осуществляют заправку шнура из специальной тары (на чертеже не показана) через приемное кольцо 76, патрубки 56,57 головки 21 до тех пор, пока он не окажется между роликами 59,60 средства подачи. По сигналу с пульта управления включается пневмоцилиндром 63 осуществляется подача шнура через патрубки 56 и 58 головки 21 через отверстие 20 кронштейна 16 таким образом, чтобы конец шнура мог быть захвачен одним из роликов 17. Планшайба 4 подводится к роликам 17 до соприкосновения со шнуром. Включается привод вращения планшайбы от двигателя 47 постоянного тока через ременную передачу 48, редуктор 49, цепную передачу 50, некруглые колеса 52,51 редуктора 46, шестерню 15 к зубчатому венцу части 14 планшайбы 4. Одновременно через вал 44 редуктора 46 вращение передается кулисному механизму 34 и через водило 38, шатун 37 и рычаги 30 и 31 преобразуется в возвратно-поступательное движение каретки 26 и, соответственно головки 21 укладчика 22. При этом некруглые колеса сообщают планшайбе 4 вращение с неодинаковой угловой скоростью, что позволяет получать постоянную скорость подачи шнура и исключить возможность его обрыва. Под действием пружины 6 шнур поджимается к роликам 17 и по мере увеличения толщины укладки подпружиненная вращающаяся планшайба отходит влево. Пружина 6 в процессе укладки выполняет роль компенсирующего элемента. Вследствие укладки по определенной траектории шнура по торцевой поверхности рабочей части 13 вращающейся планшайбы 4, обжатия шнура планшайбой с помощью пружины 6 и прикатки каждого слоя уложенного шнура прикаточными роликами 17, и отвода планшайбы 4 формируется армированная заготовка типа плоского кольца. Длина шнура, как параметр, необходимый для изготовления заготовок заданного типоразмера, заложен в счетчике импульсов (фиг.15), который дает сигнал на останов вращения планшайбы 4. После остановки планшайбы 4 включается привод механизма отрезки материала 67 и нож 66, перемещаясь вдоль отверстия 73, отрезает шнур, который может находиться в любой точке рабочей зоны. Планшайба 4 отводится в исходное положение. Включается привод отсекателя заготовки и его нож 74 отделяет от планшайбы прилипшую готовую заготовку. После операции контроля отсутствия на планшайбе заготовки описанный цикл повторяется до полной выработки шнура, заложенного в тару. 2 4 6 8 10 12

Формула изобретения

Автомат для изготовления заготовок изделий из композиционных материалов, содержащий опорный элемент для заготовки, напротив рабочей поверхности которого установлены прикаточные ролики, направляющие с двумя каретками, на одной из которых установлен укладчик материала с укладочной головкой, средство для подачи материала, механизм отрезки материала, приводы поступательного перемещения кареток в двух взаимно перпендикулярных направлениях и орбитального вращения материала, механизм регулирования усилия прикатки материала и средство изменения амплитуды укладки материала, отличающийся тем, что опорный элемент для заготовки выполнен в виде вертикально установленной на второй каретке планшайбы, соединенной с приводом орбитального вращения материала и с механизмом регулирования усилия прикатки материала, а прикаточные ролики установлены радиально по окружности, соосной планшайбе, и выполнены коническими с вершинами конусов в центре окружности и с размещением одной из образующих каждого ролика перпендикулярно оси планшайбы, при этом укладчик материала кинематически связан с приводом вращения планшайбы посредством кулисного механизма, соединенного со средством изменения амплитуды укладки материала, а укладочная головка имеет патрубки с отверстиями для материала, между которыми размещены средство для подачи и механизм отрезки материала, причем последний снабжен приводным отсекателем заготовки, размещенным параллельно рабочей поверхности планшайбы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15