Опора для правки и контроля прогиба валов
Владельцы патента RU 2319568:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Красноярский государственный аграрный университет (RU)
Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к устройствам для правки длинномерных валов. Опора содержит призму с угловым вырезом для укладки выправляемого вала, основание с направляющими и две подвижные встречные призмы с угловыми вырезами с нижними и верхними губками, установленными с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости по направляющим основания и вхождения губок одной в губки другой. Имеется также самоцентрирующий механизм, состоящий из П-образной скобы и винта с противоположной нарезкой резьбы, служащим для перемещения призм по направляющим основания. Призма с угловым вырезом для укладки выправляемого вала установлена на основании неподвижно и служит контрольной призмой, одна из встречных призм, входящая в другую встречную призму, выполнена с пазом под контрольную призму. Горизонтальная ось встречных призм размещена выше центра контрольной призмы по вертикальной оси выправляемого вала наибольшего диаметра на определенном расстоянии. При этом длина нижних губок превышает длину верхних для обеспечения захвата и подъема выправляемого вала по образующим призм до полного его зажима. Повышается производительность при сохранении ориентации валов относительно вертикальной оси бойка пресса. 2 табл., 3 ил.
Изобретение относится к обработке металлов давлением, конкретнее к устройствам для правки длинномерных валов и других подобных деталей.
Известны опоры, снабженные призмой опорной (ГОСТ 12195-66 - Приспособления станочные. Призмы опорные. Конструкция - аналог). Они обеспечивают правку валов с небольшим прогибом без зажима, так как при правке вал удерживается на призмах от проворота за счет сил трения. Для зажима валов с большим прогибом опоры дополнительно снабжаются откидным прихватом (Ансеров М.А. Приспособление для металлорежущих станков. -Л.: Машиностроение, 1975, с.38, рис 1.40 - аналог).
Однако такие опоры снижают производительность труда при использовании их для валов с широким диапазоном размера по диаметру.
Известен механизм самоцентрирующийся для зажима деталей с встречным перемещением посредством винта (Болотин Х.Л., Костромин Ф.П.. Станочные приспособления). - М.: Машиностроение, 1973, с.68, рис.33 - аналог).
Достоинством призматических опор является то, что призмы позволяют ориентировать валы с широким диапазоном размера по диаметру относительно вертикальной оси бойка пресса.
Но отсутствие на опорах контрольных призм снижает производительность труда из-за переукладки длинномерных валов, особенно с массой около 50 кг, с правильной на контрольную призму и, наоборот, особенно при многократной правке.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является опора к прессу для правки валов (а.с. СССР №411938, МПК В21D 3/16, 1970 - прототип), содержащая призму с угловым вырезом для укладки выправленного вала, притом опора снабжена установленной в образованном в призме пазу и имеющей поперечный угловой вырез кареткой со смонтированными на ней симметрично относительно выреза роликами и цилиндрическим штоком, при этом цилиндрический шток смонтирован с возможностью взаимодействия с эксцентриковым валом, установленным в расточках призмы.
Недостатком известной опоры является то, что точность контроля на роликах ниже, чем на призмах. При больших прогибах вала требуется дополнительное устройство для зажима при правке. Указанные недостатки влияют на производительность труда.
Задача изобретения - механизировать операцию переукладки вала с призмы на призму для облегчения ручного труда и повышения производительности труда путем совмещения на одной опоре контрольной и правильной призмы, сохраняя при этом ориентацию валов относительно вертикальной оси бойка пресса.
Технический результат достигается тем, что опора для правки и контроля прогиба валов, содержащая призму с угловым вырезом для укладки выправляемого вала, снабжена основанием с направляющими и двумя подвижными встречными призмами с угловыми вырезами с нижними и верхними губками, установленными с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости по направляющим основания и вхождения губок одной в губки другой; самоцентрирующим механизмом, состоящим из П-образной скобы и винта с противоположной нарезкой резьбы, служащим для перемещения призм по направляющим основания, призма с угловым вырезом для укладки выправляемого вала установлена на основании неподвижно и служит контрольной призмой, одна из встречных призм, входящая в другую встречную призму, выполнена с пазом под контрольную призму, горизонтальная ось встречных призм, размещена выше центра контрольной призмы по вертикальной оси выправляемого вала наибольшего диаметра на расстоянии, определенном из выражения R/Sinβ/2, при этом длина их нижних губок превышает длину верхних для обеспечения захвата и подъема выправляемого вала по образующим призм до полного его зажима и определена из выражения
(R-r·cos2β/2)/sinα/2·sinβ/2,
где:
R и r - радиусы соответственно наибольшего и наименьшего диаметров выправляемых валов, мм;
α и β - углы угловых вырезов, соответственно встречных и контрольной призм, градусы.
На фиг.1 показана опора, вид сбоку, частичный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 (зажим вала наименьшего диаметра); на фиг.3 - схема для расчета размещения призм.
Опора содержит основание 1 (фиг.1), неподвижную контрольную призму 2, закрепленную на основании 1, и подвижные в горизонтальной плоскости две подвижные встречные призмы 3 и 4 с самоцентрирующим механизмом. Самоцентрирующий механизм, закрепленный опорой 7 к основанию 1, состоит из П-образной скобы 5, винта 6 с противоположной нарезкой с возможностью перемещения встречных призм 3 и 4 по направляющим 9 (фиг.2) основания 1 в горизонтальной плоскости. С двух сторон опоры 7 (фиг.1) расположены регулировочные гайки 8 для выверки встречных призм 3, 4 относительно вертикальной оси контрольной призмы 2 путем осевого перемещения винта 6. Для обеспечения захвата вала 10 с контрольной призмы 2, и подъема его по образующим призмы 3 и 4 до полного зажима нижние губки 12 (фиг.3) встречных призм 3 и 4 выполнены удлиненными по отношению к верхним губкам 11 до размера (табл.2)
Они должны быть удлинены минимум до точки контакта вала 10 наименьшего диаметра, лежащего на контрольной призме 2, с нижними губками 12 встречных призм 3 и 4 при их сближении, т.е горизонтальная ось OO' встречных призм 3 и 4 размещена выше центра O1 контрольной призмы 2 по вертикальной оси на размер 
Встречные призмы 3 и 4 выполнены так, что губки призмы 3 при сближении входят в губки призмы 4 при зажатии определенного диапазона диаметров вала (фиг.2). У входящей призмы 3 имеется паз 13 под контрольную призму 2 (фиг.1), т.е. контрольная призма 2 (табл.1) располагается посередине ширины призмы 3, 4, и тем самым сохраняется расстояние между опорными поверхностями вала 10 в процессе контроля прогиба и правки. Основание 1 снабжено индикатором для контроля прогиба вала (не показано).
Координаты размещения призм и размер удлинения нижних губок определяются тригонометрическими функциями углов используемых призм с учетом диапазона диаметра валов. На фиг.3 представлена схема для расчета и приняты следующие обозначения:
R и r - радиусы контролируемых валов соответственно наибольшего и наименьшего диаметра, мм;
α и β - углы соответственно встречных и контрольных призм, в градусах;
Точки O1 и О' - координаты центров призм по вертикальной и горизонтальной оси относительно центра О детали наибольшего диаметра.
Точки D и С - точки контакта вала наибольшего диаметра с призмами;
Точка В - точка контакта вала наименьшего диаметра с нижними удлиненными губками.
Расстояние (табл.1) между центром O1 контрольной призмы 2 относительно центра О вала по вертикальной оси определяется по выражению
Расстояние (табл.1) между центром О' встречных призм 3 и 4 относительно центра О вала по горизонтальной оси определяется с учетом размера между верхними губками для загрузки вала наибольшего диаметра по выражению:
Длина (табл.1) образующих призм O1С и О' D определяется по выражению
| Таблица 1 | ||
| Расчетные значения параметров по формулам 1, 2, 3, мм | ||
| Реализация формулы | Значения углов  либо  | |
| 45° | 60° | |
| (1) OO1= | 49,5 | 40,41 |
| (2) OO'= | 59,75 | 45,1 |
| (3) O1C или O'D | 35,0 | 20,2 |
| Таблица 2 | ||||
| Расчетные значения параметра по формуле 4, в мм | ||||
| Реализация формулы | Значение углов  и  | |||
 | 60° | |||
 | 60° | 45° | 60° | |
| (4) O'B= | 60 | 48,3 | 53,1 | 43,3 |
Примечание:
1. В расчетных формулах приняты диаметры валов от 20 до 70 мм, для которых соответственно радиусы составляют r=10 и R=35 мм.
2. Для расчета приняты призмы, выполненные с угловым вырезом с углами 90° и 120°, что составляет по симметрии 45° и 60°. Эти углы наиболее вероятные.
Длина (табл.2) образующей удлиненной губки O'B представляет отрезок от центра О' призмы до точки контакта вала наименьшего диаметра, лежащего на призме 2, с призмой 3 и 4 при сближении их и определяется по выражению
Опора работает следующим образом: для правки и контроля используется пресс, снабженный двумя опорами, которые имеют возможность перемещения по направляющим станины в зависимости от расстояния между опорными поверхностями контролируемого вала. Для контроля прогиба вал укладывается на контрольные призмы 2, затем после контроля сближают встречные призмы 3 и 4 вращением винта 6. При этом нижние губки 12 встречных призм 3 и 4 захватывают вал с контрольной призмы 2 и поднимают его по образующим до полного зажима. При зажиме предотвращается провертывание вала 10 при правке (фиг.1 и 2) от прилагаемого усилия.
Опора позволяет вращением винта 6 механизировать операцию переустановки валов с контрольной призмы 2 на встречные призмы 3 и 4 при правке валов широкого диапазона диаметров, к примеру валов зерноуборочных комбайнов, имеющих размеры от 20 до 70 мм и вес более 50 кг.
Предлагаемая опора позволит облегчить труд ремонтника и может быть реализована в ремонтном производстве.
Опора для правки и контроля прогиба валов, содержащая призму с угловым вырезом для укладки выправляемого вала, отличающаяся тем, что она снабжена основанием с направляющими и двумя подвижными встречными призмами с угловыми вырезами с нижними и верхними губками, установленными с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости по направляющим основания и вхождения губок одной в губки другой, самоцентрирующим механизмом, состоящим из П-образной скобы и винта с противоположной нарезкой резьбы, служащим для перемещения призм по направляющим основания, призма с угловым вырезом для укладки выправляемого вала установлена на основании неподвижно и служит контрольной призмой, одна из встречных призм, входящая в другую встречную призму, выполнена с пазом под контрольную призму, горизонтальная ось встречных призм размещена выше центра контрольной призмы по вертикальной оси выправляемого вала наибольшего диаметра на расстоянии, определенном из выражения R/sinβ/2, при этом длина их нижних губок превышает длину верхних для обеспечения захвата и подъема выправляемого вала по образующим призм до полного его зажима и определена из выражения
(R-r·cos2β/2)/sinα/2·sinβ/2,
где R и r - радиусы соответственно наибольшего и наименьшего диаметров выправляемых валов, мм;
α и β - углы угловых вырезов, соответственно встречных и контрольной призм, градусы.
