Резьбосборочный патрон

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик iii956269 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 18. 02 ..81 (21) 3248400/25-08 с присоединением заявки М (23) Приоритет (53)М, Кл.

В 25 В 21/00

//В 23 Р 19/06

Ввудврствааы11 камнтет

СССР ао денем нэееретеннй и вткрытнй (53) УДК 621 941- 1(088.8) Опубликовано 07. 09. 82. Бюллетень № 33

Дата опубликованмя описания 07.09.82 (72) Авторы изобретения

В.А.Яхимович, И.Я. Кулинич, В. Е. Головащенко и И.А. Нищенко

Львовский сельскохозяйственный институт

"! I

1 (71) Заявитель (54) РЕЗЬБОСБОРОЧНЫЙ ПАТРОН

20

Изобретение относится к средствам автоматизации сборочных работ в машиностроении, точнее к устройствам, автоматизирующим завинчивание резьбовых деталей, например винтов, гаек.

Известны устройства для сборки резьбовых деталей, которые могут определенным образом реагировать на процесс наживления и свинчивания и корректировать его осуществление, например в устройстве для ориентации, наживления и завинчивания га ек (1 ). Наживление происходит во время опускания винтоверта за счет несамотормоэящей винтовой нарезки в паре трубчатый шпиндель - хвостовик. После наживления, которое осуществляется с небольшим крутящим моментом и оборотами, происходит сцепление зубчатой муфты и включение привода. Дальнейшее навинчивание осуществляется с большими оборотами и заданным моментом затяжки.

Недостаток этого устройства - от. сутствие реверса шпинделя для исклю. чения заклинивания, которое может случиться в процессе наживления.

Наиболее близким к изобретению .по технической сущности является самовыключающийся реверсивный реэьбонареэной патрон, который предупреждает поломку метчиков и обеспечивает вывод метчика из отверстия за счет обратного хода (2 j.

Этот патрон содержит фрикциоиную предохранительную муфту и механизм реверса в виде планетарной зубчатой передачи. Патрон хвостовиком крепится в шпинделе сверлильного станка. Если в процессе нарезания,резьбы метчик упирается в дно глухого от. верстия или возникает момент резания больше установленного, то начинает проскальзывать фрикционная муфта. В этом случае шпиндель слегка (на 3-5 мм) поднимают штурвалом или рукояткой вверх, эа счет этого

956269

20 включается механизм реверса и метчик вывинчивается из отверстия.

Недостаток этого патрона - отсутствие возможности автоматического включения реверса после заедания резь- 5 бы и затем последующего прямого хода.

Кроме этого, после наживления с незначительным моментом, предупреждающим повреждение резьбы, нельзя автоматически переключиться на за- >0 винчивание и затяжку с увеличенным моментом, Такое изобретение предназначено для повышения адаптивных возможностей патрона, а именно — автоматического переключения на заданное количество реверсивных оборотов и автоматического изменения величины крутящего моментв на шпинделе B процессе завинчивания.

Эта цель. достигается тем, что в патроне, содержащем корпус с радиальными отверстиями, предохранительную муфту, ведущий вал и посаженный на него поршень, а также соединяющую ведущий вал и шпиндель планетарную передачу, в продольные пазы водила которой введены штифты поршня, в последнем выполнена проточка, являющаяся связующим элементом между радиальными отверстиями корпуса, из которых одно соединено с атмосферой, другое с подводом сжатого воздуха, а третье - с введенным в устройство пневматическим трехмембранным реле, дросселем с обратным клапаном и пневматической ем.костью, кроме этого, входная проточная полость пневмореле соединена с надпоршневой полостью корпуса и второй проточной полостью того же реле, имеющей выход, в атмосферу, а выход 40 дросселя с обратным клапаном сообщен с той полостью управления пневмореле, которая расположена рядом со вто. рой проточной полостью.

Эта же цель в видоизмененнном варианте выполнения резьбосборочного патрона достигается тем, что надпоршневая полость корпуса соединена параллельно с проточными полостями.

В двух трехмембранных пневматических реле и с дросселем с обратным клапаном, которые в свою очередь подключены к полости Д управления одного из реле, имеющего в управляющей полости Е низкий подпор, а проточная 55 полость В этого реле через второй дроссель соединена параллельно с его же проточной полостью Г и управля"

4 ющей полостью Е второго пневмореле, r причем в управляющей полости Д второго реле образован низкий подпор и проточная полость В последнего соединена как с проточной полостью Г, так и надпоршневой полостью патрона, а проточные полости Г обоих реле сообщены с атмосферой.

На фиг. 1 изображен резьбосборочный патрон, разрез; на фиг. 2 - вид

А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1; на фиг. 4 - другой вариант выполнения патрона.

Патрон состоит из корпуса 1, в котором расположены ведущий вал 2 с шестерней 3 и шпиндель 4 с зубчатым ко, лесом 5 внутреннего зацепления. На ведущем валу 2 находятся поршень 6 и водило 7, несущее оси 8 с саттелитами 9. Поршень 6 содержит штифты

10, которые проходят через продольные пазы 11 водила 7 и расположены напротив зубцов 12 (см. фиг. 3) корпуса 1. На верхнем торце поршня 6 и нижнем торце бурта 13 ведущего вала 2 выполнены зубцы 14 (см. фиг. 2 1 которые образуют предохранительную муфту, а штифты 10 и зубцы 12 совместно образуют сцепную муфту.

Через шестерню 3, сателлиты 9 и зубчатое колесо 5 внутреннего зацепления ведущий вал 2 связан с шпинделем 4, который содержит ключ l5 с штифтом 16, пружину 17 и втулку 18.

Штифт 16 проходит через продольные пазы 19 шпинделя 4 и его концы заходят во внутреннюю канавку втулки 18.

К верхнему торцу втулки 18 прикреплен упор 20, расположенный напротив пневмокнопки 21. В поршне 6 выполнена йроточка 22, которая соединена с радиальными отверстиями 23 и 24 корпуса 1. Отверстие 23 соединено с атмосферой и расположено у верхней отсечной кромки а проточки

22, а отверстие 24 - у нижней отсечной кромки b.

Сжатый воздух давлением Р, постоянно подведен в радиальное отверстие 25 корпуса I которое находится ниже нижней отсечной кромки Ь проточки 22 на расстоянии, равном высоте зубцов 14 предохранительной муфты.

В полость 26 под поршнем б через отверстие 27 возд хопровод 28 8и обратный клапан 29 постоянно подве» ден жатый воздух давлением Р>, а через пневмокнопку 21, воздухо5 9562 провод 30, обратный клапан 21, воздухопровод 28 и отверстие 27 может .подводиться сжатый воздух давлением Р,причем P3 у Р ) Р . Параллельно с обратным клапаном 31 подсоеди- 5 нен предохранительный клапан 32.

Надпоршневая полость 33 через отверстие 34, воздухопровод 35, проточную полость В в трехмембранном пневмореле 36 и воздухопроводы 37 и 38 10 сообщается с отверстием 24 корпуса 1. Трехмембранное пневмореле 36 включает две проточные полости В и

Г и две глухие полости Д и Е управления, из которых в одной (в данном 1з случае в полости Д) создается давление подпора с целью зафиксировать положение управляющего органа подвижного штока пневмореле.

Кроме этого, отверстие 24 через 20 воздухопровод 38, дроссель 39 с обратным клапаном и воэдухопроводы 40 сообщено с емкостью 41 и полостью

Е управления пневмореле 36, а отверстие 34 через воздухопроводы 35 и 2$

42 сообщается с полостью Г управления пневмореле 36, а воэдухопроводом 43 сообщено с счетчиком пневмоимпульсов (не показан). Когда в полости Е управления пневмореле 36 зе нет давления, то подвод воздуха в проточную полость Г по воздухопроводу 42 перекрыт. Эта полость сообщена с атмосферой, а в полости Д управления (на схеме заштрихована)

35 образован так называемый низкий подпор.

Патрон должен завинтить болт 44 в реэьбовое отверстие детали 45. В начальном положении болт 44 базируется в отверстии планки 46, которую нужно крепить этим болтом к детали 45.

Вариант выполнения резьбосборочного патрона, изображенного на фиг.4, отличается тем, что к воздухопроводу 38 подсоединено проточной полостью

В еще одно трехмембранное пневмореле

47, аналогичное пневмореле 36. Проточ ные полости В и Г этого пневмореле соединены между собой через дроссель

48 воздухопроводами 49 и 50. Кроме этого полость Д управления пневморе" ле 47 соединена с воэдухопроводом 38 посредством дросселя 51 с обратным клапаном, а проточная полость,Г через воздухопровод 50 с полостью Е управления пневмореле 36. В полость Д управления пневмореле 36 и в полость

Е управления пневмореле 47 подведен

69 d .низкий подпор, а проточные полости

Г обоих пневмореле соединены с атмосферой. За счет низкого подпора в поло" сти Д управления пневмореле 36 нахо" дится в таком положении, когда выход воздухопровода 37 в проточную полость

В открыт, а выход воздухопровода 42 в проточную полость Г закрыт. Низкий подпор в полости Е управления пневмо" реле 47 фиксирует положение, при котором выход воздухопровода 50 в проточную полость Г открыт, а выход воэдухопровода 38 в проточную полость В закрыт.

Работа резьбосборочного патрона осуществляется следующим образом.

В исходном положении патрона подпоршневая полость 33 через отверстие

34, воздухопровод 35, проточную полость В пневмореле 36, воздухопроводы 37 и 38, отверстие 24 проточку 22 и отверстие 23 соединена с атмосферой, поэтому поршень 6 под действием сжатого воздуха давлением Р „ подводимого в полость 26 через обратный клапан 29, воздухопровод 28 и от" верстие 27, находится в верхнем положении и замыкает предохранительную муфту. Сцепная муфта в таком положении разомкнута.

Ведущий вал 2 с шестерней 3 постоянно вращается в направлении завин чи вания. Посредст вом предохранительной муфты это вращение передается поршню 6, потому через штифты 10водилу 7 с осями 8 и сателлитами 9, далее на колесо 5, шпиндель 4 и через пазы 19 последнего на штифт 16 и ключ 15, т.е. перечисленные детали вращаются совместно, как одно целое.

Корпус 1 патрона не вращается.

При ходе патрона вниз (движется весь патрон вместе с корпусом 1) ключ 15 с штифтом 16 и втулкой 18 с упором 20 остановятся после контакта с балтом 44, пружина 17 сожмется, а корпус 1 опустится ниже на длину эавинчивания балта 44.

Вращаясь, ключ 15 захватывает голавку болта 44 и завинчивает его резь" бовое отверстие детали 45. Если иэза неточного расположения болта 44 относительно резьбового отверстия произойдет заедание. резьбы, то ключ

15 и шпиндель 4 с колесом 5 остановят. ся, а ведущий вал 2 с шестерней 3 продолжает вращение. При остаяовленном колесе 5 вращвние от шестерни 3 I

l 9162 через сателлиты 9 и оси 8 передается на водило 7.

Водило 7 вместе с поршнем 6 будут вращаться в ту же сторону, что и ведущий вал 2, но медленнее. 3а счет разности угловых скоростей ведущего вала 2 и водила 7 с поршнем 6 начинает проскальзывать предохранительная муфта, При этом поршень 6, преодолевая усилие от давления Р >О сжатого воздуха, отойдет вниз на величину, равную высоте зубцов 14(см. фиг. 2). За счет этого отсечная кромка Ь опустится ниже радиального отверстия 25, а отсечная кромка à пе- 15 рекроет радиальное отверстие 23, т.е, проточка 22 разобщится с атмосферой и в нее из отверстия 25 поступит сжатый воздух давлением Р„ . Затем этот воздух через отверстие 24, воздухо- 2g проводы 38 и 37, проточную полость

В пневмореле 36, воздухопровод 35 и отверстие 34 поступает р надпоршневую полость 33 и толкает поршень 6 вниз, так как Р„ Р . Штифты 10, дви- 25 гаясь вниз вместе с поршнем 6, заходят во впадины между зубцами 12 и упираются в торец С (см. Фиг, .3), т.е. сцепленная муфта окажется замкнутой, и вращение водила 7 с осями 8 и са- эе теллитами 9 прекратится. При остановленном водиле 7 планетарная передача превращается в простую, а сателлиты, 9 становятся паразитными шестернями, за счет которых колесо

5 со шпинделем 4 и ключом 15 получают вращение в противоположную сторону.

Шпиндель 4 вращается в противоположную сторону с меньшими оборотами, чем ведущий вал 2. Таким обра" зом,производится реверс шпинделя 4 с ключом 15, в результате чего эа" едание s резьбе будет устранено и болт 44 сможет точнее самоустановиться по резьбовому отверстию, изменив свое расположение.

Продолжительность реверса или количество реверсивных оборотов шпинделя 4 определяется временем замыкания сцепной муфты, т.е. длительностью периода, в котором поршень 6 находится в нижнем положении. А длительность этого периода регулируется посредством дросселя 39 с обратным клапаном следующим образом. Когда сжатый воздух давлением Р после обрабатывания предохранительной муфты начинает поступать в воздухопровод 38 и далее

69 по пути, описанном ранее, в предпоршневую полость 33, одновременно с этим он через дроссель 39 поступает по воздухопроводам 40 в емкость 41 и полость Е управления пневмореле

36. После заполнения емкости 41 и полости E управления давление в них поднимается до Р, что вызовет переключение мембран пневмореле 36, в результате чего подвод воздуха в проточную полость В по воздухопроводу

37 будет перекрыт, а подвод в проточную полость Г по воздухопроводу

42 откроется. Так как проточная полость Г постоянно соединена с атмосФерой, сжатый воздух из надпоршневой полости 33 через отверстие 34 и воздухопроводы 35 и 42 поступает в нее и уходит в атмосферу. После этого поршень 6 под действием сжатого воздуха давлением Pg снизу из полости 26 движется вверх и замыкает предохранительную муфту. Сцепная муфта размыкается и реверс шпинделя 4 с ключом 15 прекращается. Регулируя посредством дросселя 39 скорость поступления сжатого воздуха в емкость

41 и полость Е управления пневмореле 36, можно регулировать и количество реверсивных оборотов шпинделя 4. При верхнем положении поршня

6 емкость 41 и полость Е управления пневмореле 36 через обратный клапан дросселя 39 опорожняется следующим путем: воздухопровод 38, отверстие

24, проточку 22 и через отверстие

23 в атмосферу. Когда давление в полости Е управления упадет, происходит переключение пневмореле 36, и оно занимает исходное положение, описанное ранее.

После замыкания предохранительной муфты шпиндель 4 с ключом 1 опять начинает вращаться в ту же сторону, что и ведущий вал 2, т.е, в направлении завинчивания.

Если за счет реверса болт 44 самоустановился по резьбовому отверстию детали 45 с точностью, обеспечивающей сборку, то начнется завинчивание, а если нет, то реверс повторяется.

В конечном итоге при условии, что точность изготовления резьбы в деталях 44 и 45 позволяет осуществить их сборку, они эа счет нескольких (одного-двух ) реверсивных движений будут сориентированы и свинчены. Количество последовательных реверсов фиксируется

9 счетчиком пневмоимпульсов (не покаэай), к которому они поступают по воздухопроводу 43. При помощи этого счетчика после установленного количества импульсов можно подавать сигнал дальше на исполнительные органы для замены некондиционных свинчиваемых деталей новой парой.

В процессе завинчивания ключ 15 и втулка 18 с упором 20 опускаются вниз, последний своим скосом нажимает на пневмокнопку 21 и включает подачу сжатого воздуха давлением РЗ

rio воздухопроводу 30 через обратный клапан 31, воздухопровод 28 и отверстие 27 в подпоршневую полость 26.

Давление Р> ) Рп, поэтому осевое усилие на поршень 6 снизу увеличится и предохранительная муфта будет передавать увеличенный крутящий момент, необходимый для зажатия резьбового соединения. Величину этого момента затяжки можно регулировать давлением Р сжатого воздуха, подводимого через пневмокнопку 21. При срабатывании предохранительной муфты в процессе затяжки реверс шпинделя включаться не будет, потому что давление Р„ сжатого воздуха, действующего на поршень 6 сверху из полости . 33, меньше давления Рз.

Вначале завинчивания (при наживлении) крутящий момент на ключе 15 должен быть незначительным, чтобы не повредить резьбу, если произойдет заедание. Величина этого момента регулируется подбором давления Р сжатого воздуха, подводимого в подпорш" невую полость 26.

Предохранительный клапан 32 тоже регулируется на величину давления Р для того, чтобы после отключения подачи сжатого воздуха давлением РЗ через пневмокнопку 21 в подпоршневую полость 2, давление в последней автоматически понижалось до Р

После затяжения резьбы патрон поднимается вверх и в дальнейшем цикл повторяется. Видоизмененный резьбосборочный патрон, изображенный на фиг. 4, работает аналогично патрону по фиг. 1 за исключением того, что продолжи" тельность реверса шпинделя 4 регулируется следующим образом. Когда происходит заедание резьбы собираемых деталей и срабатывает предохранительная муфта, то сжатый воздух давлением Р, поступает в надпоршне956269 10 вую полость 33 таким же путем, как . и в первом варианте резьбосборочного патрона по фиг., 1. Поршень 6 идет вниз и включается реверс шпинделя 4. Одновременно с этим по воз.духопроводу 38 воздух давлением Р, поступает в проточную полость В пневмореле 47, а также и в полость Д управления того же реле через дроссель

1р 51 с обратным клапаном. За счет этого открывается выход воздухопровода

38 в проточную полость В пневмореле

47 и перекрывается выход воздухопровода 50 в проточную полость Г. Из проточной полости В пневмореле 47 воздух давлением Р по воздухопроводу

49 через дроссель 48 и воздухопровод 50 подается в полость Е управления пневмореле 36. Давление в этой полости возрастает, и пневмореле 36 переключается в такое положение, при котором закрывается выход воздухо- . провода 37 в проточную полость В и открывается выход. воздухопровода 42 в проточную полость Г и через нее в атмосферу.

Сжатый воздух из надпоршневой полости 33 через отверстие 34, воздухопроводы 35 и 42 и проточную полость

Г уходит в атмосферу, поршень 6 идет вверх, замыкает предохранительную муфту, и реверс шпинделя прекращается. >

Через дроссель 51 с обратным кла35 паном, воздухопровод 38, отверстие

24 и далее по пути, опсанному ранее, происходит опорожнение полости

Д управления и пневмореле 47 переключается s исходное положение.

После этого через воздухопровод 50 и через проточную полость Г пневмореле 47 опорожняется полость Е управления пневмореле 36, за счет чего последнее тоже переключается в исходное положение.

Продолжительность реверса шпинделя при таком варианте исполнения резьбосборочного патрона регулируется посредством дросселей 48 и 51.

Технико-экономическая эффективность

50 изобретения заключается в том, что резьбосборочный патрон имеет повышенные адаптивные возможности посредством настройки дросселя с обратным клапаном, а в видоизмененном варианте патрона - двух дросселей можно регулировать количество реверсивных оборотов шпинделя в очень широких пределах.

11 95626

Формула изобретения

1. Реэьбосборочный патрон, содержащий корпус с радиальными отверстиями, предохранительную муфту, ведущий вал::и посаженный на него поршень, а также соединяющую ведущий вал и шпиндель планетарную передачу, s продольные пазы водила которой вве-, дены штифты поршня, о т л и ч а " щ ю щ и "ся тем,,что, с целью повышения адаптивных воэможностей патрона, в поршне выполнена проточка, соединяющая радиальные отверстия. корпуса, одно иэ которых соединено с атмосферой, другое - с подводом сжа- того воздуха, а третье - с введенными в устройство пневматическим трехмембранным реле, дросселем с обратным клапаном и пневматической ем9 . 12 костью, которые в свою очередь пневматически соединены между собой и с выполненной в корпусе надпоршневой полостью.

2. Патрон по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что в устройство дополнительно введены пневматическое трехмембранное реле и дроссель с обратным клапаном, которые пневматически соединены с аналогичными узлами и с надпоршневой полостью корпуса патрона.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Авторское свидетельство СССР

И 604671., кл. 8 25 8 21/00, 1974.

2. Маликов ф.П. Патроны для режущих инструментов. - Краткий справочник. M Иашгиз, 1963, с. 66-68, Фиг. 69 (прототип).

956269

Составитель И.Пащенко

Редактор Г.Прусова Техред И.Гайду Корректор Л. Бокшан

Заказ 90 /20 Тираж 10 7 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,