Навантажувальний пристрій

Винахід відноситься до пресового устаткування і може бути використаний для контролю й регулювання пристроїв у навантаженому стані, їхнього дослідження та у те хнологічних процесах виготовлення. За аналог запропонованого винаходу прийнятий деклараційний патент на винахід України №30457А (Бюл. №6-11, 2000р.) "Навантажувальний пристрій". Відомий пристрій складається із співвісно поміщених у нього гвинтової пари, вузла установки досліджуваного виробу, взаємодіючого з корпусом і вузлом установки досліджуваного виробу навантажувального конструктивного елемента, регулятора величини навантаження і перетворювача обертання гвинтової пари у зворотнопоступальний рух. Однак відомий пристрій, виконаний з обмеженими функціональними можливостями, не забезпечує зміни положення досліджуваного виробу при його навантаженні, регулювання виробу в навантаженому стані, одержання різних величин зусиль навантажень без додаткових регулювань з відображенням при цьому величин чисельних значень зусиль. За прототип запропонованого пристрою прийнятий деклараційний патент на винахід України №49702 (Бюл. №9, 2002p.) "Навантажувальний пристрій". Відомий пристрій складається з корпусу, взаємодіючих між собою і співвісно поміщених у корпус гвинтової пари з регулятором величини навантаження, з'єднувача, обойми для досліджуваного виробу, навантажувального конструктивного елемента й перетворювача обертання гвинтової пари в зворотно-поступальний рух. Недоліками відомого пристрою є наступні. Регулятор величини навантаження дає тільки заздалегідь визначену величину навантаження досліджуваного виробу, але не забезпечує відразу визначення її можливої кінцевої величини, що утр уднює проведення досліджень і не бажане в технологічних процесах виготовлення. З'єднувач, до складу якого входить пружинний захват, ускладнює закріплення й від'єднання досліджуваного виробу, тому що потребує точного його підведення до кріпильних отворів виробу, розтискання спеціальним пристроєм зазначеного пружинного захвата з наступним його зведенням і влученням в отвори (складне і від'єднання пружинного захвата, здійснюваного у зворотному порядку). Перетворювач обертання гвинтової пари у зворотно-поступальний рух не гарантує статичного навантаження досліджуваного виробу, тому що не забезпечує плавного переміщення гайки (він конструктивно виконаний з несиметрично розташованою шпонкою в поперечному перерізі, що створює бічне зусилля, яке може викликати клинення і заїдання). У ланцюзі гвинтова пара - навантажувальний конструктивний елемент з можливістю переміщення в корпусі встановлений циліндричний стакан. Ця проміжна кінематична ланка не тільки ускладнює конструкцію пристрою, але і є можливим джерелом заїдань і клинень, що порушує необхідний процес статичного навантаження. В основу винаходу поставлена задача створення пристрою з розширеними функціональними можливостями, які б забезпечили одержання можливої кінцевої величини навантаження з відображенням її чисельного значення, зручність приєднання (від'єднання) досліджуваного виробу без використання спеціальних пристроїв, можливість приєднання виробів із різними типорозмірами, гарантоване статичне навантаження досліджуваного виробу. Навантажувальний пристрій виконаний у вигляді корпусу, що складається із закріплених в основі стійок, на верхні кінці яких установлена поперечина. До складу пристрою входять співвісно встановлений навантажувальний конструктивний елемент, взаємодіючий через проміжні деталі з досліджуваним виробом. З'єднувач, співвісно розташований з вищевказаними деталями, контактує з однією з кінцевих частин досліджуваного виробу, поміщеного в обойму. Обойму виконано з двох згвинчених деталей з наскрізними пазами в донних частинах і елементами утримання середньої частини досліджуваного виробу. Елементи утримання складаються із заплечиків в охоплюваній деталі обойми і центрувальних заплечиків із орієнтуючим шти фтом в охоплюючій деталі. Досліджуваний виріб поміщено в обоймі з можливістю зміщень при навантаженнях кінцевих, що не утримуються заплечиками, частин. До складу пристрою входить гвинтова пара з перетворювачем її обертання у зворотно-поступальний рух, а шпонки перетворювача закріплені на нерухомій деталі. Навантажувальний пристрій відрізняється тим, що на поперечині П-подібної форми закріплено кронштейн із навантажувальним конструктивним елементом у вигляді динамометра. На стійках корпуса з можливістю зміщення уздовж стійок установлена траверса, у настановні отвори під стійки якої вмонтовані притискачі. У центральному отворі траверси розміщена гайка гвинтової пари, що має фланцевий виступ. На торці настановної частини гайки закріплена шайба, а інший кінець гайки виконаний у вигляді захватного елемента. Гвинт гвинтової пари на зовнішній поверхні має діаметрально розташовані пази, що контактують із робочими виступами шпонок. У верхній частині гвинта виконаний поперечний ступінчастий паз із направляючими виступами, розташованими перпендикулярно шпонковим пазам і розміщеними у верхній частині паза. Зовнішня частина гвинта має фланцеві виступи, до яких кріпляться обмежувальні планки. Фланець охоплюючої деталі обойми має пази, що контактують із направляючими виступами гвинта. Притискач складається із серпоподібної колодки з обмежувальними виступами і фіксуючого гвинта. Шпонки перетворювача обертання гвинтової пари у зворотно-поступальний рух виконані у вигляді кронштейнів, фланцева частина яких перпендикулярна симетрично розташованим робочим виступам. З'єднувач за допомогою пальця взаємодіє з динамометром. Корпус з'єднувача виконаний з провушиною, має відкриту порожнину з пазом, настановне місце досліджуваного виробу, у якому угвинчені різьбові штирі з циліндричними робочими кінцями, що з'єднуються з досліджуваним виробом. У паз вищевказаної порожнини встановлена контрувальна пластина, а в порожнину - регулювальний упор з відкритою порожниною і двома контактними кінцями. Запропонований пристрій виконаний з більш розширеними функціональними можливостями в порівнянні з прототипом, що полягають у можливості одержання кінцевої величини навантаження і її чисельного значення без перестроювання пристрою; забезпеченні швидкого і зручного приєднання пристрою до досліджуваного виробу без застосування спеціальних пристроїв; використанні одного з'єднувача для ряду типорозмірів виробів; забезпеченні необхідного гарантованого статичного навантаження досліджуваного виробу. Поперечина, завдяки П-подібній формі, створює можливість стикування з нею стійок, основи і траверси з менш жорсткими відхиленнями, що допускаються на приєднувальні розміри, за рахунок можливих деформаційних зміщень, забезпечуваних П-подібною формою. Кронштейн забезпечує закріплення навантажувального конструктивного елемента - динамометра. Траверса є носійною деталлю для гвинтової пари, шпонок, обойми з досліджуваним виробом, обмежувальних планок і притискачів. Можливість зміщення траверси уздовж стійок створює умови для стикування досліджуваних виробів різних типорозмірів із динамометром, одночасно будучи компенсатором набігів допусків поєднуваних деталей у висотному напрямку. Притискачі забезпечують утримання траверси в необхідному положенні. Серпоподібна їхня форма є доцільним геометричним елементом деталі, виконаним по її настановному місцю, а обмежувальні виступи забезпечують невипадання притискачів. Гвинтова пара (з перетворювачем обертання у зворотно-поступальний рух) забезпечує можливість навантаження досліджуваного виробу, його утримання під навантаженням при регулюванні досліджуваного виробу. Шайба на торці настановної частини гайки і її фланцевий виступ забезпечують не-зміщення гайки в осьовому напрямку, а її захватний елемент використовується для обертання гайки. Діаметрально розташовані пази гвинта гвинтової пари, що контактують із робочими виступами шпонок, забезпечують симетричне навантаження гвинта, що є передумовою переміщення без ривків і заїдань, забезпечуючи необхідне статичне навантаження досліджуваного виробу. Поперечний східчастий паз, відповідаючи зовнішнім обрисам установленої обойми, утворює дві рівноміцні стійки зі збільшеною площиною поперечного переріза в основі. Направляючі виступи у верхній частині східчастого паза служать для установки обойми (її пази контактують з виступами), а фланцеві виступи, призначені для закріплення обмежувальних планок, які, утримуючи обойму по осі пристрою, гарантують навантаження досліджуваного виробу без бічних складових. Розташування перпендикулярно шпонковим пазам направляючих виступів, розміщених у вер хній частині східчастого паза, створює умову прикладання навантажувального зусилля до досліджуваного виробу без бічних складових, що сприяє статичному його навантаженню. Шпонки, виконані у вигляді кронштейнів, фланцева частина яких перпендикулярна симетрично розташованим виступам, виключають можливість бічних складових, здатних виникнути при переміщенні гвинта гвинтової пари, це також сприяє необхідному статичному навантаженню досліджуваного виробу. Відкриті порожнини з'єднувача і регульованого упору забезпечують доступ інструментом до гвинта регулювання магнітної системи досліджуваного виробу. Настановне місце з'єднувача центрує з'єдн увач по виробу, а поміщені в нього штирі забезпечують приєднання з'єднувача. Паз у порожнині з'єднувача призначений для установки контровочної пластини врівень із поверхнею порожнини, контрувальна пластина утримує від можливих зміщень регульований упор. Два контактних кінці упору створюють доцільний контакт його поверхонь і досліджуваного виробу, виключаючи більш високу точність виготовлення регульованого упору. На фіг.1 зображений навантажувальний пристрій, головний вид; на фіг.2 вид А на фіг.1; на фіг.3 розріз В-В на фіг.2; на фіг.4 розріз Б-Б на фіг.1. Пристрій містить корпус 1, що складається з кронштейна 2, стійок 3, П-образної поперечини 4 і основи 5. До кронштейна 2 приєднаний динамометр 6. Його нижня частина з зазором проходить через отвір у П-подібній поперечині і за допомогою пальця 7 взаємодіє із з'єднувачем 8, що робочими кінцями різьбових штирів 9 контактує з однією з кінцевих частин досліджуваного виробу, поміщеного в обойму, що складається з охоплюваної деталі 10 і охоплюючої деталі 11. Пази охоплюючої деталі контактують із направляючими виступами гвинта гвинтової пари 12, вмонтованого в гайку гвинтової пари 13 із закріпленої на торці її настановної частини шайбою 14. Настановною частиною гайка поміщена в траверсу 15. На фланцеві виступи гвинта гвинтової пари 12 закріплені обмежувальні планки 16, а в різьбові отвори траверси установлені фіксуючі гвинти притискачів 17, взаємодіючі з колодками притискачів 18. У відкриту порожнину з'єднувача 8 поміщений регульований упор 19, зафіксований контровочною пластиною 20. На траверсі 15 установлені шпонки 21, що контактують робочими виступами з пазами гвинта гвинтової пари 12. Під поз.21¸28 показаний досліджуваний виріб (магнітна система симетричного генератора електричного імпульсу), що складається з якоря 22, якоря 23 із гвинтом регулювання магнітної системи 24, котушки 25, кільцевого магніту 26, проміжних деталей 27, 28. Якорі є кінцевими, що не утримуються заплечиками деталей обойми частинами, а деталі 25¸28 (середня частина досліджуваного виробу) скріплені між собою, деталь 27 установлюється на орієнтуючий шрифт 29, запресований в охоплюючу деталь 11 обойми. Слід зазначити, що кожний з якорів (у випадку його відриву) при навантаженні має свою величину ходу, причому хід Д якоря 23 більше ходу Г якоря 22. Крім того, буквою Е позначений зазор, одержуваний при регулюванні досліджуваного виробу в навантаженому стані. В охоплюючій деталі 11 обойми передбачений отвір, розташований проти гвинта, який контрить гвинт регулювання магнітної системи 24 після установки зазору Е (на кресленні не показано). Пристрій працює таким чином. Перед початком роботи виконується настроювання навантажувального пристрою, що полягає в установці регульованого упору 19, яке повинне забезпечувати його контакт із якорями 22 і 23 і стикування їх із робочими кінцями різьбових штирів 9 за умови установки динамометра 6 у положенні "нуль", а гвинта гвинтової пари 12 у середнім положенні (показано на фіг.1 і фіг.2). У такому положенні вищевказаних деталей фіксуючими гвинтами притискачів 17 (з умовою виконання рівних розмірів, наприклад, від основи 5 до крайніх нижніх точок траверси) затискаються притискачі. Функціональні можливості запропонованого пристрою забезпечують перевірку зусиль утримання (магнітними силами) якорів і регулювання магнітної системи з навантаженим необхідним зусиллям якорем 23. Перша з вищевказаних перевірок виконується в такий спосіб. Знімають одну з обмежувальних планок 16. Видаляють обойму з пристрою. Установлюють у неї досліджуваний виріб. До якоря, зусилля відриву якого перевіряється, різьбовими штирями 9 монтується з'єднувач 8. Зібраний вузол із вищевказаних деталей пазами охоплюючої деталі 11 обойми вводиться в направляючі виступи гвинта гвинтової пари 12. Закріплюється раніше знята обмежувальна планка 16. У провушину з'єднувача 8, сполучену з відповідною частиною динамометра 6, установлюється палець 7 (сполучення, при необхідності, роблять за допомогою гвинта гвинтової пари 12). Далі, за захватну частин у гвинта гвинтової пари виконують обертання убік зміщення гвинта вниз до відриву навантажуваного якоря досліджуваного виробу. По відхиленню стрілки динамометра фіксують зусиллявідриву. Потім гвинт гвинтової пари обертають у протилежному напрямку, тобто зміщують його нагору до стан у повернення відірваного якоря в первісне положення (показано на фіг.2), а стрілку динамометра - до положення "нуль". Видаляють палець 7, знімають одну з обмежувальних планок 16. Знімають з'єднувач 8 у зборі з досліджуваним виробом і обоймою. Від'єднують різьбові штирі 9 від досліджуваного виробу. Для перевірки зусилля відриву іншого якоря всі операції повторюють. Регулювання магнітної системи досліджуваного виробу виконують у такий спосіб. Установлюють виріб в обойму, роблять закріплення з'єднувача 8 до якоря 22, потім виконують усі, раніше описані операції, і навантажують якір 22 необхідним зусиллям, що не викликає відриву якоря. У такому навантаженому стані інструментом, уведеним через відкриті порожнини з'єднувача і регульованого упора, роблять поворот гвинта регулювання магнітної системи 23 до одержання зазору Е, при якому відбувається відрив якоря 22 і магнітна система вважається відрегульованою. Не видаляючи досліджуваний виріб з обойми, через отвір, розташований в охоплюваній деталі 11 обойми, загвинчують контровочний гвинт гвинта регулювання магнітної системи 23 і видаляють виріб (контровочний гвинт і отвір не показані на кресленні). Запропонований навантажувальний пристрій має розширені функціональні можливості, використання яких дозволяє: виконувати неперервне навантаження від "нуля" до необхідної величини, забезпечити без перестроювання пристрою одержання необхідної величини навантаження і її чисельного значення; реалізувати швидке й зручне приєднання до досліджуваного виробу без застосування допоміжних пристроїв; застосувати один з'єднувач для ряду типорозмірів досліджуваних виробів і надійно утримувати приєднувальні розміри (при виконанні конструктивних елементів деталей з невисокими точностями); виключити можливість прикладання динамічних навантажень, які сприяють недостовірним вимірам та утр уднюють виміри. Слід зазначити, що в порівнянні з прототипом, ланка гвинтова пара - конструктивний навантажувальний елемент у запропонованому пристрої спрощена,: із неї виведена проміжна ланка, що переміщається, циліндричний стакан, поміщений у корпусі. Таке рішення виключає можливе джерело клинень і заїдань, що сприяє необхідному процесові статичного навантаження.