Гвинтоверт

1. Гвинтоверт, що складається з корпусу, планетарної передачі, яка з'єднує ведучий зал і шпиндель, на якому жорстко закріплене сонячне колесо, що утворює з водилом запобіжну зубчасту муфту, робочої підпружиненої головки шпинделя, фіксатора водила, розташованого в радіальному отворі корпусу і з'єднаного з сердечником електромагніта, двох нормально відкритих мікропере 29758 рсом шпинделя і усуває його. Система керування цього пристрою, що виконана на базі елементів УСЕППА, дозволяє в широких межах регулювати тривалість реверсу і величини обертових моментів під час наживлювання i затягування різі. Його недоліком є те, що поршень, через який водило з'єднане з ведучим валом і який базується в центральному отворі корпусу, повинен бути прецезійно припасований у цьому отворі, щоб забезпечити герметичність посадки. Під час роботи різально-складального патрона поршень обертається разом з ведучим валом і за рахунок зносу герметичність його посадки зменшується, а разом з нею - і надійність роботи всього пристрою. В основу винаходу поставлено завдання знизити вимоги до точності виготовлення окремих спряжень різально-складального патрону шляхом заміни його пневматичної системи керування, що базується на елементах УСЕППА на електричну або електропневматичну - виконану на основі електромеханічних і електропневматичних елементів, що дає можливість спростити конструкцію і підвищити надійність її роботи. Поставлене завдання досягається тим, що у запропонованому гвинтоверті, який складається з корпусу, ведучого валу, з'єднаного із шпинделем через планетарну передачу підпружиненої робочої головки, що утворює шліцьове з'єднання із шпинделем, двох нормально відкритих мікроперемикачів, реле часу і електромагніту, водило планетарної передачі утворює з сонячним колесом запобіжну зубчасту муфту. Відмінність полягає у тому, що одна із півмуфт має зуб з двома різними схилами, розділеними прямою ділянкою. На водилі виконані поздовжні пази з радіальними отворами, в які може заходити фіксатор, що базується, в радіальному отворі корпусу і з'єднаний із електро- або пневмоприводом. Віддаль між двома суміжними поздовжніми пазами водила є меншою від прямої ділянки зуба півмуфти. Робоча головка шпинделя може взаємодіяти з одним із мікроперемикачів, а водило - з іншим. Мікроперемикачі, реле часу і електромагніт в колі живлення останнього з'єднані послідовно. На фіг. 1 зображено фронтальний осьовий розріз гвинтоверта, на фіг. 2 - його поперечний розріз А-А, на фіг. 3 - розгорнутий вигляд Б на водило і вінець сонячного колеса, а також повторно показано розташування площини розрізу А-А, на фіг. 4 - принципову електричну схему, на фіг. 5 інший варіант виконання гвинтоверта. Гвинтоверт складається з корпусу 1, у якому розташовані шпиндель 2, жорстко з'єднаний з сонячним колесом 3, водило 4, гайка 5 і кришка 6. Ведучий вал 7 виконаний разом з шестернею 8 і нижнім кінцем базується у шпинделі 2, а верхньою частиною - в отворах водила 4 і гайки 5. На осях 9, що закріплені у водилі 4, посаджено сателіти 10, котрі входять у зчеплення одночасно з шестернею8 і сонячним колесом 3. Верхня кромка сонячного колеса 3 виконана у вигляді зубчастого вінця, зуби 11 якого мають комбінований профіль (фіг. 3). Вони складаються із схилу 12, прямої горизонтальної ділянки 13 і схилу 14. Нижня кромка водила 4 також є зубчастим вінцем із прямокутними зубами 15. Слід зауважити, що зубчасті вінці мо- жна міняти місцями. Прямокутні зуби 15 розташу- вати на сонячному колесі, а зуби 11 з комбіно- ваним профілем - на нижній кромці водила 4. Во- дило 4 пружиною 16 притискається до сонячного колеса 3 і разом з ним утворює зубчасту запобіжну муфту. Величину обертового моменту цієї муфти можна регулювати гайкою 5. На водилі 4 виконано поздовжні пази 17 з радіальними отворами 18. Напроти пазів 17 у радіальному отворі корпусу 1 розташований фіксатор 19, що з'єднаний з сердечником електромагніту 20 і пружиною 21, утримується у правому крайньому положенні. Робоча головка 22, що має гніздо 23, базується на шліцьовому кінці шпинделя 2 і пружиною 24 притиснута вниз до упору в кришку 25. Верхнім скісним торцем 26 робоча головка 22 через шифт 27 може замикати нормально розімкнуті (НР) контакти мікроперемикача 28, а водило 4 фаскою 29 і шти фтом 30 - НP контакти мікроперемикача 31. Мікро перемикачі 28 (S1), 31 (S2) і реле часу 32 (КT) послідовно приєднані в коло живлення електромагніту 20 (УА). Тобто електромагніт 20 спрацює лише тоді, коли НР контакти обох мікроперемикачів 28 (S1) і 31 (S2) будуть замкнені одночасно (фіг. 3). Болт 33 подано на робочу позицію загвинчування, де він базується в отворі кришки 34, і разом з нарізним отвором корпусу 35 розташований совісно із шпинделем 2 і робочою головкою 22 гвинтоверта. Робота гвинтоверта здійснюється таким чином. Його корпус 1 за допомогою механізму подачі (на кресленнях не зображений) може здійснювати вертикальні переміщення, а від обертання має бути попереджений. На фіг. 1 гвинтоверт зображений у вихідному верхньому положенні. Для виконання операції загвинчування він починає рухатись вниз і одночасно з цим вмикається обертовий привод (на креслені не зображений) ведучого валу 7. Разом з ним, як одне ціле, будуть обертатися шестерня 8, сателіти 9, водило 4, сонячне колесо 3 і шпиндель 2 з робочою головкою 22. Під час руху гвинтоверта вниз робоча головка 22 стикається з головкою болта 33, яка заходить у гніздо 23, і її опускання припиняється. Гвинтоверт після цього опуститься ще вниз на довжину загвинчування болта 32, стискаючи пружину 24. Разом з гвинтовертом опускається штифт 27, який взаємодіючи із скосом 26 робочої головки 22, пересунеться вправо і замкне НР контакти мікроперемикача 28 (S1) (фіг. 4). За рахунок осьового зусилля пружини 24 і обертання, що передаються на болт 33 головкою 22, він почне загвинчуватись у нарізний отвір корпусу 35. Під час нормального загвинчування робоча головка 22 услід за болтом 32 опускається вниз, скіс 26 опуститься нижче штифта 27 і замкнуті до цього контакти мікро перемикача 28 знову займають стан НР. Після того, коли болт 33 загвинтиться на повну довжину, починається його затягування і обертовий момент на шпинделі 2 гвинтоверта зростає. За рахунок цього спрацьовує запобіжна зубчаста муфта, утворена водилом 4 і шпинделем 2. Завдяки тому, що з уби 11 мають два схили 12 і 14 з різними кутами підйому, то при одному зусиллі стиску пружини 16 обертовий момент, що буде передаватися від водила 4 на сонячне коле 2 29758 со 3 матиме два різні значення. На початковому етапі спрацювання муфти, тоді, коли зуби 15 взаємодіють із схилами 12, що мають незначний підйом, величина обертового моменту, відповідно, буде невелика. Це попереджує руйнування західних витків різі у випадку її заклинення під час наживлювання. В процесі затягування болта 33 зуби 15 прослизнуть по схилах 12 прямої дільниці 13 і почнуть взаємодіяти із схилами 14, котрі мають більший кут підйому ніж схили 12. Тому величина обертового моменту, який передаватиме зубчаста муфта, збільшиться, що необхідно для затягування різі. Після затягування різі гвинтоверт піднімається вверх і надалі, цикл його роботи повторюється. Якщо під час наживлювання через лінійні чи кутові похибки базування болта 33, станеться заклинення різі, то болт 33, а разом з ним робоча головка 22 і шпиндель 2 з сонячним колесом 3 зупиняться, а ведучий вал 7 з шестернею 6 продовжать обертання. Під час зупинки колеса 3 обертання від шестірні 8 через сателіти 9 і вісі 10 передається на водило 4. Передаточне відношення в цей момент від ведучого валу 7 або шестірні 8 до водила 4 дорівнює i3, 4 = 1 + 7 Z3 . Z8 чать обертання сонячного колеса 3 сумісно з шпинделем 2, робочою головкою 22 і болтом 33 в напрямі, протилежному обертанню ведучого валу 7, тобто у напрямі відгвинчування або реверсу шпинделя. Під час реверсу зуби 11 сонячного колеса 3 схилами 14 натиснуть на зуби 15 і піднімуть водило 4 вверх на повну висоту зуба 11, яка дорівнює H. Після цього отвір 18 розташується совісно з фіксатором 19, і останній під дією сердечника електромагніту 20 зайде в нього і буде утримувати водило 4 в цьому положенні. Разом з водилом 4 піднімуться вверх сателіти 10 і для забезпечення їх зчеплення з зубами сонячного колеса 3 і шестірні 8, висота останніх дво х виконана більшою, ніж висота сателітів 10 на величину, яка дорівнює висоті зуба 11, тобто H. В процесі реверсу зуби 11 сонячного колеса 3 рухатимуться під зубами 15 водила 4, торкаючись між собою відповідними торцями. Обертовий момент під час реверсу значно збільшується і залежить від потужності приводу і передаточного відношення, між ним і шпинделем. За рахунок реверсу заклинення різі усунеться, і болт 33 матиме можливість точніше зорієнтуватися відносно нарізного отвору корпусу 35. Реверс триватиме доти, поки фіксатор 19 через отвір 18 утримуватиме водило 4 у верхньому положенні. Коли реле часу 32 (КТ) розімкне коло живлення електромагніту 20 і його сердечник перестане тиснути на фіксатор 19, то пружина 21 виштовхне його з отвору 18, звільнивши водило 4 від гальмування. Потім під дією пружини 16 водило 4 опуститься вниз, зубчаста муфта замкнеться і шпиндель 2 з робочою головкою 22 і болтом 33 знову почнуть обертатися у напрямі загвинчування. Отже, тривалість реверсу або кількість реверсивних обертів шпинделя 2 можна регулювати тривалість подачі живлення на електромагніт 20 за допомогою реле часу 32 (КТ). Якщо під час наступної спроби загвинчування знову станеться заклинювання різі, то реверс шпинделя повториться. В кінцевому випадку, коли точність виготовлення різі з'єднуваних деталей дозволить здійснити їх згвинчування, то за рахунок декількох прямих і реверсивних циклів обертання шпинделя, вони будуть згвинчені. Інформацію про кількість циклів прямі оберти – реверс за допомогою електросигналів можна посилати до системи керування різально-складальним комплексом, яка після заданої кількості цих циклів повинна давати команду виконавчим механізмам на заміну однієї або обох некондиційних деталей новою парою. Інший варіант виконання гвинтоверта зображено на фіг. 5 Він функціонує аналогічно гвинтоверту, зображеному на фіг. 1...фіг. 4 і описаному вище. Різниця між ними полягає у тому, що фіксатор 19, який гальмує водило 4 відносно корпусу 1 пересувається не електромагнітом 20, а пневмоциліндром 35 і є його штоком. Керування пнемоциліндром 36 здійснює електропневмоклапан 37. Для цього котушка його електромагніту приєднана в електричне коло гвинтоверта замість котушки електромагніта 20. В порожнину А електропневмоклапана 37 підведене стиснуте повітря. Підпоршнева порожнина пневмоциліндра 36 повітропроводом 37 з'єднана з атмосферою через порожнини Б і В електропнев (1) Оберти водила 4 будуть дорівнювати n4 = n7 i 5, 4 7 . (2) Тому що Z3>Z8 , то із формули (1) одержимо i3, 4 >2 і тоді за формулою (2) виходить n4>n7. Це 7 означає, що водило 4 обертатиметься в тому ж напрямі, що і ведучий вал 7, але повільніше. Через те, що заклинювання різі гальмує сонячне колесо 3, а водило 4 продовжує обертання, спрацьовує утворена ними запобіжна зубчаста муфта, тобто зуби 15 сковзають по схилах 12 зубів 11 і виходять на їх прямі ділянки 13. Завдяки цьому водило 4 підніметься на величину h підйому схилу 12 і, натискаючи фаскою 29 на штифт 30, замкне HP контакти мікроперемикача З1 (S2), a разом з цим і коло живлення обмотки реле часу 32 (КТ) (фіг. 4). Реле часу 32 (кт) подає живлення до електромагніту 20, його сердечник втягнеться в котушку і штовхне фіксатор 19 вліво, який внаслідок цього натисне на водило 4, що обертається, заскочить в один із його пазів 17 і загальмує його обертання. Під час процесу гальмування водила 4 зуби 15 ковзають по прямій ділянці 13 зуба 11, тобто запобіжна муфта знаходиться ніби у розімкненому стані. Волило 4 необхідно загальмувати перед тим, як його зуби 15 почнуть взаємодіяти із схилами 14, щоб попередити зростання обертового моменту, а значить і пошкодження заклиненої різі. Тому довжина L прямої дільниці зуба 11 повинна бути більшою, ніж віддаль L між суміжних пазів 17. Після того, як водило 4 загальмується, планетарна передача перетворюється на просту, сателіти 10 стануть паразитними шестірнями і забезпе 3 29758 моклапана 37, і пружина 21 утримує фіксатор 19 в правому крайньому положенні. Якщо в процесі наживлювання станеться заклинення різі, спрацює запобіжна зубчаста муфта і замкнуться НР контакти мікроперемикача 31 (S2) НР контакти мікроперемикача 28 (S1) замикаються раніше в результаті взаємодії робочої головки 22 з болтом 33 під час опускання гвинтоверта. Після цього реле часу 32 (КТ) подає живлення до електропневмоклапана 37, за рахунок чого вихід порожнини Б в атмосферу перекривається, і вона з'єднується з порожниною А. Стиснуте повітря з порожнини А через порожнину Б і повітропровід 38 надходить у пневмоциліндр 36 і пересуває його поршень разом з фіксатором 19 вліво. Останній заскочить в один із пазів 17, а потім – отворів 18 водила 4 і зупинить його обертання. Тобто реверс шпинделя у такому варіанті виконання гвинтоверта відбувається так само, як і в його першому варіанті. Тривалість реверсу шпинделя також регулюється за допомогою реле часу. На основі виробничої практики рекомендуємо тривалість реверсу задавати в таких межах, щоб шпиндель міг зробити З...4 оберти. При використанні запропонованого гвинтоверта для підгвинчування тривалість реверсу слід обирати у залежності від довжини загвинченої частини різаної деталі, тобто від кількості загвинчуваних витків різі. Фіг. 1 4 29758 Фіг. 2 Фіг. 3 Фіг. 4 5 29758 Фіг. 5 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 6