устройство для установки шаров в двухрядный сепаратор (варианты)

Формула изобретения

1. Устройство для установки шаров в двухрядный сепаратор, содержащее загрузочное устройство для шаров, снабженное отсекателем, механизм для установки шаров в гнезда сепаратора с матрицей, имеющей лунки для шаров, отличающееся тем, что оно снабжено подающим диском, установленным с возможностью дискретного перемещения в горизонтальной плоскости, по наружному периметру которого с равным шагом выполнены гнезда, матрица установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения в горизонтальной плоскости и снабжена отверстием для вывода внутреннего кольца подшипника и наклонным желобом, а на поверхности матрицы с шагом, равным шагу расположения гнезд сепаратора, расположены ориентирующие элементы и лунки для шаров при этом ориентирующие элементы установлены с возможностью перемещения в вертикальной плоскости матрицы, с двух сторон которой и сверху перпендикулярно продольной оси расположены прижимные элементы.

2. Устройство для установки шаров в двухрядный сепаратор, содержащее загрузочное устройство для шаров, снабженное отсекателем, механизм для установки шаров в гнезда сепаратора с матрицей, а также пуансоном, отличающееся тем, что оно снабжено подающим диском, установленным с возможностью дискретного перемещения в горизонтальной плоскости, по наружному периметру которого выполнен ряд чередующихся отверстий двух различных диаметров, а также съемным стержнем, свободно размещенным в пуансоне и установленным в центре загрузочного устройства, матрица смонтирована на неподвижном стержне, размещенном внутри полого штока, при этом верхняя торцовая поверхность стержня совпадает с верхней горизонтальной плоскостью матрицы, на которой выполнены наклонные продольные каналы для шаров.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в подшипниковой промышленности при сборке преимущественно двухрядных сферических шарикоподшипников приборной группы.

В известных устройствах установку тел качения (роликов или шариков) в сепараторы при сборке подшипников осуществляют с помощью пуансонов-толкателей. Так, известен полуавтомат для вставления шаров в двухрядный сепаратор, позволяющий осуществить ввод шариков одновременно в оба ряда без поворота сепаратора, но с определенной очередностью заполнения в каждом ряду [1]

Полуавтомат состоит из корпуса, в котором размещен пневматический цилиндр. На верхний шток цилиндра посажена подпружиненная втулка с хвостовиком. В верхней части корпуса на столе смонтирована станина, на которой установлен шарораспределитель. Корпус соединен с цилиндрической обоймой-кулачком, в которой размещено загрузочное устройство. Подающие выступы обоймы (кулачка) расположены внутри в шахматном порядке. В верхнем (исходном) положении обойма фиксируется и удерживается посредством своей внутренней кольцевой выточки на пуансонах-толкателях шаров. Из бункера шары поступают в шарораспределитель, имеющий в каждом ряду столько отверстий, сколько должно быть шаров в каждом ряду сепаратора (за минусом по одному последнему в каждом ряду сепаратора для удобства при сборке подшипника с наружным кольцом).

Внутреннее кольцо подшипника с сепаратором одевается на хвостовик, т.е. устанавливается в горизонтальное положение, при котором в одно из отверстий сепаратора входит зуб обоймы-кулачка. Полуавтомат приводится в действие от пневматического привода, управление которым осуществляют ножной педалью. При движении вниз шток пневмоцилиндра увлекает за собой и внутреннее кольцо с сепаратором до положения, при котором гнезда сепаратора оказываются против соответствующих отверстий шарораспределителя. При дальнейшем движении вниз поршень нижним штоком упирается в корпус и увлекает за собой вниз обойму-кулачок. Обойма соответствующими выступами нажимает на подпружиненные пуансоны, которые заталкивают шары в заданном порядке в верхний и нижний ряды сепаратора одновременно. При движении поршня вверх внутреннее кольцо подшипника с сепаратором, заполненным шарами, снимают с хвостовика и процесс повторяют. К преимуществам полуавтомата относится то, что шарики вставляются одновременно в оба ряда сепаратора. Однако практическая реализация такого полуавтомата для заполнения шарами сепаратора малоразмерных подшипников приборной группы вызывает серьезные технические затруднения, т.к. связана с наличием достаточного количества малоразмерных кулачков и пуансонов-толкателей.

Известно и другое устройство для вставления шаров в двухрядный сепаратор, позволяющее осуществить ввод шариков в двухрядный сепаратор без его поворота [2]

Устройство также как и заявляемое может быть использовано при сборке подшипников приборной группы и взято в качестве прототипа. Оно состоит из конической кассеты; матрицы; нажимного устройства, снабженного системой рычагов и пружин, взаимодействующих с пуансоном и тарелкой, которая смонтирована подвижно на оси; и отсекателя, выполненного в виде двух концентрично расположенных колец с каналами, из которых внутреннее смонтировано на матрице, а наружное установлено на кассете поворотно и взаимодействует с кронштейном нажимного устройства. Кассета жестко крепится на стойках и несет на себе поворотное кольцо с окнами для прохода шариков. Поворот кольца осуществляют вручную с помощью рукоятки кронштейна. Пуансон размещен внутри подвижного полого штока. Матрица смонтирована в кассете также подвижно и подпружинена. Верхний торец матрицы имеет лунки для шариков. На торцах матрицы и тарелки выполнены зубья, образующие коронки, предназначенные для обжима лепестков сепаратора. Кронштейн с помощью рукоятки вручную отводят от матрицы и кольцо с сепаратором укладывают горизонтально на подвижный центр, размещенный в матрице. В это время шарики, загружаемые в кассету, проходя через окна колец отсекателя, располагаются в лунках матрицы. Таким образом сепаратор своими гнездами ложится на шарики.

При повороте кронштейна кольцо отсекателя, установленное в кассете, поворачивается и отсекает шарики для заполнения одного ряда сепаратора. После этого кронштейн поворачивается в положение, при котором пуансон и матрица устанавливаются соосно. Затем нажимают на рукоятку и, шток, перемещаясь вниз, через тарелку нажимает на сепаратор, и шарики заполняют нижний ряд сепаратора. При дальнейшем нажиме пуансон опускается, увлекая за собой вниз сепаратор с матрицей. При этом шарики, находящиеся в отсекателе, располагаются над гнездами верхнего ряда сепаратора. В это время тарелка опускается и, поворачиваясь на оси, занимает наклонное положение, что позволяет осуществить в дальнейшем постепенный ввод шариков в гнезда верхнего ряда сепаратора. При подъеме рукоятки матрица поднимается, шарики упираются в тарелку и постепенно заполняют гнезда сепаратора. Затем пуансон отрывается от кольца подшипника, а тарелка занимает горизонтальное положение, и происходит обжим обоих рядов лепестков сепаратора за счет зубьев, расположенных на торцах матрицы и тарелки. После отвода кронштейна в сторону от матрицы подшипник снимается с центра.

К недостаткам прототипа относится то, что устройство снабжено ручным механизмов ввода и вывода внутреннего кольца с сепаратором. Это снижает производительность. Кроме того, наличие пружины, рычагов усложняет его конструкцию и снижает надежность.

Задачей изобретения является создание устройства, обеспечивающего достаточную производительность и надежность заполнения шарами двухрядного сепаратора при сборке подшипников приборной группы. Для решения поставленной задачи предлагаются два варианта устройства. В обоих случаях она решается за счет обеспечения автоматической подачи внутреннего кольца и сепаратора на сборку, автоматического вывода собранного подшипника и за счет упрощения механизма установки шаров путем непосредственного их ввода в гнезда сепаратора. При этом устройство для установки шаров в двухрядный сепаратор, как и в прототипе, содержит загрузочное устройство для шаров, снабженное отсекателем, механизм для установки шаров в гнезда сепаратора с матрицей, имеющей лунки для шаров, а также пуансоном.

Отличием от прототипа по первому варианту является то, что устройство для установки шаров в двухрядный сепаратор снабжено подающим диском, установленным с возможностью дискретного перемещения в горизонтальной плоскости, по наружному периметру которого с равным шагом выполнены гнезда, матрица установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения в горизонтальной плоскости и снабжена отверстием для вывода внутреннего кольца подшипника и наклонным желобом, а на поверхности матрицы с шагом, равным шагу расположения гнезд сепаратора, расположены ориентирующие элементы и лунки для шаров, при этом ориентирующие элементы установлены с возможностью перемещения в вертикальной плоскости матрицы, с двух сторон которой и сверху перпендикулярно продольной оси расположены прижимные элементы. В процессе работы устройства матрицу устанавливают в корпус, на верхней горизонтальной поверхности которого размещают подающий диск. При совмещении очередного гнезда подающего диска с уложенными в него внутренним кольцом и сепаратором с отверстием на горизонтальной поверхности кольцо скатывается по наклонному желобу и устанавливается вертикально на поверхности матрицы перед ориентирующими элементами, которые предназначены для ориентации сепаратора под первый шарик. В дальнейшем одновременно с перемещением матрицы в горизонтальной плоскости происходит заполнение шарами лунок, их ввод в гнезда сепаратора и вывод собранного кольца подшипника через выводное отверстие в матрице.

Таким образом сокращается время на сборку подшипника. Производительность возрастает. При этом кольцо катится по поверхности матрицы. Прижимные элементы и регулировкой матрицы по высоте обеспечивают достаточный прижим гнезд сепаратора к ее поверхности при установке кольца и при их заполнении шарами и не требуется дополнительных элементов для обжима его лепестков. Как видно, простота конструкции позволяет повысить надежность устройства при сборке подшипников приборной группы.

Отличием от прототипа по второму варианту является то, что устройство для установки шаров в двухрядный сепаратор снабжено подающим диском, установленным с возможностью дискретного перемещения в горизонтальной плоскости, по наружному периметру которого выполнен ряд чередующихся отверстий двух различных диаметров, а также съемным стержнем, свободно размещенным в пуансоне и установленным в центре загрузочного устройства, матрица смонтирована на неподвижном стержне, размещенном внутри полого штока, при этом верхняя торцовая поверхность стержня совпадает с верхней горизонтальной плоскостью матрицы, на которой выполнены наклонные продольные каналы для шаров. Устройство обеспечивает автоматическую подачу сепараторов, которые указывают на нижнюю поверхность диска под отверстиями меньшего диаметра внутренних колец, размещенных на съемном стержне, где они удерживаются с помощью отсекателя, и автоматический вывод собранного кольца при совмещении диска отверстием большого диаметра с горизонтальной плоскостью матрицы, на которую оно выталкивается штоком. Кроме того, установка матрицы на неподвижном стержне, размещенном внутри полого штока, при его движении позволяет шарам по шарапроводам, выполненным на поверхности матрицы, после того как внутреннее кольцо разместится на неподвижном стержне, свободно заполнять гнезда нижнего ряда, а после установки на него сепаратора загрузочное устройство опускается и шары через соответствующие отверстия в пуансоне и с его помощью заполняют гнезда верхнего ряда сепаратора, а за счет зубьев, выполненных на его нижней поверхности, происходит обжатие верхних лепестков сепаратора. Отпадает необходимость в нажимном устройстве, снабженном системой рычагов и пружин, взаимодействующих с пуансоном и тарелкой. Повышается надежность заполнения шарами гнезд двухрядного сепаратора при сборке подшипников приборной группы.

На фиг. 1 (вид сбоку) и на фиг. 2 (вид сверху) дана кинематическая схема устройства для установки шаров в двухрядный сепаратор по первому варианту. На фиг. 3, 4 изображено то жe устройство по второму варианту, на фиг. 3 общий вид спереди в разрезе; на фиг. 4 показан подающий диск (вид сверху).

Вариант 1. Устройство для установки шаров в двухрядный сепаратор содержит подающий диск 1, загрузочное устройство для шаров 2, снабженное отсекателем 3, и матрицу 4. По наружному периметру диска с равным шагом выполнены гнезда 5. Матрица установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения в горизонтальной плоскости 6 и снабжена отверстием 7 для вывода внутреннего кольца подшипника и наклонным желобом 8, а на поверхности матрицы с шагом, равным шагу расположения гнезд сепаратора, расположены ориентирующие элементы 9 и лунки для шаров 10. При этом ориентирующие элементы подпружинены пружиной 11, которая крепится к нижней поверхности матрицы, с двух сторон которой и сверху перпендикулярно продольной оси расположены прижимные элементы 12, 13.

В исходном положении матрицу 4 устанавливают так, чтобы наклонный желоб 8 был совмещен с приемным окном 14, выполненным на горизонтальной плоскости 6. Внутреннее кольцо 15 с сепаратором 16 укладывают в гнезда 5 подающего диска 1, который приводится во вращение храповым механизмом 17. При совмещении очередного гнезда 5 с приемным окном 14 внутреннее кольцо 15 с сепаратором 16 под действием собственного веса, поворачиваясь на 90^o и скатываясь по наклонному желобу 8, устанавливается вертикально на поверхности матрицы 4 перед ориентрующими элементами 9. При этом кольцо удерживают на поверхности матрицы сверху прижимным роликом 13, а с боков прижимными щечками 12, которые размещены на раздвижных полуосях 18, установленных во втулках. Работой прижимных элементов управляют с помощью электромагнитов. При их включении полуоси 18 вдвигаются внутрь кольца до продольной оси матрицы, увлекая за собой подвижные прижимные щечки 12, и удерживают кольцо на поверхности матрицы. Срабатывает электромагнит 19, прижимной ролик 13 опускается на поверхность кольца и прижимает его к поверхности на время прохождения им ориентирующих элементов 9, создавая необходимый для этого тормозной момент. Затем с помощью отсекателя 3 отсекают два столба шаров по 9 штук в каждом.

Прижимной ролик 13 поднимается и матрица 4 начинает движение влево. Одновременно с движением матрицы в ее лунки начинают поступать шары по шаропроводам 20, поочередно заполняя их. При этом с каждой подачей следующего шара в лунку предыдущий заполняет очередное гнездо сепаратора, заставляя кольцо катиться по поверхности матрицы. После заполнения гнезд сепаратора шарами, кроме одного последнего в каждом ряду для удобства при сборке с наружным кольцом, матрица останавливается, полуоси 18 со щечками 12 выдвигаются из кольца и оно свободно проваливается через отверстие 7 в накопитель. Затем матрица занимает первоначальное положение и цикл повторяется.

Вариант 2 (см. фиг. 3. 4). Устройство для установки шаров в двухрядный сепаратор содержит подающий диск 1, установленный с возможностью дискретного перемещения в горизонтальной плоскости 2, по наружному периметру которого выполнен ряд чередующих отверстий двух различных диаметров 3, 4, загрузочное устройство для шаров 5, снабженное отсекателем в виде двух концентрично расположенных в одной горизонтальной плоскости колец внутреннего 6 и наружного 7 и съемным стержнем 8, который свободно размещен в пуансоне 9 и установлен в центре загрузочного устройства, и матрицу 10. Матрица смонтирована на неподвижном стержне 11, размещенном внутри полого штока 12. При этом верхняя торцовая поверхность стержня совпадает с верхней горизонтальной плоскостью матрицы, на которой выполнены наклонные продольные каналы 13 для шаров. Количество каналов равно числу гнезд в одном ряду сепаратора за минусом одного для удобства при сборке с наружным кольцом. На нижней поверхности диска с двух сторон отверстий меньшего диаметра установлены раздвижные лапки 14. Раздвижные лапки подпружинены и крепятся подвижно с помощью полуосей 15 на верхней поверхности диска. Загрузочное устройство 5 установлено неподвижно на горизонтальной плоскости 2 с помощью скользящей подпружиненной втулки 16 и направляющей 17.

Работа устройства. Сепаратор укладывают в отверстия диска меньшего диаметра 4 на раздвижные лапки 14. Съемный стержень 8 заполняют внутренними кольцами и устанавливают в загрузочное устройство 5, где они удерживаются с помощью отсекателя 18, размещенного в продольных отверстиях пуансона 9 с двух диаметрально противоположных сторон и на разных уровнях. Работой отсекателей 6 и 7 для шаров и для внутренних колец 18 управляют с помощью электромагнитов, которые крепятся на загрузочном устройстве. Загрузочное устройство 5 устанавливают соосно с матрицей 10. Диск 1 приводится в движение храповым механизмом 19. При совмещении очередного отверстия меньшего диаметра с осью матрицы 10 диск останавливается. Срабатывает отсекатель 18 и внутреннее кольцо, проходя сквозь сепаратор, одевается на неподвижный стержень 11 и ложится на поверхность штока 12, который опущен относительно нижней поверхности матрицы. Срабатывает отсекатель шаров нижнего ряда 6 и шары по шаропроводам 20 и по каналам на поверхности матрицы 13, а часть сквозь соответствующие им отверстия 21 на поверхности диска, заполняют нижний желоб кольца. Затем лапки 14 раздвигаются клином 22, расположенным между ними на верхней поверхности диска с помощью кулачкового механизма 23 в центре диска. Сепаратор опускается на внутреннее кольцо. Таким образом шары свободно заполняют гнезда нижнего ряда сепаратора. Диск 1 поворачивается и совмещается с осью матрицы отверстием большого диаметра 3. Загрузочное устройство 5 опускается.

Срабатывает отсекатель 7 для шаров верхнего ряда и шары по шаропроводам 24 и сквозь отверстия на нижней поверхности пуансона 9 заполняют гнезда верхнего ряда сепаратора. При дальнейшем движении пуансона вниз шары вдавливаются в гнезда верхнего ряда сепаратора, а за счет зубьев на его нижней торцовой поверхности происходит обжатие верхних лепестков сепаратора. Загрузочное устройство 5 поднимается и штоком 11 собранное кольцо выталкивается на горизонтальную плоскость 2.