устройство для контактного заневоливания пружин

Формула изобретения

1. Устройство для контактного заневоливания пружин, содержащее верхний и нижний вкладыши, стакан для установки в нем вкладышей и между ними испытуемой пружины и пуансон с шаровой поверхностью, контактирующей с шаровой поверхностью верхнего вкладыша, при этом нижний вкладыш установлен с возможностью вращения относительно оси стакана, а верхний - с возможностью вращения и перемещения вдоль оси стакана и отклонения оси от оси пуансона, а вкладыши выполнены с кольцевыми проточками на торцах диаметром, соответствующим внутреннему диаметру пружины, и глубиной не менее высоты витка пружины, при этом стакан выполнен с внутренним диаметром в пределах от диаметра сжатой пружины до диаметра навитой пружины, отличающееся тем, что верхний вкладыш связан с пуансоном при помощи ступенчатого винта с обеспечением зазоров между наружной поверхностью цилиндрической части винта и поверхностью отверстия во вкладыше и между головкой винта и ответной поверхностью вкладыша и равномерного распределения усилия контактного заневоливания по диаметру пружины для механизации установки устройства на пружину, снятия с нее верхнего вкладыша, установки пружины в стакан и удаления ее из стакана.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нижний вкладыш связан с нижним цилиндром пресса посредством штока для вытеснения пружины из стакана и удаления ее с нижнего вкладыша.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в устройствах для повышения несущей способности и рабочих характеристик пружин методами пластической обработки металла. Может быть применено в отраслях промышленности, изготавливающих и применяющих пружины - на предприятиях ВПК, машиностроения, авиастроения, автомобильной промышленности, сельхозмашиностроения.

Известны устройства для контактного заневоливания пружин, описанные в авторских свидетельствах СССР № № 198747, 348792, 419660, 486233, 643684, 815346, 825253, пат. RU 2251036, пат. RU 2251037, пат. RU 2286556, пат. RU 2296968, пат. RU 2392083, пат. RU 2393042, пат. RU 2393043.

Наиболее близким является устройство по пат. RU 2393042, предназначенное для пластического упрочнения пружин с зашлифованными крайними витками вплоть до начала рабочих витков, для которых основным критерием является совмещение силы пружины с ее осью. Это - пружины двигателей, работающие с безударным силовым контактом витков пружины гидравлических систем, пружины вооружения.

Недостатком устройства является необходимость ручного труда при установке на пружину и снятии с нее верхнего вкладыша устройства, при установке пружины в стакан и удалении ее из стакана устройства. Это непроизводительно и препятствует осуществлению механизации процесса заневоливания.

Технической задачей изобретения является усовершенствование устройства и устранение указанных недостатков.

Технический результат достигается за счет новых элементов и их новых связей устройства для контактного заневоливания пружин, а именно: устройство содержит верхний и нижний вкладыши, стакан для установки в нем вкладышей и между ними испытуемой пружины и пуансон с шаровой поверхностью, контактирующей с шаровой поверхностью верхнего вкладыша, при этом нижний вкладыш установлен с возможностью вращения относительно оси стакана, а верхний - с возможностью вращения и перемещения вдоль оси стакана и отклонения оси от оси пуансона, а вкладыши выполнены с кольцевыми проточками на торцах диаметром, соответствующим внутреннему диаметру пружины, и глубиной не менее высоты витка пружины, стакан выполнен с внутренним диаметром в пределах от диаметра сжатой пружины до диаметра навитой пружины, отличающееся тем, что верхний вкладыш связан с пуансоном при помощи ступенчатого винта с зазором между наружным диаметром цилиндрической части винта и внутренним диаметром отверстия во вкладыше и зазором между головкой винта и ответной поверхностью вкладыша для обеспечения равномерного приложения усилия контактного заневоливания по диаметру пружины и механизации установки на пружину и снятия с нее верхнего вкладыша, в том числе для обеспечения возможности механизации установки пружины в стакан и удаления ее из стакана известными устройствами, а нижний вкладыш связан штоком с нижним цилиндром пресса для вытеснения пружины из стакана устройства и обеспечения возможности удаления ее с вкладыша известными устройствами.

В предложенном устройстве ступенчатый винт выполняет функцию не только элемента для соединения верхнего вкладыша с пуансоном, давая тем самым возможность снять верхний вкладыш с торца пружины вместе с поднимающимся пуансоном от движения верхней плиты пресса вверх. Ступень ступенчатого винта обеспечивает зазор между шаровыми поверхностями верхнего вкладыша и пуансона за счет разности высоты вкладыша в месте контакта с головкой ступенчатого винта и соответственно большей длины цилиндрической ступенчатой части ступенчатого винта, что совместно с имеющимся зазором между наружным диаметром цилиндрической части винта и внутренним диаметром ответного отверстия во вкладыше позволяет вкладышу отклоняться от оси пуансона для обеспечения равномерного приложения усилия пресса по диаметру витка пружины, так и для снятия и установки верхнего вкладыша на пружину в процессе контактного заневоливания.

На фиг.1 представлено усовершенствованное устройство; на фиг.2 представлена схема установки устройства на пресс.

Устройство состоит из установленного на плите стакана, в котором размещены испытуемая пружина, верхний вкладыш, связанный с пуансоном ступенчатым винтом с зазорами, позволяющими вкладышу отклоняться от оси пуансона для обеспечения равномерного распределения усилия пресса по диаметру витка пружины, и нижний вкладыш, связанный жестко штоком с нижним цилиндром пресса. При этом торцы сжатой пружины контактируют с кольцевыми проточками на торцах вкладышей, упираясь торцами витков в них, а витки контактируют с внутренней поверхностью стакана. А зазор между шаровыми поверхностями верхнего вкладыша и пуансона образуют разностью высоты вкладыша в месте контакта с головкой ступенчатого винта и соответственно большей длины цилиндрической ступенчатой части ступенчатого винта, зазор между наружным диаметром цилиндрической части винта и внутренним диаметром ответного отверстия во вкладыше создают разностью их диаметров соответственно.

Устройство применяется с прессом, имеющим размещенный на нижней поперечине станины стол для установки устройства, размещенный в верхней поперечине станины главный гидроцилиндр с ползуном и прикрепленной к последнему верхней плитой, нижний гидроцилиндр, а также встроенную электронную (или механическую) систему, позволяющую раздельно управлять началом и скоростью движения ползуна пресса от главного гидроцилиндра и началом и скоростью движения нижнего гидроцилиндра. Таким прессом является «Пресс гидравлический для пластмасс» гаммы прессов «ДЕ» производства Оренбургского производственного объединения «Гидропресс» или ему подобный.

Работает устройство следующим образом. Устройство устанавливают на неподвижный стол пресса, а пуансон 5 с прикрепленным ступенчатым винтом 6 вкладышем 4 закрепляют к верхней подвижной плите пресса. В стакан 2 вставляют заневоливаемую пружину 3 таким образом, чтобы торцы пружины контактировали с кольцевыми проточками торцов вкладышей 4 и 7. Затем пуансон 5 с вкладышем 4 посредством движения пресса опускают, отчего пружина 3, поджимаясь вкладышем 4, увеличивает свой наружный диаметр до тех пор, пока все ее витки не придут в непрерывный контакт с внутренней поверхностью стакана 2, диаметр которого выполнен в пределах от диаметра сжатой пружины до диаметра навитой пружины. Благодаря контакту торцов пружины с кольцевыми проточками торцов вкладышей и контакту витков пружины с внутренней поверхностью стакана сжатая пружина займет правильную геометрическую форму. Благодаря возможности смещения шаровой поверхности верхнего вкладыша 4 относительно шаровой поверхности пуансона 5 усилие пресса равномерно распределится по диаметру сжатой пружины. После требуемой выдержки под нагрузкой величиной 10 300 F₃ пуансон 5 с прикрепленным ступенчатым винтом 6 вкладышем 4 поднимают движением пресса, освобождая заневоленную пружину 3 для выполнения операций удаления ее из стакана и установки последующей пружины в стакан известными устройствами, например промышленным роботом.

Но возможно удалять заневоленную пружину без применения промышленного робота: вначале ее вытесняют из стакана движением вверх нижнего вкладыша 7 посредством штока 8, соединенным с нижним цилиндра пресса, а затем удаляют с вкладыша применяемыми при штамповке устройствами или сжатым воздухом из воздушного пистолета. Устанавливают пружину в стакан установленного на пресс устройства промышленным роботом или шибером делительного устройства со склиза или с подающего конвейера, удаляют пружину на следующий конвейер или склиз, образуя таким образом автоматическую линию для производства высокопрочных пружин.

Преимущество усовершенствованного устройства относительно прототипа заключается в осуществлении механизации операций установки на пружину и снятия с нее верхнего вкладыша, в обеспечении возможности механизации операций установки пружины в стакан и удаления ее из стакана известными при штамповке устройствами, что ликвидирует ручной труд и повышает производительность процесса заневоливания пружины.

Источники информации

1. Пат. RU 2393042 С1, МПК В21F 35/00, F16F 1/02, Устройство для контактного заневоливания пружин / Тебенко Ю.М., Землянушнова Н.Ю., Землянушнов Н.А. - № 2009119496/02; заявлено 22.05.2009; опубл. 27.06.2010, Бюл. № 18. - 4 с.