Устройство для прижима полуколец к цилиндрическим поверхностям Дагиса

Номер патента: 254

Опубликовано: 30.12.1993

Автор: Дагис Зигфрид Станиславович

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Изобретение относится к оборудованию для сборки сварных конструкций, в частности к переносным ручным сборочным устройствам, предназначенным для закрепления полуколец относительно друг друга на цилиндрической поверхности детали при изготовлении сварных конструкций, и может быть применено при ремонте и устранении повреждений трубопроводов различного назначения. Цель изобретения - расширение технологических возможностей, повышение производительности и качества сборки. Устройство содержит корпус 1 в виде скобы, опорную и подвижную зажимные головки. К корпусу присоединена поворотная вильчатая опора 3, а к нажимному механизму - поворотная вильчатая пята 7. В вилках шарнирно установлены зажимные головки (3Г) для поджима полуколец 36 и 37 к цилиндрическим поверхностям. Каждая ЗГ снабжена двуплечим рычагом, к плечам которых шарнирно присоединены самоустанавливающиеся на цилиндрической поверхности прижимные элементы 16, 17, 26, 27. В 3Г имеются прижимные элементы, обеспечивающие распределение радиальных сил по периметру полуколец не менее чем в трех равноудаленных точках. Конструкция обеспечивает автоматическое раскрытие и закрытие откидных 3Г. Заводные пружины обеспечивают самоустановку 3Г в заданное положение.

Текст

Смотреть все

Изобретение относится к оборудованию для сборки сварных конструкций, в частности к переносным ручным сборочным устройствам, предназначенным для закрепления полуколец относительно друг друга на цилиндрической поверхности при изготовлении сварных конструкций, и может быть применено при ремонте и устранении повреждений трубопроводов различного назначения.На фиг. 1 изображена конструкция устройства в момент закрепления на шейках двух полуколец на фиг. 2 - устройство в позиции перед его установкой на шейку и после снятия с шейки на фиг. 3 - вариант конструкции прижимных элементов зажимных головок на фиг. 4 - вариант зажимной головки с прижимным элементом, выполненным в виде сектора переменной жесткости.Устройство состоит из корпуса 1 нажимного механизма, опорной и подвижной зажимной головки, к корпусу 1 прикреплено кольцо 2 вильчатой поворотной опоры 3 и гайка 4 винтового нажимного механизма. Согласно предлагаемому техническому решению, могут быть применены другие нажимные механизмы (гидравлические,пневматические и т.д.).Винтовой нажимной механизм имеет нажимной винт 5 с рукояткой 6 и гайку 4. На цилиндрическом конце нажимного винта 5 изготовлена стопорная кольцевая канавка и установлена вильчатая поворотная пята 7. К вильчатой пяте 7 прикреплена державка 8 заводной пружины 9. Заводная пружина 9 удерживает пяту в заданном положении относительно корпуса 1. Заводная пружина 9 выполнена в виде стержня (ленты) из пружинной стали и соединена с корпусом 1 при помоши двух упоров 10, закреплнных на корпусе 1. Согласно изобретению, в качестве заводных могут быть использованы другие виды пружин,например цилиндрические.В вильчатой поворотной опоре 3 опорной зажимной головки закреплена заводная пружина 11 при помоши винта 12. Заводная пружина 11 выполнена в виде стержня из пружинной стали и соединена с корпусом 1 при помоши двух упоров 13, между которыми размешен конец пружины 11. Вильчатая поворотная опора 3 и вильчатая поворотная пята 7 соосны и имеют обшую ось ОО, относительно которой в заданных пределах может быть повернут корпус 1 в любую сторону(вектор (1),). Угол поворота корпуса относительно оси О-О ограничивается собственно конструкцией детали, к которой поджимают полукольца, а также конструкцией заводных пружин 9 и 11.Поворотом корпуса 1 относительно оси О-О в направлении (щ обеспечивается смешение корпуса 1 по отношению к свариваемым стыкам и происходит улучшение доступа для их сварки. Таким образом, обеспечивается повышение про 254изводительности труда и создаются условия для более качественного выполнения сварочных работ. Корпус 1 после поворота относительно оси О-О удерживается за счет сил трения в опоре и пяте нажимного винта. После уменьшения усилия в нажимном механизме уменьшаются силы трения и заводные пружины 9 и 11 возврашают корпус 1 в исходное положение.Устройство по фиг. 1-4 снабжено двумя идентичными сменными зажимными головками,предназначенными для прижима полуколец и секторов к цилиндрическим поверхностям.Одна зажимная головка соединена с вильчатой пятой 7 шарнирно при помоши оси 14 и она может перемешаться нажимным механизмом возвратно-поступательно. Поэтому она названа подвижной зажимной головкой. Другая зажимная головка соединена шарнирно с вильчатой опорой 3 при помоши оси 15 и названа опорной. Подвижная зажимная головка содержит прижимные элементы 16 и 17 с закрепленными на них кронштейнами 18 и 19. Прижимные элементы 16 и 17 своими кронштейнами с помошью осей 20 и 21 установлены на плечах двуплечего рычага 22.Подвижная зажимная головка имеет двуплечий рычаг 22, который при помоши оси 14 соединен с вильчатой пятой 7 нажимного механизма. Двуплечий рычаг 22 является основанием зажимной головки и к его плечам при помоши вильчатых кронштейнов 18 и 19 присоединены прижимные элементы 16 и 17, выполненные в виде кольцевых секторов. Согласно изобретению, прижимные элементы 16 и 17 зажимных головок могут быть выполнены сменными. На двуплечем рычаге закреплен упор 23, который взамодействует с державкой 8 заводной пружины 9 и ограничивает поворот зажимной головки во внутрь скобы.Согласно изобретению, упор 23 может быть закреплен на державке заводной пружины 9. В противоположную сторону угол поворота зажимной головки вокруг оси 14 ограничен фаской корпуса пяты 7.Поворот прижимных элементов 16 и 17 вокруг осей 20 и 21 ограничен с одной стороны упорами 24 и 25, а с другой - зазором 3 между торцами прижимных элементов зажимной головки.Опорная зажимная головка состоит из кулачков 26 и 27, которые снабжены вильчатыми рычагами 28 и 29. Вильчатые рычаги 28 и 29 соединены шарнирно осями 30 и 31 с двуплечим рычагом 32, который шарнирно присоединен при помоши оси 15 к вильчатой поворотной опоре 3. На двуплечем рычаге 32 закреплены упоры 33 и 34, ограничивающие поворот кулачков 26 и 27 вокруг осей 30 и 31. Поворот двуплечего рычага 32 вокруг оси 15 вызывает поворот опорной зажимной головки вокруг этой оси. Угол 012 поворота опорной головки с одной стороны ограничен упором 35, который закреплен на корпусе 1, а сдругой - поверхностью фаски поворотной опоры 3.В предлагаемой конструкции устройства радиальные усилия, действующие на прижимающие элементы головок, имеют величину, превышающую половину усилия, создаваемого нажимным винтом 5.Радиальные усилия зависят от величины центрального угла 011 (фиг. 1) между радиальной плоскостью, проходящей через ось соединения кулачков с двуплечим рычагом и направлением действия усилия, создаваемого нажимным винтом. Изменяя величину центрального угла 011,можно регулировать не только величину радиального усилия, действующего на прижимные элементы головок, но и распределение усилий,прилагаемых в точках контакта прижимных элементов полукольцами. С увеличением угла 011 увеличивается радиальное усилие, действующее на кулачок, и усилия в места контакта кулачков с полукольцами в зоне стыка.Диапазон рациональных величин центрального угла 011, определяющего положение осей соединения прижимных элементов с двуплечими рычагами, находится в пределах 25-40 (для конструкции зажимных головок, приведенных на фиг. 1 и 2).Места контакта прижимных элементов головок 16, 17 и 26, 27 с наружными поверхностями полуколец 36 и 37 при поджиме их к шейкам валов 38 задают выбором размеров секторов кулачков и их расположением относительно радиальной плокости, проходящей через оси 20 и 21, 30 и 31 шарниров.Прижимные элементы, изготовленные в виде кольцевых секторов по фиг. 1-3, имеют внутренние диаметры (12 меньше (примерно на 15 мм) наименьшего возможного диаметра полуколец (11. Это соотношение диаметров гарантирует контакт кулачков с полукольцами в зоне из концов А 1 и А 2Угол поворота прижимных элементов вокруг расчетного положения на двуплечих рычагах, т. е. радиальной плоскости, проходящей через шарниры, задан в пределах до 10. Эти углы обеспечивают самоустановку прижимных элементов без их замены при разных диаметрах наружных поверхностей полуколец и расширяют технологические возможности устройства.Для сварки стыков полуколец 36 и 37 на шейках 38 необходимо, чтобы зазор 2 между прижимными элементами был больше зазора 1 в стыках полуколец, он должен обеспечивать свободный доступ для сварки. Для обеспечения работоспособности устройству необходимо учесть следующее.Если после снятия прижимающего усилия корпус 1 устройства (фиг. 2) переместить по направлению вектора 171 относительно шейки 38, то под воздействием шейки на прижимные элементы 16 и 26 произойдет опрокидывание подвижной иопорной зажимных головок, т.е. поворот двуплечих рычагов по направлению векторов (02 вокруг осей 14 и 15. При этом угол поворота 012 может зависеть от величины зазора 2 в стыках прижимных элементов 17 И 27. Возможны два случая. Зазор 2 велик. Стыки прижимных элементов 17 и 27 головок при равных углах поворота 012 не контактируют. В этом случае угол поворота 012 ограничен упором двуплечих рычагов в фаски опоры 3 и пяты 7.Величина раскрытия прижимных элементов 16 и 26 определяется углом поворота до упора,причем их раскрытие должно быть больше (11. При величине раскрытия кулачков 16 и 26 больше(11 обеспечивается возможность свободного снятия и установки устройства на шейке с полукольцами.Во втором случае зазоры 2 в стыках прижимных элементов 17 и 27 головок недостаточны,при равных углах поворота двуплечих рычагов стыки контактируют друг с другом и ограничивают величину угла их поворота 012 и раскрытие прижимных элементов 16 и 26. При этом возможен случай, когда величина раскрытия прижимных элементов 16 и 26 меньше величины (11. В этом случае устройство становится неработоспособным.Для обеспечения работоспособности устройству в этом случае необходимо обеспечить опережающий поворот одной зажимной головки вокруг оси 14 или 15 по сравнению с другой. В этом случае произойдет раскрытие стыков прижимных элементов 16 и 26 на необходимую величину. Для обеспечения работоспособности устройству в этом случае необходимо увеличить угол поворота 012 одного из двуплечих рычагов вокруг оси.С учетом изложенного в настоящем изобретении граничные значения углов поворота 012 двуплечих рычагов 22 и 32 заданы в пределах 2560,для обеспечения работоспособности в сумме углы поворота 012 двуплечих рычагов 22 и 32 всегда Должны быть больше 60 С. Очевидно, оптимальный диапазон суммарных углов поворота головок находится в пределах 6090.Предложенная конструкция и возможность поворота прижимных элементов 16, 17 и 26, 27 относительно двуплечих рычагов 22 и 32 вокруг осей 20, 21 и 30, 31 и применение в устройстве одной подвижной зажимной головки дает возможность обеспечить поджим каждого полукольца к шейкам в четырех точках, при этом допускается вариация наружных диаметров полуколец в широких пределах. Поэтому конструкция обладает широкими технологическими возможностями,обеспечивает плотное и качественное прилегание полуколец к цилиндрическим поверхностям, Прижимные элементы зажимных головок могут быть изготовлены в виде призм или другой формы. Согласно изобретению, предусмотрен вариант прижимного элемента (фиг. 4), выпол 7ненного в виде кольцевого сектора переменной жесткости.Согласно варианту по фиг. 4, прижимной элемент содержит укороченное полукольцо (сектор) 39 Т-образного сечения. В нем выполнены отверстия с прорезями 40, уменьшающие жесткость сектора в заданных местах. Следовательно,прижимной сектор образует отдельные секторы повышенной жесткости, соединенные в одно целое участками (перемычками) малой жесткости.Прижимной сектор 33 шарнирно присоединен к двуплечему рычагу 22 (фиг. 4) при помощи серег 41. Серьги 41 присоединены к концам прижимного сектора 39 осями 42, а вторые концы серег присоединены шарнирно к концам плеч двуплечего рычага 22 осями 43 (фиг. 4).Количество секторов повышенной жесткости и надрезов может быть любым. Нами применялись секторы 39 с двумя надрезами 40, как изображено на фиг. 4, причем обеспечивалось необходимое и достаточно плотное прижатие полуколец 36 и 37 к шейкам (фиг.2).При этом зажимная головка имеет следующие особенности.Если диаметр рабочей поверхности сектора 39 (13 (фиг. 4) больше диаметра полуколец на шейках (1, (фиг. 2), в этом случае полукольца 36 и 37 к шейкам прижимаются в трех точках, а именно в средней части полуколец 36 и 37 и в зоне их стыков, т. е. в зоне сварки полуколец.Если же диаметр (13 меньше диаметра (1, в заданных пределах (до 3 мм), то в этом случае средняя и крайняя части (фиг. 4) - повышенной жесткости, под действием прижимающих усилий,приложенных через серьги 41 к концам сектора 39, будут его деформировать и секторы повышенной жесткости будут контактировать с прижимными полукольцами 36 и 37 в шести точках, в том числе и в зоне свариваемых стыков. Шарнирное соединение прижимного сектора 39 с двуплечим рычагом 22 обеспечивает возможность деформации сектора и копирование поверхности прижимаемых полуколец 36 и 37 и самоустановку зажимных головок. Смещение прижимного сектора 39 относительно двуплечего рычага 22 в заданных пределах обеспечивается упорами 44.Применение в производстве конструкции устройства с опрокидывающими зажимными головками позволяет существенно упростить сборку и уменьшить трудоемкость закрепления полуколец винтовым зажимным механизмом на шейках.Работа устройства представлена на примере восстановления изношенных шеек коленчатых валов автотракторных двигателей способом установки ремонтных полуколец с применением сварки их стыков на шейках.Пример. Восстановление коренных и шатун ных шеек коленчатых валов тракторных двигателей ЯМ 3-238 НБ.Номинальные диаметры шатунных шеек 88 мм, коренных - 110 мм. Шатунные и коренные шейки снабжены масляными каналами, проходящими перпендикулярно к оси насквозь через шейки.На шейки устанавливают закаленные ремонтные полукольца, снабженные отверстиями,которые совмещают при сборке с масляными каналами.Толщину полуколец на восстановленных шейках выбирают в пределах от 2,0 до 3-х мм. В нашем примере толщина полуколец задана 2,5 мм. Поэтому диаметр шатунных шеек перед установкой ремонтных полуколец должен быть 83 мм, а коренных - 105 мм.Устройство при восстановлении шеек коленчатых валов работает следующим образом.На подготовленную шейку 38 устанавливают ремонтные полукольца 36 и 37. Совмещают их отверстия с отверстиями в шейках 38. Поворачивают подвижную и опорную зажимные головки вокруг осей 14 и 15. Раскрывают прижимные элементы 16 и 26 (фиг. 2). Эти прижимные элементы в раскрытом виде выполняют роль ловителей шейки. Удерживая устройства за корпус 1 в руках, подносят его к шейке и перемещают энергичным движением перпендикулярно к шейке, по направлению вектора 172. При выполнении этой операции шейка 38 с полукольцами входит в раскрытые зажимные головки и упирается в прижимные элементы 17 и 27. Усилия, приложенные к прижимным элементам 17 и 27, передаются двуплечим рычагам 22 и 32, которые поворачиваются вокруг осей 14 и 15 до положения, ограниченного упорами 23 и 25. При этом подвижная и опорная зажимные головки приходят в положение, изображенное на фиг. 1. Устройство установлено на шейке.Поворачивают устройство вокруг оси шейки и размещают стыки ремонтных полуколец в среднюю часть зазора 2 прижимных элементов зажимных головок. Вращают за ручку 6 винт 5 нажимного механизма и предварительно поджимают полукольца 36 и 37 к шейке 38 с заданным удельным усилием (6,0-10,0 кг/см 2).После предварительного поджима полуколец поворачивают корпус 1 (скобу) относительно оси О-О на угол, обеспечивающий свободный доступ к стыкам для их сварки.Увеличивают усилие поджатия полуколец примерно в два раза. Конструкция готова для сварки стыков, Сваривают стыки, например, с одновременной приваркой их к шейкам.Вращают ручку нажимного винта в противоположном направлении и снимают усилие, действующее на зажимные головки. Под действием сил упругости заводных пружин 9 и 11 корпус 1 возвращается в исходное положение, т. е. в плоскость качения зажимных головок вокруг осей 14 и 15.Вручную перемешают устройство относительно шейки 38 в направлении вектора 171 (фиг. 2). Шейка 38 воздействует на прижимные элементы 16 и 26. Под силовым воздействием зажимные головки поворачиваются вокруг осей 14 и 15, они раскрываются и принимают положение, изображенное на фиг. 2. Шейка 38 выходит из зажимных головок устройства, а устройство принимает положение, необходимое для установки на следуюшую шейку.Конструкция устройства дает возможность улучшить доступ к свариваемым стыкам и обеспечивает качественное поджатие полуколец при различных диаметрах наружных цилиндрических поверхностей в широких пределах, что расширяет технологические возможности устройства.1. Устройство для прижима полуколец к цилиндрическим поверхностям, содержащее корпус,нажимной механизм, опорную и подвижную зажимные головки с кронштейнами и прижимными элементами, отличающееся тем, что, с цельюрасширения технологических возможностей, повышения производительности и качества сборки,устройство снабжено вильчатой опорой, установленной на корпусе с возможностью поворота вокруг своей оси, вильчатой пятой с державной,установленной на нажимном механизме с возможностью поворота вокруг своей оси. двуплечими рычагами, каждый из которых шарнирно связан с опорой и пятой соответственно упорами,закрепленными на концах двуплечих рычагов с возможностью взаимодействия с прижимными элементами, упорами, закрепленными на корпусе устройства, элементами фиксации зажимных головок, один из которых закреплен на опоре, а другой на державке пяты с возможностью взаимодействия с упорами, закрепленными на корпусе устройства, прижимные элементы посредством кронцпейнов шарнирно закреплены на плечах рычагов.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем,что элементы фиксации зажимных головок выполнены в виде заводных пружин.

МПК / Метки

МПК: B23K 37/04, B23P 6/00

Метки: дагиса, устройство, прижима, цилиндрическим, поверхностям, полуколец

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/6-254-ustrojjstvo-dlya-prizhima-polukolec-k-cilindricheskim-poverhnostyam-dagisa.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Устройство для прижима полуколец к цилиндрическим поверхностям Дагиса</a>

Похожие патенты