ШАГОЗАДАЮЩИЙ МЕХАНИЗМ ПРУЖИНОНАВИВОЧНОГО СТАНКА

Полезная модель относится к конструкции оборудования для изготовления пружин и может быть использована в производстве винтовых пружин различного назначения.
Пружинонавивочные станки известных конструкций в качестве основных элементов включают шагозадающий механизм с шаговыми упорами. В процессе навивки пружины шаговые упоры должны быть перемещены из исходного положения в крайнее, определяемое установленным шагом навивки и количеством витков, а затем - после окончания навивки - возвращены в исходное положение. Это требует наличия привода шаговых упоров. Типовым решением является размещение шаговых упоров на штангах, жестко соединенных между собой траверсой. Различия в технических решениях касаются чаще всего способа привода траверсы и, соответственно, штанг с шаговыми упорами.
Известен автомат для навивки пружин, в котором шаговые упоры укреплены на штангах, соединенных между собой траверсой, в которую вмонтирована винтовая пара, соединенная, в свою очередь, через муфту с электродвигателем (А.С. 776725, опубл. 07.11.1980. Бюл. №41). Возвратно-поступательное движение шаговым упорам передается через винтовую пару от электродвигателя.
К недостаткам известного решения относится усложнение и удорожание конструкции из-за наличия в приводе шаговых упоров винтовой пары.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков - прототипом заявляемой полезной модели - является шагозадающее устройство к пружинонавивочному автомату, включающее штанги, установленные в корпусе с возможностью осевого перемещения и жестко связанные с траверсой, кинематически связанный с траверсой рычажный механизм, получающий перемещение от специального элемента, имеющего заданный контактный профиль, и закрепленный на штанге шаговый упор, поступательное движение которого в рабочее положение осуществляется через рычажный механизм, а возвратное движение в исходное положение осуществляется с помощью пружины сжатия, установленной между траверсой и звездочкой механизма регулирования шага навивки (А.С. 528990, опубл. 25.09.1976. Бюл. №35). По известному решению, для возврата траверсы со штангами и шаговыми упорами в исходное положение используется единственная пружина.
По многолетнему собственному опыту производства пружин, заявителю известно, что в процессе работы пружина сжатия может получить осадку. Это касается и возвратной пружины. При этом усилие, которое она создает, уменьшается. Чем точнее должна быть выполнена пружина, навиваемая на станке, тем жестче требования, предъявляемые к перемещению шаговых упоров: перемещение должно быть плавным при минимальных зазорах в сопряжении штанги с втулкой, где она двигается. Очевидно, что, чем меньше зазор в сопряжении штанги, тем больше вероятность нарушения плавности движения, вплоть до закусывания штанги во втулке. В случае осадки возвратной пружины, ее усилия может оказаться недостаточно для перемещения шагового упора в исходное положение. При увеличении зазора вероятность закусывания уменьшается, но возрастают риски перекосов штанги и нарушения величины заданного шага. Усилие пружины должно быть достаточным для возврата траверсы со штангами в исходное положение.
К недостаткам известного решения относится использование для возврата шагового упора в исходное положение единственной пружины сжатия, установленной между звездочкой регулирования шага навивки и траверсы, жестко связанной со штангами шаговых упоров. В условиях автоматической работы пружинонавивочного станка это может привести к массовому браку из-за постепенной осадки пружины и, как следствие, неполного возвращения шагового упора в исходное положение. Установка соосно данной пружине еще одной пружины по типу того, как это делается в механизмах газораспределения двигателей внутреннего сгорания, часто невозможно из-за традиционно плотных компоновок пружинонавивочных станков: для второй пружины недостаточно места.
Технической задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является повышение надежности шагозадающего механизма пружинонавивочного станка за счет уменьшения рисков невозврата шагового упора в исходное положение.
Решение поставленной технической задачи достигается за счет увеличения количества пружин, предназначенных для обеспечения возвратного движения шагового упора.
Предлагаемый в качестве настоящей полезной модели шагазадающий механизм пружинонавивочного станка поясняется чертежом (фиг.) и включает корпус 1, в котором подвижно установлены штанги 2 и 3, жестко соединенные между собой траверсой 4. На фигуре изображен не исключающий другие варианты осуществления пример предлагаемого устройства, в котором шаговый упор 5 закреплен только на одной штанге (на фиг. показан шаговый упор 5, закреплен на конце штанги 3).
В траверсу 4 между штангами 2 и 3 ввернут шток 6. Вторым концом шток 6 установлен в направляющую втулку 7 с возможностью вращательного и возвратно-поступательного движения в ней. В части штока 6, удаленной от его резьбовой части, выполнен шпоночный паз 61. На штоке 6 посредством шпонки (на фигуре не выделена позицией), входящей в шпоночный паз 61, закреплена звездочка 8 механизма регулирования шага навивки, связанная, в свою очередь, через цепную передачу с источником вращения (на фигуре не показаны). Между траверсой 4 и звездочкой 8 на штоке 6 установлена пружина 9. Основной функцией пружины 9 является удержание на месте звездочки 8 при обратном движении траверсы 4 и связанного с ним штока 6.
Предлагаемый шагозадающий механизм пружинонавивочного станка включает также двуплечий рычаг 11, контактирующий одним плечом с элементом, имеющим заданный контактный профиль - копиром 12, и другим плечом - с подвижным упором 10. В подвижный упор 10 упирается конец штока 6. Копир 12 имеет профиль, определяемый формой и размерами навиваемой пружины.
Для обеспечения высокой точности навивки необходимо беззазорное замыкание контактирующих элементов копира 12, двуплечего рычага 11, подвижного упора 10 и штока 6 по линии приложения нагрузки.
Оптимальным является приложение нагрузки от двуплечего рычага 11 к штоку 6 строго по оси штока 6. В этом случае не возникает боковая сила, создающая перекос и заклинивание штока 6 в направляющей втулке 7. Однако осуществить на практике такую схему невозможно из-за неизбежных отклонений при изготовлении деталей станка.
Подвижный упор 10, установленный с малыми зазорами на штангах 2 и 3, позволяет минимизировать боковую силу даже при смещении вектора силы от двуплечего рычага 11 относительно оси штока 6. А применение шпоночного паза на штоке вместо шлиц, как это сделано в известном решении, принятом за прототип, позволяет уменьшить площадь соприкосновения штока с сопрягаемыми деталями и, за счет этого, уменьшить вероятность заклинивания штока в процессе работы станка.
На концах штанг 2 и 3, выступающих за пределы корпуса 1 со стороны, противоположной шаговому упору 5, установлены пружины сжатия 13. Такое размещение пружин сжатия 13 позволяет не занимать внутреннее пространство корпуса и обеспечивает легкий доступ при техническом обслуживании и ремонте как к пружинам сжатия 13, так и к элементам конструкции пружинонавивочного станка, находящимся в корпусе 1.
Предлагаемый в качестве настоящей полезной модели шагозадающий механизм пружинонавивочного станка работает следующим образом.
Положения всех элементов шагозадающего механизма пружинонавивочного станка перед началом или после окончания навивки будем условно называть исходными положениями.
Перед началом навивки выполняют настройку шага будущей пружины. Для этого, поворачивая звездочку 8, вращают шток 6. Вращение штока 6 приводит к осевому перемещению траверсы 4 и жестко связанных с ней штанг 2 и 3 относительно корпуса 1. В зависимости от направления вращения звездочки 8 и штока 6, шаговый упор 5, расположенный на конце штанги 3, перемещается в зоне навивки, увеличивая или уменьшая шаг будущей пружины. После окончания настройки звездочка 8 не вращается. Перед началом навивки шаговый упор 5 находится на минимальном расстоянии от корпуса 1. При включении привода (на фигуре не показан) происходит вращение копира 12. Усилие от копира 12 через двуплечий рычаг 11 передается на подвижный упор 10 и далее - на шток 6.
Во время рабочего хода навивки штанги 2 и 3, траверса 4, шаговый упор 5 и шток 6 совершают поступательное движение на расстояние, определяемое профилем копира 12, преодолевая при этом усилия пружин 9 и 13.
Окончание навивки наступает при таком угловом положении копира 12, когда копир 12 перестает отклонять двуплечий рычаг 11 от его исходного положения. Возвращение двуплечего рычага 11, штанг 2 и 3, траверсы 4, шагового упора 5 и штока 6 в исходные положения и их удержания там происходит под совокупным действием пружин 9 и 13.
Наличие двух пружин 13 в дополнение к пружине 9 снижает вероятность заклинивания штанг 2 и 3 в промежуточном положении и вероятность недовода их вместе с шаговым упором 5 в исходное положение.
Техническим результатом осуществления предлагаемой полезной модели является повышение надежности конструкции пружинонавивочного станка.
Предлагаемая в качестве настоящей полезной модели конструкция пружинонавивочного станка используется в серийном производстве пружин на Алтайском заводе прецизионных изделий.