ПОВОРОТНОЕ УСТРОЙСТВО
ROTARY DEVICE

Изобретение относится к пристаночному оборудованию деревообрабатывающей промышленности по производству фанеры и, в частности, к устройствам, предназначенным для снижения трудоемкости и улучшения условий труда. Поворотное устройство может быть размещено как на неподвижном стационарном столе или даже части его, так и на подвижном, и подъемном столе выпускаемого как отечественной, так и зарубежной промышленностью.
Известно поворотное устройство, состоящее из неподвижного основания и подвижного основания в виде крестовины. Подвижное основание расположено на пяте штока цилиндра, который опирается на упорный подшипник, установленный на стакан, расположенный на неподвижном основании. Поворот неподвижного основания осуществляется за счет механизма разворота, состоящего из рейки с гидроцилиндром. При этом рейка имеет зацепление с шестерней, установленной снизу цилиндра, оси которых совпадают, а с противоположной стороны рейки установлен ролик, препятствующий ее смещению. См. П.И.Поздняков «Средства малой механизации подъемно-транспортных работ на деревообрабатывающих предприятиях», Учебно-методическое пособие для студентов-дипломников, И. «Московского лесотехнического института», М:. 1979, стр.19-20, рис.2.2 и 3.2. Данное поворотное устройство очень металлоемко, громоздко и сложно. Оно трудоемко в изготовлении и неудобно в эксплуатации. Совмещение функций поворотного устройства и подъемного устройства в данной конструкторской разработке привело к экономической нецелесообразности использования подобных устройств.
Известно принятое за прототип поворотное устройство, состоящее из нижнего неподвижного основания и верхнего подвижного основания, между которыми расположены два подшипника упорного типа в одной горизонтальной плоскости, являющиеся узлами их соединения. Устройство оснащено стопором вращения в виде винта. См. описание к патенту US №5149043 от 22.09.199, фиг.3, 4. Данное устройство по сравнению с аналогом значительно проще. Оно может быть установлено на любой подъемный стол. Однако для изготовления неподвижного и подвижного основания этого устройства требуется специально изготовленное оборудование. Нагрузка, на которую может быть рассчитано это устройство, составляет не более 100 кг. А при нагрузке 1000 кг стопорное устройство не сработает.
Задачей изобретения является использование для изготовления устройства традиционного профиля в виде прямоугольных труб с распределенной нагрузкой на верхнее подвижное основание до 1000 кГ и надежной фиксацией заданного поворота, которое позволит применять его со стандартным оборудованием типа подъемного стола, что повысит многофункциональность применения устройства.
Технический результат изобретения заключается в значительном упрощении конструктивных элементов устройства, повышении его надежности и снижении энергетических затрат, без использования специального дополнительного оборудования, а также снижение себестоимости изготовления и эксплуатации, сокращении времени изготовления и оптимизации производственного цикла при изготовлении фанеры.
Это достигается тем, что поворотное устройство, состоящее из нижнего неподвижного основания, верхнего подвижного основания и узла их соединения, при этом нижнее неподвижное основание имеет вид прямоугольного каркаса, а верхнее подвижное основание имеет вид прямоугольной рамы, расположенных с зазором параллельно одна под другой и внутри которых посередине расположены опорные пластины, соединенные стыковочным узлом, состоящим из обоймы с упором, двух подшипников, удерживающей пластины, упорного кольца с двумя проставками и осью с элементами крепления, при этом с двух параллельных сторон прямоугольного каркаса на кронштейне под заданным углом на каркасе расположены два фиксирующих устройства, оси поршней которых в пространстве образуют заданный угол и два удерживающих элемента для упора, расположенного на подвижном основании, при этом две параллельные перекладины верхней рамы неподвижного основания выходят за ее прямоугольные габариты и объединены перекладиной, образуя ручку для перемещения поворотного устройства, а верхнее подвижное основание снабжено ручками для его поворота.
На фиг.1 представлен общий вид устройства.
На фиг.2 показан вид А на нижнее неподвижное основание без верхнего подвижного основания.
На фиг.3 представлено сечение Б-Б по оси вращения узла соединения (увеличено).
На фиг.4 показан вид В сверху на подвижное основание без нижнего неподвижного основания.
На фиг.5 показан вид Г на гидроцилиндр для фиксирующих устройств и магнитный держатель (повернуто и увеличено).
На фиг.6 показан пример установки поворотного устройства на подъемном столе.
Поворотное устройство состоит из нижнего неподвижного основания 1, верхнего подвижного основания 2 и узла их соединения 3. Нижнее неподвижное основание 1 имеет вид прямоугольного каркаса, состоящего из двух прямоугольных рам нижней рамы 4 и верхней рамы 5, расположенных параллельно одна под другой и соединенных между собой в углах этих рам четырьмя вертикальными стойками 6 и четырьмя вертикальными стойками 6 между ними. Внутри прямоугольного каркаса посередине между нижней рамой 4 и верхней рамой 5 (см. фиг.2) расположена опорная пластина 7 на четырех наклонных стойках 8, идущих от нижней рамы 4 и которые под острым углом β соединены с четырьмя наклонными стойками 9, идущими от верхней рамы 5.
С двух параллельных сторон прямоугольного каркаса на кронштейне 10 под углом 45 градусов к этим параллельным сторонам установлены два фиксирующих устройства 11, оси поршней которых в пространстве образуют заданный угол 90 градусов. Под фиксирующими устройствами 11 расположены два удерживающих элемента 12 (см. фиг.5) на кронштейнах 13 с пластинами 14. При этом две параллельные перекладины верхней рамы 5 (см. фиг.2) неподвижного основания 1 выходят за ее прямоугольные габариты и объединены перекладиной 15, образуя ручку для перемещения поворотного устройства.
Верхнее подвижное основание 2 (см. фиг.4) состоит из рамы 16, расположенной параллельно над верхней рамой 5 нижнего неподвижного основания 1 и идентично прямоугольной форме рамы 5. Снизу рамы 16 посередине расположена опорная пластина 17 на четырех наклонных стойках 18, идущих вниз от этой рамы 16. При этом две параллельные перекладины рамы 16 выходят за ее прямоугольные габариты, а перпендикулярно одной из этих перекладин в плоскости расположения рамы 16 с одной стороны наружу выступает рычаг 19. На конце рычага 19 и концах перекладин, выходящих за прямоугольные габариты рамы 16, установлены вверх ступенчатые штыри 20 (см. фиг.1), на которые устанавливают вращающиеся на них трубы 21 (см. фиг.6) и которые служат ручками для поворота верхнего подвижного основания 2. На противоположном конце одной из перекладин, выходящей за прямоугольные габариты рамы 16 устанавливают упор 22 (см. фиг.4, 5), направленный вертикально вниз.
Соединение нижнего неподвижного основания 1 и верхнего подвижного основания 2 осуществляется при помощи стыковочного узла их соединения 3, который состоит из обоймы 23 с упором 24, двух подшипников 25, удерживающей пластины 26, упорного кольца 27 с двумя проставками 28 и осью 29 с элементами крепления. При этом необходимо обеспечить зазор h1 между опорной пластиной 7 и опорной пластиной 17 соответственно нижнего неподвижного основания 1 и верхнего подвижного основания 2, который обеспечивается при изготовлении нижнего неподвижного основания 1 и верхнего подвижного основания 2.
Изготовление неподвижного основания 1 и верхнего подвижного основания 2 поворотного устройства осуществляется, в основном, из труб прямоугольного сечения 40×40 мм и листовой стали марки Ст3 с применением сварки. Так, прямоугольный каркас нижнего неподвижного основания 1 состоит из двух прямоугольных рам нижней рамы 4 и верхней рамы 5, расположенных параллельно и соединеных между собой при помощи сварки восьмью стойками 6, и имеет высоту 260.0 мм, с габаритными размерами прямоугольных рам 800×800 мм. Ступенчатые штыри 20 имеют общую длину 100.0 мм, при этом больший диаметр его соответствует наружному диаметру трубы 21, равному 32.0 мм. Отстоят эти ручки для вращения верхнего подвижного основания 2 от прямоугольной рамы 16 с габаритными размерами 800×800 мм на расстояние 500.0 мм. Опорная пластина 7 неподвижного основания 1 и опорная пластина 17 подвижного основания 2 сделаны из листа стали Ст.3 толщиной 20.0 мм и имеют размер 210×210 мм, и расположены параллельно друг другу в горизонтальной плоскости. Опорная пластина 7 неподвижного основания 1 имеет отверстие 30 для установки обоймы 23, а опорная пластина 17 подвижного основания 2 имеет отверстие диаметром 40.0 мм для установки оси 30. Опорная пластина 7 неподвижного основания 1 при помощи сварки соединена неразъемным соединением с четырьмя наклонными стойками 8 и четырьмя наклонными стойками 9 при помощи сварки. В качестве подшипников 25 были установлены подшипники SKF 52082, магнитного держателя 12 - держатель марки 42, а конструкция гидроцилиндров 11 соответствует гидроцилиндрам поршневым 1-50×63 для фиксирующих устройств типа Г29-1 Людиновского агрегатного завода. Проставка 28 имеет вид усеченного конуса высотой 20.0 мм и в основании цилиндр высотой 3.0 мм и диаметром 85.0 мм. Малый диаметр усеченного конуса равняется 50.0 мм. По высоте усеченного конуса просверлено сквозное внутреннее отверстие диаметром 40.0 мм под ось 29, а в основании усеченного конуса от внутреннего отверстия диаметром 40.0 мм сделана проточка 31 глубиной 2.0 мм и до диаметра 75.0 мм. Эта проточка 31 сделана для того, чтобы гарантировать соприкосновение периферийной части проставки 28 с опорной пластиной 17. Ось 29 имеет выступ 32 и хвостовик 33 со сквозным отверстием, перпендикулярным вертикальной осевой линии оси 29. С другой стороны оси 29 имеется резьба для соединения сборок в единую конструкцию.
Сборка и работа поворотного устройства осуществлялась для укладки стопы фанеры следующим образом. Обойма 23 с двумя подшипниками 25 на упоре 24 при помощи болтов 34 в отверстиях корпуса обоймы стыкуется с удерживающей пластиной 26. Затем эта удерживающая пластина 26 с обоймой 23 и двумя подшипниками 25 сверху устанавливается на опорную пластину 7 неподвижного основания 1. Обойма 23 проходит через отверстие 30, а удерживающая пластина 26 с четырьмя отверстиями ложится на опорную пластину 7 и стыкуется с ней при помощи четырех болтов 35. Удерживающая пластина 26 имеет по центру сквозное отверстие диаметром меньшим наружного диаметра подшипника 23 и больше наружного диаметра упорного кольца 27 и меньшего диаметра конуса проставки 28. Затем снизу в отверстия подшипников 25 вставляется ось 29 до упора выступа 32 снизу в подшипник 25. Далее, удерживая в этом положении ось 29, сверху на нее устанавливают вначале упорное кольцо 27, затем проставку 28 диаметром меньшего конуса вниз, затем через отверстие опорной пластины 17 устанавливают в сборе подвижное основание 2. Затем на опорную пластину 17 устанавливают вторую проставку 28 диаметром большего конуса вниз и сверху на конец оси 29, выступающей из сквозного отверстия второй проставки 28, наворачивают гайку 36 с соответствующей резьбой и упором ее на диаметр меньшего конуса проставки 28.
1
Зазор h - зазор между опорной пластиной 7 и опорной пластиной 17 соответственно нижнего неподвижного основания 1 и верхнего подвижного основания 2 в мм.
2
Зазор h - зазор между параллельными плоскостями между верхней рамой 5 нижнего неподвижного основания 1 и рамой 16 верхнего подвижного основания 2 в мм.
1
2
1
2
Размеры зазоров h и h, угла β, длина и диаметр оси 29, размеры конструкции нижнего неподвижного основания 1 и верхнего подвижного основания 2, узла соединения 3 являются расчетными и зависят от нагрузки и ее характера на подвижное основание. В нашем случае все конкретные указанные размеры были выбраны при расчетной распределенной нагрузке 1000 кГ без значительного динамического воздействия. Поэтому зазор h был выбран равным 35.0 мм, а зазор h был выбран равным 20.0 мм. Исходя из расчетной нагрузки, все конкретные размеры узла соединения 3 могут быть увеличены или уменьшены. Поэтому конструкция узла соединения 3 может быть изменена и вместо двух подшипников 25 может быть установлен один подшипник 25 при уменьшении нагрузки. При увеличении нагрузки между подшипниками 25 может быть установлено дополнительное упорное кольцо, аналогичное упорному кольцу 27.
Сверху на прямоугольную раму 16 верхнего подвижного основания 2 укладывается стандартный лист фанеры 37 (см. фиг.6) размером 1530×1530 мм достаточной толщины и крепится к ней при помощи четырех выступающих уголков 38(см. фиг.4).
В тонких линиях на фиг.6 показан стандартный подъемный стол на колесах, на который при помощи, например, сварки можно установить поворотное устройство, которое работает следующим образом. Стандартный подъемный стол на колесах с поворотным устройством за перекладину 15 подкатывается, например, к прессу по изготовлению фанеры и листы ее перекладывают стопой с пресса на поворотное устройство. При этом ручки 21 служат ориентиром для вертикальной составляющей стопы с двух сторон. При укладке листов в стопу достаточной высоты стандартный подъемный стол на колесах за перекладину 15 откатывают от пресса и при помощи любой ручки 15 осуществляют поворот подвижного основания 2 против часовой стрелки на 90°. При этом упор 22 верхнего подвижного основания 2 отрывается от удерживающего элемента 12, расположенного справа и перемещается к фиксирующему устройству 11, расположенному слева. Фиксирующее устройство 11 угла поворота гасит динамическую нагрузку поворота, а удерживающий элемент 12, расположенный слева, не позволяет перемещение подвижного основания 2 в обратную сторону. После разгрузки стопы поворотом в противоположную сторону возвращают подвижное основание 2 в исходное положение.
Таким образом, произошло значительное упрощение конструктивных элементов устройства, повышение его надежности и снижение энергетических затрат, без использования специального дополнительного оборудования, а также снижение себестоимости изготовления и эксплуатации, сокращение времени изготовления и оптимизация производственного цикла при изготовлении фанеры.
Такое поворотное устройство может быть использовано и в других технологических процессах, например при обработке тяжелых изделий. Так как расположенное на нем изделие можно доставлять, опускать, поднимать и вращать.