Устройство для кантования и подъема изделий на сборочном стапеле

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к устройствам сборочного стапеля для кантования изделий на 90 градусов вокруг вертикальной оси и их последующего подъема, и может быть использована, например, при изготовлении кузовных деталей транспортных средств и промышленных погрузчиков.
Известен кантователь на 90 градусов крупнотоннажных заготовок (патент Китая CN 202540018, 2012), который содержит гидравлическую систему, раму и два валика, при этом гидравлическая система размещена в раме и содержит электродвигатель, гидронасос, гидроцилиндр и ползун. Известный кантователь предназначен для заготовок большого тоннажа, например, 30 тонн, и для кантования изделий меньшего тоннажа имеет слишком сложный состав, обусловленный наличием гидравлической системы и электродвигателя.
Известны также устройства для кантования, не имеющие гидравлической системы, содержащие в своем составе рычажные механизмы. Например, известен кантователь заготовок преимущественно квадратного сечения (АС СССР SU1405959, 1988), содержащий стол, закрепленные на нем упоры, каретку, перемещающуюся по направляющим стола, кантующие рычаги с кулачками, зажимный двуплечий рычаг, с одной стороны которого установлен ролик, а с другой стороны - пневмоамортизатор, шарнирно установленный на каретке.
Известно также устройство для передачи деталей с одновременным их кантованием (АС СССР SU 512026, 1976), выполненное в виде установленного в корпусе поворотного от втулки с винтовым пазом шпинделя с захватом, при этом втулка связана с транспортером двухзвенной рычажной системой, одно из звеньев которой взаимодействует с откидным рычагом, установленным на штанге транспортера и воздействующим через шарнирно закрепленные на штанге двуплечие рычаги на упомянутые призмы транспортера.
Известные устройства для кантования с рычажными системами не позволяют выполнить на них и кантование, и последующий подъем изделия.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели (прототипом) выбрано устройство для кантования и подъема изделия (RU 85153 U1, 27.07.2009), состоящее из двух зеркально синхронно работающих частей, каждая из которых содержит платформу на колесах, на которой установлены стойки с вертикальными направляющими, размещенную на них с возможностью вертикального перемещения каретку, поворотную раму с захватами, с проходящей через ее центр горизонтальной направляющей, соединенной с винтом, закрепленным в каретке на вертикальной телескопической стойке, проходящей через центр каретки и приводимый во вращение маховиком, соединенным с редуктором, размещенным на горизонтальной платформе, соединяющей верхние концы стоек с вертикальными направляющими, на этих стойках и на горизонтальной направляющей поворотной рамы закреплены уголки с отверстиями, через которые проложено соединение с тягой, при этом обе части кантователя жестко соединены между собой с возможностью разъема.
Недостаток прототипа заключается в сложности при его эксплуатации, обусловленной большим количеством операций. Чтобы поднять и повернуть изделие, требуется протягивать тросы и соединять их с тягой. Отсутствует единый механизм, с помощью которого оператор движением маховика мог бы создавать усилие и на подъем, и на кантование изделия.
Задача полезной модели - управляемые оператором кантование на 90 градусов и последующий подъем изделия на одном устройстве сборочного стапеля.
Поставленная задача решается тем, что устройство для кантования и подъема изделий на сборочном стапеле содержит конический редуктор с ручным приводом и с выходящим из него винтом, каретку, имеющую ролики для возвратно-поступательного перемещения по двум вертикальным цилиндрическим направляющим, выполненным с возможностью закрепления на раме сборочного стапеля, и механизм удержания упомянутого изделия и отличается тем, что оно снабжено трехзвенным шарнирным рычажным механизмом, включающим в себя шарнирно соединенные между собой верхний, средний и нижний рычаги, причем конический редуктор выполнен с возможностью шарнирного закрепления на раме сборочного стапеля, а в каретке установлен цилиндрический редуктор, на котором расположен механизм удержания упомянутого изделия, при этом входной вал цилиндрического редуктора зафиксирован на упомянутом верхнем рычаге посредством кулачковой муфты, полумуфты которой имеют возможность зацепления друг с другом и расцепления с помощью вращения штурвальной гайки, шарнирное соединение упомянутых верхнего и среднего рычагов выполнено в виде гайки с отверстием, обеспечивающим резьбовое соединение с винтом конического редуктора, а шарнирное соединение упомянутых среднего и нижнего рычагов выполнено в виде оси с отверстием, имеющим возможность вставки в него штыря для фиксации этого шарнирного соединения относительно рамы сборочного стапеля, причем нижний рычаг выполнен с возможностью шарнирного соединения с рамой стапеля, а на нем установлен элемент с возможностью контактного взаимодействия с упором, расположенным на раме сборочного стапеля для ограничения угла поворота нижнего рычага.
Технический результат - объединение в одном устройстве сборочного стапеля механизмов вращения и подъема изделий, приводимых в движение оператором.
Заявляемое устройство иллюстрируется следующими фигурами. Изделие на них изображено условно.
Фиг. 1 - заявляемое устройство с изделием;
Фиг. 2 - кинематика кантования изделия;
Фиг. 3 - кинематика при подъеме изделия
Заявляемое устройство содержит конический редуктор 1 с выходящим из него винтом 2, каретку 3 и соединяющий их трехзвенный шарнирный рычажный механизм из верхнего 4, среднего 5 и нижнего 6 рычагов. Конический редуктор 1 имеет кронштейны 7 для закрепления на раме 8 сборочного стапеля и имеет ручной привод 9 с рукоятью 10. Конический редуктор 1 качается вокруг оси вращения рукояти 10. Каретка 3 имеет ролики И для возвратно-поступательного движения по двум вертикальным цилиндрическим направляющим 12, закрепленным на раме 8 сборочного стапеля с помощью кронштейна 13. В каретке 3 расположен цилиндрический редуктор 14, выходной вал (не показан) которого совпадает с осью вращения изделия 15 и выполнен с возможностью установки механизма (не показан) удержания изделия 15, а входной вал (не показан) фиксируется на верхнем рычаге 4 рычажного механизма посредством кулачковой муфты 16. Полумуфты (не показаны) кулачковой муфты 16 имеют возможность выходить и входить в зацепление друг с другом путем вращения штурвальной гайки 17. Шарнирное соединение верхнего 4 и среднего 5 рычагов представляет собой гайку 18 с отверстием (не показано) для резьбового соединения с винтом 2 конического редуктора 1. Шарнирное соединение среднего 5 и нижнего 6 рычагов выполнено в виде оси 18, отверстие 20 которой используют для соединения штырем 21 с отверстием 22 для штыря 21 в раме 8 сборочного стапеля. Нижний рычаг 6 снизу выполнен с осью 23, обеспечивающей возможность шарнирного соединения с рамой 8 сборочного стапеля. Кроме того, нижний рычаг 6 выполнен с ограничителем 24 поворота в виде упора.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
В начальном положении изделие 15 установлено горизонтально. Кулачковая муфта 16 каретки 3 находится в зацеплении, соединение среднего 5 и нижнего 6 рычагов штырем 21 в раме 8 не зафиксировано. При вращении рукояти 10 оператором против часовой стрелки происходит вращение винта 2, гайка 18 перемещается по резьбе винта 2, поворачивая верхний рычаг 4 по часовой стрелке. При этом изделие 15 начинает поворачиваться против часовой стрелки. Повороту входного вала цилиндрического редуктора 14 на 120° по часовой стрелке соответствует поворот выходного вала цилиндрического редуктора 14 против часовой стрелки на 90° (кантование изделия 15 из горизонтального в вертикальное положение). Когда изделие 15 принимает вертикальное положение, нижний рычаг 6 также занимает вертикальное положение, касаясь ограничителем 24 упора 25 рамы 8 сборочного стапеля. Так ограничивается угол кантования изделия 15. Сквозное отверстие 20 оси 19 становится соосным отверстию 22 в раме 8. Для дальнейшего подъема изделия 15 в вертикальное положение оператор фиксирует относительно рамы 8 соединение среднего 5 и нижнего 6 рычагов путем установки штыря 21 в отверстия 20 и 22, а также путем вращения штурвальной гайки 17 размыкает полумуфты кулачковой муфты 16. При этом нижний рычаг 6 фиксируется неподвижно, то есть лишается всех степеней свободы, и крутящий момент на входной вал цилиндрического редуктора 14 не передается (изделие 15 не поворачивается). При вращении рукояти 10 по часовой стрелке верхний рычаг 4 поворачивается против часовой стрелки, при этом каретка 3 начинает перемещаться по направляющим 12 вверх. При достижении максимальной высоты подъема изделия 15, верхний 4, средний 5 и нижний 6 рычаги располагаются вертикально в одну линию.
Заявляемое устройство выполнено с возможностью установки любого механизма удержания изделия, поэтому может быть использовано на сборочных стапелях при изготовлении любых изделий любой конфигурации и размеров, требующем кантование на 90° и последующий подъем.