Установка для центробежной биметаллизации втулок

(21) 3684910 (22) 05. 01. 8 (46) 30.09.8 (71) Научнонение по вып 22-02 рочного о (72) Я. К, и И.К.Гур (53) 621. (56) Авто В 403495,М.: Машин Й БИМЕ 54) УСТАНОВКА ДЛЯАЛЛИЗАЦИИ ВТУЛОК57) Изобретениеу производству иовано при бимета НТРОБ литеиноиспольтноситсяможет бытлизации в ок.7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Бюл. 9 36оизводственное объедику механического сваорудованиярегуб, В.Ф.Семенихиний46.042 (088.8)ское свидетельство СССРкл, В 22 Р 13/04, 1968.Б. и др. Центробежное литьстроение, 1971, с.235. Цель изобретения - повышение производительности труда, повышение надежности и безопасности работы. Установка для биметаллизации втулок снабженамеханизмом загрузки и выгрузки технологических комплектов. Механизм зажима технологических комплектов 9 вцентрах передней 6 и задней 7 бабоквыполнен с возможностью регулированияусилия зажима за счет установки в немгидрозамка, что повышает надежностьи комплекта пружин. Повышена безопасность газоотвода из внутренней полости технологического комплекта 9 впроцессе биметаллизации за счет наличия дополнительных каналов в уплотнительных фланцах, располагаемых подуглом к оси вращения. 2 з.п. ф-лы,1260110 Ри оставитель С,Иванькехред Н.Глущенко ректор,Л.Тяско Тиражо коми Подписное и о/5 ска Проектная, 4 Ужгород Производственно-полиграфическое предприяти дактор Е.Копказ 6299 ИИПИ Государственног по делам изобретен 35, Москва, Ж, РаИзобретение относится к литейномупроизводству, в частности к оборудованию для центробежной биметаллизациивтулок и может быть использовано вразличных областях машиностроения 5для изготовления биметаллических втулок подшипников скольжения центробежным способом с индуктивным нагревомтоками высокой частоты.Цель изобретения - повышение производительности и надежности установки и улучшение условий безопасной работы установки.На фиг.1 изображена установка, видспереди; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2;на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.1; нафиг,5 - разрез В-В на фиг.4; нафиг.6 - разрез Г-Г га фиг.5; нафиг,7 - разрез Л-Л на фиг,5; на фиг.8 -разрез Е-Е на фиг.5; на фиг.9 - разрез Ж-Ж на фиг.4; на фиг,10 - вид Ина фиг,9; на фиг,11 - разрез К-К нафиг.10.Установка содержит станину 1, накоторой смонтирован с возможностьювозвратно-поступательного перемещения гидроприводом 2. от гидростанции3 по опорным каткам 4 стол 5 с установленными на нем передней приводной6 и задней зажимной 7 бабками, шпиндели которых оснащены обратными центрами 8 из теплостойкого материала, в.которых закрепляется комплект заготовки 9. Нагрев заготовки осуществляется кольцевым индуктором 10. Слевана станине 1 смонтирован накопитель11 заготовок. Параллельно оси центров.установки смонтированы направляющие12 и 13, на которых установлена с 4 Овозможностью перемещения гидроприводом 14 вдоль оси установки на опорных 15, боковых 16 и направляющих17 катках каретка 18 со смонтированным на ней манипулятором 19, оснащенным захватным устройством 20. Перемещение каретки 18 производится навеличину Ь до совпадения продольнойоси манипулятора 1-1 с осью накопителя 11-11 либо с осью загрузки установки 111-111,Ось накопителя Псовпадает сосью контейнера 21, расположенногопротивоположно накопителю 11 на оси11-11. 55Приводная бабка 6 содержит привод22 вращения с бесступенчатым регулированием частоты вращения шпинделя,воспринимающего также осевое усилие зажима Р со стороны задней бабки 7. Устанавливаемый в центрах 8 шпинделей 23 и 24 приводной 6 и зажимной 7 бабок комплект заготовки 9 включает в себя заготовку втулки 25, снабженную центрирующими буртиками 26 длиной 1, заполненную шихтой 27 и закрытую с обеих сторон уплотнительными фланцами 28, снабженными цапфами 29, расположенными на оси фланцев. Цапфы 29 заканчиваются конусами 30, взаимодействующими с обратными центрами 8 шпинделей 23 и 24 бабок и имеют по оси сквозное основное отверстие 31, соединенное поперечными отверстиями 32 в цапфах и отверстиями 33 в шпинделях с атмосферой. Через эти отверстия отводятся газообразные продукты, образующиеся при расплавлении шихты. С внутренней стороны фланцев основные отверстия 31 снабжены дополнительными отверстиями 34 под углом к основному, что позволяет повысить эффективность отвода газов из внутренней полости заготовки при закупорке шихтой основных отверстий 31, так как дополнительные отверстия 34 за счет действия центробежных сил очищаются от попадающей в них шихты. Наружные торцовыеоверхности 35 уплотнительных фланцев 28 выполнены со встречным уклоном под угломпо направлейию к середине заготовки, по наружному диаметру фланцы снабжены центрирующими буртиками 36 длиною 1, с зазором Ю между буртиками уплотнительных фланцев и заготовки, 1 -1 =АХ. Сжатие комплекта заготовки усилием Р со стороны зазжимной бабки 7 при наличии зазоров, обеспечивающих плотное прижатие внутренних торцов фланцев к заготовке, а также конусов 30 на цапфах 29 фланцев 28 и взаимодействующих с ним конусов в обратных центрах 8 шпинделей, воспринимающих радиальные усилия при вращении нерасплавленной шихты, гарантирует стабильность сборки комплекта заготовки в течение всего периода биметаллизации втулки, В период загрузки комплекта заготовки и выгрузки биметаллизированной втулки стабильность сборки комплекта заготовки 9 обеспечивается конструкцией захватного устройства 20 манипулятора 19 и накопителя 11.Манипулятор .19 включает в себя установленный на каретке 18 с воз 1260110можностью поворота вокруг оси 1 ЧЧприводом типа рейка-шестерня и установочного поступательного перемещения вдоль оси 1 ЧЧ для ввода конусацапфы комплекта заготовки 30 в обратный центр 8 передней бабки приводом38 гидроцилиндр 39, ось которого расположена под углом к оси центровустановки. На конце штока 40 гидроцилиндра 39 смонтировано захватноеустройство 20, выполненное в видетраверсы 41, на которой закрепленкронштейн 42 и стойки 43, закрепленные на торцах траверсы, на оси 44смонтированы захваты в виде разъемных по продольной оси губок, снабженных пазами для прохода цапф уплотнительных фланцев. Нижние губки 45и 46 захватного устройства 20 выполнены неподвижными и служат опоройкомплекта заготовки, а верхние губки47 и 48 выполнены поворотными дляобеспечения выгрузки биметаллизированных втулок в контейнер. Поворотверхних элементов 47 и 48 губок осуществляется шестерней 49, закрепленной на конце оси 44 и находящейся взацеплении с зубчатой рейкой 50,смонтированной в корпусе 51, прикрепленном к стойке 43, и имеющей на 30свободном конце толкатель 52, снабженный возвратной пружиной 53. Нижние губки 45 и 46 установлены на оси44 свободно и закреплены следующимобразом: губка 45 - к стойке 43, губ-д 5ка 46 - к пластине 55, Верхние губки47 и 48 установлены на оси 44 нашпонках и при повороте оси 44 шестерней 49 поворачиваются вместе с нейна угол У, определяемый величиной 40хода рейки 1 Как нижние 45 и 46,так и верхние 47 и 48 губки захватного устройства 20 оснащены накладкамииз теплостойкого материала. Внутренние торцы 54 губок имеют встречный 45уклон к середине заготовки под угломо(, соответствующим как по величине,так и по направлению уклона на наружных торцовых поверхностях 35 уплотнительных фланцев 28 комплекта заготов ки 9. Таким образом, при установкекомплекта заготовки массой Я в захватное устройство при взаимодействиивнутренних торцовых поверхностей губок с наружными торцовыми поверхностями уплотнительных фланцев возникают встречные усилия Р 2 по направлениюк середине заготовки величиной Р =-ЕдсА, сжимающие комплект заготовки и обеспечивающие стабильность сборки в течение всего периода загрузки комплекта заготовки и выгрузки биметаллизированной втулки, При этом величина усилий Р, снимающих заготовку, тем больше, чем больше масса 4 заготовки 9. Параллельно оси 44 в стойках ч 3 смонтирован ходовой винт 56, на котором установлена с возможностью перемещения по винту при его вращении маховичком 58 гайка 57, ограниченная с обеих, сторон прикрепленными х ней пластинами 55, между которыми на оси 44 смонтированы губки 46 и 48 захватного устройства Нижняя губка 46 прикреплена к пластине 55, а верхняя поворотная губка 48 установлена между пластинами свободно. Благодаря тому, что пластины 55 смонтированы на винте 56 и оси 44, гайка 57 не может проворачиваться, и таким образом при вращении маховичка 58 производится установка губок 46 и 48 на размер Ь комплекта заготовки.Для возможности установочного перемещения губки 48 на оси 44 выполнен шпоночный паз 59.Траверса 4 1 оснащена упором 60, взаимодействующим с рычажной системой 61 накопителя 11. От проворота на штоке 41 траверса 42 захватного устройства предохранена направляющей штангой 62.Накопитель 11 содержит установленные на оси 64, смонтированной в подшипниках корпуса 63, диски 65 и 66 с ложементами 67, в которые укладываются цапфами 29 уплотнительных фланцев 28 комплекты заготовок 9. С обоих торцов цапфы 29 фиксируются подпружиненными сухарями 68, имеющими продольные па"ы 69 по форме конусов 30 цапф 29. Сухари 68 поджимаются к цап- . фам пружинами 70. Это обеспечивает стабильность сборки заготовки в накопителе. На оси 64 имеется резьба для установки диска 66 на размер втулки 1 Слева на оси 64 закреплено храповое устройства 71, которое через рычажную систему 61 поворачивает на шаг диски 65 и 66 с установленными в ложементах 67 заготовками 9 при взаимодействии рычажной системы 61 с, упором 60 захватного устройства. При этом траектория центров цапф при повороте накопителя проходит ниже цент 5 12601 ра губок захвата в выдвинутом его положении, те. ниже оси центров установки на величину Е. Это обеспечивает стабильность сборки комплекта заготовки 9 при передаче его из накопителя 11 в захватное устройство 20 манипулятора 19. Зажимная бабка 7 смонтирована на установочной плите 73, прикрепленной к столу 5, с возможностью ее установочного перемеще О ния на размер комплекта заготовки винтом 74 с помощью маховичка 75.Плита 73 оснащена направляющими 76, в которых установлен с возможностью зажимного поступательного перемеще ния на величину Ь корпус бабки 77.В верхней части корпуса смонтирована в шарикоподшипниках пиноль 78, шпиндель 24 которой оснащен обратным центром 8Перемещение корпуса бабки 20 с пинолью осуществляется .гидроцилиндром 79 вмонтированным в корпус.Конец штока гидроцилиндра 80 свободно проходит через кронштейн 81, прикрепленный к плите 73. Между кронш тейном 81 и упорным буртиком 82 штока установлен комплект пружин 83 сжа - тия длиною 1 э . Усилие пружин Р превышает максимальное усилие зажима Р, развиваемое гидроцилиндром 79, а ход ЗО пружин д 1 э меньше длины буртиков уплотнительных фланцев заготовки. Подача рабочей жидкости в зажимную полость гидроцилиндрапроизводится через гидроэамок 84, герметиэирующий рабо- З 5 чую полость гидроцилиндра и предотвращающий падение давления, а следовательно, и отход пиноли 78 эажимной бабки 7 при резком повышении давления внутри комплекта заготовки в случае 40 закупорки газоотводящих отверстий 31 в уплотнительных фланцах 28, В этом случае зажимная бабка может переместиться только на величину максимального хода пружин дЬ, но так как ЛЬ 45 (1, то буртики заготовки втулки 26 и уплотнительных фланцев 36 при перемещении зажимной бабки на величину ЬЬ остаются в контакте, сборка комп,лекта втулки сохраняется, а избыток 5 О газов интенсивно удаляется через щели между торцами уплотнительных флан" цев и заготовки. Пружины 83 также конпенсируют перемещение зажимной бабки на величину теплового расшире ния при нагреве комплекта заготовки ь 1 М. Контейнер 21 снабжен регулируемым упором 85, взаимодействующим 10 ас толкателем 52 захватного устройства, поворачивающим губки 47 и 48 при удалении биметаллиэированной втулки в контейнер.Установка работает следующим образом.В исходном положении каретка 18 находится слева, ось манипулятора 1-1 совпадает с осью накопителя 11-11 и контейнера 111-111 и направлена в сторону накопителя 11 под углом р к оси центров установки, захватное устройство 20 находится в отведенном положении и свободно от заготовки. В накопителе 11 комплекты заготовок находятся на позициях с.и ,. В рабочей зоне установки на оси 111-111 заготовка 9 отсутствует, а эажимная бабка 7 отведена.По получении команды захватное устройство 20 выдвигается в направлении накопителя на величину 8 . При этом упор 60 взаимодействуя с рычажной системой 61 накопителя и воздействуя на храповое устройство 71, поворачивает Диски накопителя на шаг, приэтом цапфы 29 уплотнительных Фланцев 28 в промежуточном положении Б входят во взаимодействие с нижнимигубками 45 и 46 захватного устройства и, упираясь в вертикальную стенку 72 ложемента, поднимаются вверх в пазах 69 сухарей 68 на величину Е, и одновременно вводятся в пазы губок захватного устройства, а по окончании поворота цапфы 29 выходят из пазов сухарей 68. При этом (положение Ь ) торцовые поверхности 35 уплотнительных фланцев входят во взаимодействие с внутренними торцами 54 губок захватного устройства, встречные усилия Р 2, возникающие благодаря наличию уклонов на поверхностях 35 и 54, сжимают комплект заготовки, обеспечиваястабильность его сборки, При этомшток 40 гидроцилиндра 39 выходитв крайнее положение на величину 5, при котором ось цапфы комплекта заготовкисовмещается с осью центров установки, комплект заготовки 9 полностью высвобождается из накопителя 11 и надежно закреплен в захватном устройстве 20 манипулятора.Шток с захватным устройством икомплектом заготовки 9 возвращаетсяна величину хода Ь в исходное, отве-, денное положение, Каретка 18 переме.щается приводом 14 по направляющей12 вдоль оси установки вправо на величину Ь до совпадения оси манипулятора,1-1 с осью загрузки 111-111 установки, Шток 40 с захватным устройством выдвигается на величину 5, 5 при этом ось цапф комплекта заготовки находится на оси центров передней и задней бабок установки. Приводом 38 манипулятор 19 перемещается влево на величину Ь, вводя левый конус 30 комплекта заготовки в обратный центр 8 шпинделя 23 передней бабки 6, Зажимная бабка 7 совершает ход влево на величину Ь 6 ицентром 8 шпинделя 24 зажимной бабки 7 производит зажим комплекта 15 заготовки 9 усилием Р гидроцилиндзра 79.Шток 41 с захватным устройством 20 отводится в исходное положение, Включается привод 22 вращения заго товки, стол 5 перемещается вправо, комплект заготовки 9 вводится в индуктор 10 и вместе со столом 5 совершает возвратно-поступательные перемещения гидроприводом 2 с установленной технологией скоростью. По окончании процесса биметаллиэации стол возвращается влево, комплект заготовки возвращается на позицию загрузки (ось 111-111). Шток 41 с 30 захватным устройством 20 выдвигается на величину Я, торцовые поверхности 35 уплотнительных фланцев 28 входят во взаимодействие с внутренними торцами 54 губок захватного устройства, З 5 усилия Р сжимают комплект эаготовгки, обеспечивая стабильность его сборки. Производится отвод зажимной бабки 7 вправо, правый конус заготовки освобождается, приводом 38 манипулятор 19 перемещается вправо на величину Ь, выводя левый конус 30 комплекта заготовки иэ обратного цен. тра 8 передней бабки 6. Шток 41 с захватным Устройством 20 и закреплен.45 ным в нем усилиями Р биметаллиэирог.ванным комплектом заготовки отводится на величину Б в исходное положение, приводом 14 каретка 18 перемещается по направляющей 12 на величи ну Ь влево до совпадения оси 1-1 манипулятора с осью 11-11 контейнера 21 и 11-11 накопителя 11. Приводом 37 производится поворот манипулятора относительно оси 1 Чна угол 6, 55 упор 85, взаимодействуя с толкателем 52, отводит его вправо, сжимая пружину 53. Рейка 50 поворачивает шестерню 49, при этом верхние губки 47 и 48 поворачиваются в контейнер. Уплотнительные фланцы 28 после выхода из губок отпадают (так как опора в контейнере находится в средней части втулки). Манипулятор 19 приводом 37 поворачивается на угол О, возвращаясьв исходное положение в сторону накопителя. Пружина 53 поворачивает верхние губки 47 и 48 до их соприкосновения с нижними губками 45 и 46.Цикл повторяется.Оснащение установки для центробежной биметаллизации устройства, полностью механизирующими загрузку комплектов собранных с уплотнительными фланцами и заполненных шихтой заготовок и выгрузкУ биметаллизированных втулок при сохранении их сборки в течение всего технологического цикла биметаллизации, существенно повышает производительность труда, улучшает условия и повышает безопасность работы на установке. Конструкция зажим- ного устройства позволяет повысить производительность труда за счет ликвидации ручных операций при зажиме заготовки, обеспечивает безопасность работы путем повьппения надежности и возможности регулировки усилия зажима,Усовершенствование газоотвода из внутренней полости заготовки повьппает безопасность работы на установке.Формула и э о б р е т е н и я1. Установка для центробежной биметаллизации втулок, содержащая станину, смонтированный на ней с возможностью возвратно-поступательного перемещения стол с передней приводной и задней зажимной бабками, шпинделя с центрами, накопитель в виде барабанов, уплотнительные органы для сборных технологических комплектов заготовок, имеющие цапфы и осевые отверстия для выхода газов, механизм загрузки, перемещения технологических комплектов заготовок из накопителя в центре бабок и съема иэ центров в контейнер, кольцевой индуктор, о т - л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьппения производительности установки, она снабжена приводной кареткой, имеющей направляющие, размещенные параллельно оси центров, механизм загрузки, перемещения технологических комплектов заготовок9 12601 из накопителя в центре бабок и сье ма из центров в контейнер установлен на каретке и выполнен в виде двух пар разъемных по продольной оси губок, внутренние торцовые поверхности которых имеют конфигурацию, соответствующую конфигурации торцовых поверхностей уплотнительных фланцев, при этом одна из губок пары установлена с возможностью поворота, а накопи тель выполнен с ложементами по форме цапф уплотнительных фланцев.2, Установка по п. 1, о т л и ч а - ю щ а я с я тем, что, с целью повы 1010щения надежности работы установки, зажимная бабка снабжена гидрозажимом1 с гидрозамком, а корпус ее подпружинен относительно установочной плиты, прикрепленной к столу,3. Установка по п.1, о т л и ч а - ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения условий безопасной работы установки, в уплотнительных фланцах для технологического комплекта заготовок выполнены дополнительные отверстия для выхода газа под углом к основным.