Привод механизма переноса для многопозиционных штамповочных автоматов

СОВЕТСКИХЛИСТИЧЕСНИХ УБЛИК 21 1 5/ Пи ОБРЕТЕ ЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ К АВТОРСКОМ,Ф СВИД(71) Московский автомеханический институт (72) И. К. Токарев, В, И. Калядин, Б, Г. Власов и В. П. Колесниченко (53) 621.979 (088.8)(54) ПРИВОД МЕХАНИЗМА ПЕРЕНОСА ДЛЯ МНОГОПОЗИЦИОННЫХ ШТАМПОВОЧНЫХ АВТОМАТОВ(57) Изобретение относится к кузнечноштамповочному производству и может быть использовано в многопозиционных автоматах для объемной штамповки. Целью изобретения является повышение точности позиционирования и снижение динамических нагрузок. Указанная цель достигается тем, что в приводе механизма переноса для многопозиционных штамповочных автоматов, содержашем приводной шарнирный четырехзвенник 801328047 с рычагом 6 на ведомом звене и смонтированной на конце рычага шестерней 8 с кривошипом 9 на ее начальной окружности, зубчатый сектор 10, закрепленный на станине 2 и связанный зацеплением с шестерней 8, а также тягу соединения кривошипа 9 с кареткой 13 посредством шарнира 12 с радиусом начальной окружности, в три раза меньшим длины рычага 6, центр шарнира 12 соединения тяги 11 с кареткой 13 смешен относительно центвальной оси механизма на величин Н=К У 2(с 1 - р), а длина тяги 11 1=1 т, 1 У+ (1 - с 1), где К - радиус начальной окружности зубчатого сектора, а коэффициенты р и р определяются в зависимости от угла Омане поворота рычага 6 при выстаивании каретки 13. р=Омако 2,084 - Омане (0,48+ д +0,2849 Омкко)с 1=8 рз 1 пОмоко+Зз 1 п 220/ Я /8 г 1 - еоаОюсл: При вращении коленчатого вала 1 за время поворота рычага 6 от угла О=О до О .ко=65 происходит выстаивание каретки 13 в крайнем переднем поло- Ъ жении с минимальными отклонениями. 4 ил.28047 10 а длина тяги 11 1= К е в орота каретретк м н разом.с криПри ности, ого че 131Изобретение относится к кузнечно-штамповочному производству, может быть использовано в многопозиционных автоматах для объемной штамповки и является усовершенствованием изобретения по авт. св.1237293.Цель изобретения - повышение точности позиционирования и снижение динамических нагрузок.На фиг. 1 показана кинематическая схема привода механизма переноса при крайнем заднем положении каретки; на фиг. 2 - то же, при крайнем переднем положении каретки; на фиг, 3 - диаграмма перемещения каретки; на фиг. 4 - графики перемещений каретки механизма переноса вблизи крайнего переднего положения. Привод механизма переноса многопозиционного высадочного автомата содержит приводной вал 1 коленчатого типа, смонтированный в станине 2 автомата. С кривошипом 3 вала 1 связаны рычаги 4 и 5 шарнирного четырехзвенника ОАБО, С рычагом 5 жестко связан рычаг 6, на конце которого на оси 7 смонтирована шестерня 8, несущая кривошип 9, ось которого расположена на начальной окружности шестерни 8, а радиус кривошипа 9 в три раза меньше длины рычага 6. Шестерня 8 находится в зацеплении с зубчатым сектором 10, жестко закрепленным на станине 2 автомата. Кривошип 9 соединен тягой 11 посредством шарнира 12 с кареткой 13, которая смонтирована в направляющих 14 станины автомата. В каретке 13 расположены механизмы захвата заготовок и элементы управления ими (не показаны). Центр шарнира 12 соединения тяги 11 с кареткой 13 смещен относительно центральной оси х механизма на величину где К - радиус начальнои окружности зубчатого сектора 10; р и с 1 - коэффициенты, определяемзависимости от угла Впорычага 6 при выстаиваниики 13.В крайнем переднем положении ход к13 ограничен упором 5, установленнстанине 2 автомата.Привод работает следующим обПриводной вал 1 вращается вместевошипом 3 в направлении стрелкиэтом точка А перемешается по окружно перемещения рычагов 5 шарнирн тырехзвенника и жестко связанного с ним рычага 6 относительно оси О незначительны. Ось 7, расположенная на конце рычага 6, и кривошип 9, расположенный в шестерне 8, в данный период движения лежат на одной прямой или в очень близком к ней положении, поэтому незначительное качание рычага 6 компенсируется движением обкатки шестерни 8 по зубчатому сектору 10, В результате этого кривошип 9 сохраняет свое положение, а каретка 13 выстаивает в заднем крайнем положении, выдерживая захваты на позиции штамповки. При дальнейшем вращении приводного вала 1 от кривошипа 3 движение через рычаг 4 передается рычагам 5 и 6, которые поворачиваются относительно шарнира О. При повороте рычага 6 шестерня 8, вращаясь на оси 7, обкатывается по зубчатому сектору 10. Поэтому кривошип 9 совершает сложное движение, которое складывается из перемещения оси 7 по окружности, радиус которой равен длине рычага 6, и вращательного движения кривошипа 9 относительно оси 7 при обкатывании шестерни 8 по зубчатому сектору 10. Если расстояние между осью 7 и осью кривошипа 9 в три раза меньше длины рычага 6 и ось кривошипа 9 находится на начальной окружности шестерни 8, то кривошип 9 перемещается по алгебраической кривой, называемой астроидой.В данном случае астр оида повернута на угол 45 относительно координатных осей. За период движения по траектории 1 между точками В и Г происходит перемещение кривошипа 9 в горизонтальном направлении, равное по величине ходу каретки 13 механизма переноса Ь Это равенство объясняется тем, что ординаты точек В и Г в принятой системе координат равны, а каретка 13 перемещается вдоль оси Х и длина тяги 11 постоянна. После того, как ось кривошипа 9 достигнет точки Г, начинается период выстаивания каретки 13 в переднем положении. В этот период времени ось кривошипа 9 перемешается по кривой 11, близ. кой к окружности определенного радиуса. В этом случае, если длина тяги 11 равна этому радиусу, а шарнир соединения тяги 11 с кареткой 13 расположен в центре этой окружности, за период движения кривошипа 9 по кривой 11 каретка 13 будет выстаивать,Для периода выстаивания каретки 13 нет необходимости использовать всю кривчю 11 от точки Г до точки Д. Поскольку при обратном направлении, а каретка 13 при этом выстаивает, угол поворота оси 7 и рычагов 6 и 5 определяют по циклограмме работы каретки механизма переноса в системе механизмов автомата с учетом условий работы механизмов привода.При крайнем переднем положении механизма каретка 13 выстаивает за время по 15 20 25 30 35 40 45 50 55длина тяги 11 де К - радиус наччатого секти г - коэффициевисимостичага при в ости зуб альнои окружора 10;ты, опредет угла О-сыстаивании ляемые в заповорота рыкаретки 13. чаи 2,084 - Очдхс(0,48+8 ряпО .кс+Ззп 20 к 28490 мак) ; р= оз О.-. змеры ипа 3 4 205 4 3ворота рычага 6 ца угол О,х. При обратном движсццц механизма каретки 13 также вы. стаиват в крайнем переднем по.ожеццц, пока рычаг 6 це повернется а угол, цри котором 0=0, т.е. пока рычаг 6 не придет в начальную точку траекториивыстаивания каретки. Далее каретка 13 перемещается в крайнее заднее положение.Анализ циклограмм многопозициоцных автоматов для объемной штамповки показывает, что самые длительные по углу поворота кривошипа главного вала периоды выстаивация кареток механизмов переноса могут быть обеспечены при повороте рычага 6 до угла 0с=65. Следовательно, для обеспечения лучшего выстаивания каретки 13 в период поворота рычага 6 в диапазоне от О= 0 до О "с= 65 необходимо выбрать координаты центра астроиды, т.е. смецение центра шарнира 12 соединения тяги 11 с кареткой 13 относительно центральной оси механизма и длину тяги 11, равную условному радиусу кривизны астроиды, именно для этого диапазона улов. Расчетно-экспериментальные значения указанных параметров практически для всех механизмов переноса суцествуюших автоматов обьемцой штамповки, т.е. для диапазона углов поворота рычага 6 при выстаиванни каретки 13 0(Окс(65 следующие. Смещение центра шарнира 12 соединения Лля известного механизма переноса ра звеньев следующие, мм: радиус кривоц приводного вала 45; длина звена длина рычага 555; длина рычага 6 48; радиус кривошипа 9 16; расстояние между осями О и Ок шарнирного четырехзвенника 200; радиус начальной окружности зубчатого сектора 1064. Угол между рычагами 5 и 6 Р=97. В этом случае смещение центра шарнира 12 соединения тяги 11 с кареткой 13 относительно центральной оси мсханцзма составляет Н= 16,9 мм; а длина тяги 1= =46,39 мм.Кривая 16 фиг. 3) показывает основные периоды работы механизма переноса с указанными размерами. 1 рсимушесгво предлагаемого привода механизма прецоса по 5 10 15 20 25 30 35 40 5 50 сравццо с известным состоит в улучш- ии озорованя ца участке выстаи. ая Е )тк 1 3 в кра и с м пе)дх положц. Кваяокзываст киматиче- кие смещения отоцгльцо крайцго о.ожения каретки 13. Как видно, тклс каретки 13 составляет около 0,1 мм, в то вр- мя как при использовании известного привода механизма переноса отклонения каретки механизма переноса от крайнего переднего положения (кривая 18) составляют более 0,6 мм. Такие отклонения должны быть компенсированы установкой упора 15 за сцт упругих деформаций в механизме. В предлагаемом механизме упор 15 практически служит для облегчения наладки механизма.Лля проверки оптимальности выбора смещения центра шарнира соединения тяги 11 с кареткой 13 относительно центральной оси механизма Н и длины тяги 11 1 проведены расчеты положения каретки 13 относительно крайнего переднего положения при различных отклонения величин Н и 1 от расчетных. Лля случая выполнения тяги каретки 1=46,39 мм, а смешения от цен;ральной оси Н=5 мм, отклонения каретки от крайнего переднего положения в диапазоне рассматриваемых углов поворота кривошипа приводного вала 55 - 145 не могут быть представлены в одном масштабе с приведенными графиками, так как амплитуда отклонений составляет 7,436 мм. При той же длине тяги 1=46,39 мм и при смещении центра шарнира 12 соединения тяги 11 с кареткой Н=25 мм амплитуда отклонений каретки от крайнего переднего положения в диапазоне тех же углов поворота кривошипа приводного вала составляет 3,558 мм. При сохранении оптимального отклонения смешения центра шарнира соединения тяги 11 с кареткой относительно оси механизма Н=16,19 мм и при уменьшении длины тяги 11, например, до 1=36,0 мм амплитуда отклонеццй каретки 13 от крайнего переднего положения в диапазоне углов поворота кривошипа приводного вала 55 в 145 составляет 3,676 мм, а при увеличении длины тяги 11 до 1=56,0 мм амплитуда указанных отклонений составляет 1,726 мм. При одновременном увеличении длина тяги 11 1=56,0 мм и смешения центра шарнира соединения тяги 11 с кареткой Н= 25 мм амплитуда отклонений составляет для тех же условий 4,26 мм.Приведенные значения амплитуды отклонений положения каретки от крайнего переднего в заданном диапазоне уггов поворота кривошипа приводного вала, полученны для значений 1 и Н, отличающихся от оптимальной пары их значений, рассчитанных по указанным зависимостям, иллюстрируют скачкообразное увеличение амплитуды отклонений (не менее, чм на порядок),Таким образом, предлагаемый привод позволяет получить требуемую ццклограмму работы каретки механизма переноса и заме1328047 Н = Р (с( - Р),а длина тяги равна 1 = - К , р+-ц)",где Й гнпп кулачковые механизмы в приводе на замкнутые кинематичсские механизмы, обеспечпвакнцис процесс выстаивания с высокой точностью позиционирования каретки, При этом исключаются биения в системе механизма переноса, вибрации и связанные с ними высокие динамические нагрузки, которые приводят к потере заготовок при переносе их с одной позиции на другую. Использование предлагаемого привода снижает динамические нагрузки и позволяет 10 увеличить быстроходность многопозициопных авгоматов, а следовательно, их производительность. Фор,иула изобретении15Привод механизма переноса для много- позиционных штамповочнцх автоматов по авт. св.1237293, отличаюи(ийся тем, что, с целью повьпнеия точности позиционирования и снижения динамических нагрузок, центр шарнира соединения тяги с кареткой смещен относительно центральной оси механизма на величину радиус начальной окружности зубчатого сектора;коэффициепз ц, определяемые иззависимостей 2,084 - 0(0,48+0,28490 наы)1;)и 20"8 (1 - сов 0"-) где О,- - угол поворота рычага при выстаивании каретки.1328047 Н. Тил ес фе СоставительТехред И. ВТираж 582го комитета СССРква, Ж - 35, Рафическое предпри едактор И. Николайа к аз 3429/12 Под по делам изобрешская наб., д. тие, г. Ужгород,НИИПИ Государственно 113035, Мо Производственно-полигрг Фиг, 3 Ьысщаи 5 ание каретки а- за 0 не падожении Ьыстацаание каретки- б переднеи паяожении ектор С. Черниисноеений и открытий4/5ул. Проектная, 4