Устройство для прижима полуколец к цилиндрическим поверхностям дагиса

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 168210 СПУБ ЕНИ ИДЕТЕЛ ЬСТВУ ВТОРСКОМ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР САНИЕ ИЗО(56) Авторское свидетельство СССРМ 612766, кл. В 23 К 31/06, 1974,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЖИМА ПОЛУКОЛЕЦ К ЦИЛИНДРИЧЕСКИМ ПОВЕРХНОСТЯМ ДАГИСА(57) Изобретение относится к оборудованиюдля сборки сварных конструкций, в частно-сти к переносным ручным сборочным устройствам, предназначенным длязакрепления полуколец относительно другдруга на цилиндрической поверхности детали при изготовлении сварных конструкций,и может быть применено при ремонте и устранении повреждений трубопроводов различного назначения. Цель изобретения -расширение технологических возможно(Я)5 В 23 К 37/04, В 23 Р 6/О //В 23 Л 101:10 стеи, повышение производительности и качества сборки. Устройство содержит корпус 1 в виде скобы, опорную и подвижную зажимные головки. К корпусу присоединена поворотная вильчатая опора 3, а к нажимному механизму - поворотная вильчатая пята 7. В вилках шарнирно установлены зажимные головки (ЗГ) для поджима полуколец 36 и 37 к цилиндрическим поверхностям. Каждая ЗГ снабжена двуплечим рычагом, к плечам которых шарнирно присоединены самоустанавливающиеся на цилиндрической поверхности прижимные элементы 16, 17,26,27. В ЗГ имеются прижимные элементы, обеспечивающие распределение радиальных сил по периметру полуколец не менее чем в трех равноудаленных точках, Конструкция обеспечивает автоматическое раскрытие и закрытие откидных ЗГ. Заводные пружины обеспечивают самоустановку ЗГ в заданное положение, 1 э.п.ф-лы, 4 ил.а,0 Изобретение относится к оборудованию для сборки сварных конструкций, в чатности к переносным ручным сборочным устройствам, предназначенным для закрепления полуколец относительно друг друга на цилиндрической поверхности при изготовлении сварных конструкций и может быть применено при ремонте и устранении пОвреждений трубапОавадсв различнОга назначения.Цель изобретения-расширение технологических возможностей, повышение производительности и качества сборки,На фиг. 1 изображена конструкция устройства в момент закрепления на шейках двух пОлуколец, на )иг, 2 - устрайствО в позиции перед ега устанпвд)й на шейку после снятия с шейки; на фиг. 3 - вариант конструкции прижимных элементов зажимных головок; на фиг. 4- вариант зажимной головки с прижимным элементом, выполненным в виде сектора переменной жесткости.Устройство состоит из корпуса 1 нажим- ного механизма, опа 1)ной и подви)хной эажимной головки, к ко)пусу 1 прикреплено оцо 2 вильчатаЙ пово;)ОтнОЙ опоры 3 и гайка 4 винтового нажимного механизма, Согласно предлагаемому техническому решению могут быть применены другие нажимные механизмы (гидравлические, пневматические и т,д,).Винтовой нажимнай механизм имеет нажимной винт 5 с рукояткой 6 и гайку 4. На цилиндрическом конце нажимного винта 5 изготовлена стопорная кольцевая канавка и установлена вильчатая гя)воротная пята 7, К вильчатой пяте 7 прикреплена державка 8 заводной пружины 9, Заводная пружйна 9 удерживает пяту в заданном положении относительно корпуса 1, Заводная пружина 9 выполнена в виде стержня ленты) из пружинной стали и соединена с корпусом 1 при помощи двух упоров 10, закрепленных на корпусе 1, Согласно изобретению в каче- стае заводных могут быть использованы другие виды пружин, например цилиндрические. В вильчатой поворотной опоре 3 опорной зажимной оловки закреплена заводная пружина 11 при помощи винта 12. Заводная пружина 11 выполнена в виде стержня из пружинной стали и соединена с корпусом 1 при помощи двух упаоов 13, между которыми размещен конец пружины 11, Вильчатая поворотная опора 3 и вильчатая поворотная пята 7 саосны и имеют общую ось О-О, атно:ительно которой в заданных пределах может быть повернут 5 0 1 5 Г) 0 /5 30 У) 40 корпус 1 в любую сторону (вектор и 1 ), Угол поворота корпуса относительно оси О-О ограничивается собственно конструкцией детали, к которой поджимают полукольца, а также конструкцией заводных пружин 9 и 11.Поворотом корпуса 1 относительно оси О-О в направлении йи обеспечивается смещение корпуса 1 по отношению к свариваемым стыкам и происходит улучшение доступа для их сварки. Таким образом, Обеспечивается повышение производительности труда и создаются условия для болеекачественного выполнения сварочных работ, Корпус 1 после поворота относительно оси О-О удерживается эа счет сил трения в опоре и пяте нажимного винта. После уменьшения усилия в нажимнам механизме уменьшаются силы трения и заводные пружины 9 и 11 возвращают корпус 1 в исходное положение.Устройство по фиг, 1-4 снабжено двумя идентичными сменными зажимными головками, предназначенными для прижима полуколец и секторов к цилиндрическим поверхностям.Одна зажимная головка соединена с вильчатой пятой 7 шарнирно при помощи оси 14 и ана может перемещаться нажимным механизмом возвратно-поступательно, Поэтому она названа подвижной зажимнай головкой. Другая зажимная головка соединена шарнирно с вильчатой опорой 3 при помощи оси 15 и названа опорной. Подвижная зажимная головка содержит прижимные элементы 16 и 17 с закрепленными на них кронштейнами 18 и 19. Прижимные элементы 16 и 17 своими кронштейнами с помощью осей 20 и 21 установлены на плечах двуплечего рычага 22.Подвижная зажимная головка имеет двуплечий рычаг 22, который при помощи оси 14 соединен с вильчатой пятой 7 нажим- ного механизма, Двуплечий рычаг 22 является основанием зажимнай головки и к его плечам при помощи вильчатых кронштейнов 18 и 19 присоединены прижимные элементы 16 и 17, выполненные в виде кольцевых секторов. Согласно изобретению прижимные элементы 16 и 17 зажимных головок могут быть выполнены сменными, На двуплечем рычаге закреплен упор 23, который взаимодействует с деОжавкай 8 заводной пружины 9 и ограничивает поворот зажимнай головки ва внутрь скобы,Согласно изабретени): упор 23 мажет бь,ть закреплен на державке заводной пружины 9. В противоположную сторону уголповорота зажимной головки вокруг оси 14ограничен фаской корпуса пяты 7.Поворот прижимных элементов 16 и 17вокруг осей 20 и 21 ограничен с одной стороны упорами 24 и 25, а с другой зазором Яз 5между торцами прижимных элементов зажимной головки,Опорная зажимная головка состоит изкулачков 26 и 27, которые снабжены вильчатыми рычагами 28 и 29. Вильчатые рычаги 1028 и 29 соединены шарнирно осями 30 и 31с двуплечим рычагом 32, который шарнирноприсоединен при помощи оси 15 к вильчатой поворотной опоре 3, На двуплечем рычаге 32 закреплены упоры 33 и 34, 15ограничивающие поворот кулачков 26 и 27вокруг осей 30 и 31, Поворот двуплечегорычага 32 вокруг оси 15 вызывает поворотопорной зажимной головки вокруг этой оси.Угол а 2 поворота опорной головки с одной 20стороны ограничен упором 35, который закреплен на корпусе 1, а с другой - поверхностью фаски поворотной опоры 3.В предлагаемой конструкции устройства радиальные усилия, действующие на 25прижимающие элементы головок, имеют величину, превышающую половину усилия,создаваемого нажимным винтом 5,Радиальные усилия зависят от величины центрального угла а 1 (фиг. 1) между радиальной плоскостью, проходящей черезось соединения кулачков с двуплечим рычагом и направлением действия усилия, создаваемого нажимным винтом. Изменяявеличину центрального угла а 1, можно регулировать не только величину радиальногоусилия, действующего на прижимные элементы головок, но и распределение усилий,прилагаемых в точках контакта прижимныхэлементов с полукольцами. С увеличением 40угла а 1 увеличивается радиальное усилие,действующее на кулачок, и усилия в местаконтакта кулачков с полукольцами в зонестыка,Диапазон рациональных величин центрального угла а 1, определяющего положение осей соединения прижимных элементовс двуплечими рычагами, находится в пределах 25,40 (для конструкции зажимных головок, приведенных на фиг. 1 и 2).50Места контакта прижимных элементовголовок 16, 17 и 26, 27 с наружными поверхностями полуколец 36 и 37 при поджиме их кшейкам валов 38 задают выбором размеровсекторов кулачков и их расположением относительно радиальной плоскости, проходящейчерез оси 20 и 21, 30 и 31 шарниров.Прижимные элементы, изготовленные ввиде кольцевых секторов по фиг, 1-3, имеют внутренние диаметры 02 меньше (примернона 15 мм) наименьшего возможногодиаметра полуколец б 1, Это соотношение диаметровгарантирует контакт кулачков с полукольцамив зоне из концов А 1 и А 2 (фиг. 3),У;ол поворота прижимных элементовворуг расчетного положения на двуплечихрцчагах, т,е. радиальной плоскости, проходящей через шарниры, задан в пределах до+10. Эти углы обеспечивают самоустановку прижимных элементов без их замены приразных диаметрах наружных поверхностейполуколец и расширяют технологическиевозь.ожнссти устройства.Для сварки стыков полуколец 36 и 37 нашейках 38 необходимо, чтобц зазор 32 между приж.м.;ыми элементами был больше зазора Я э стыках полуколец, он долженобеспечива гь свободный доступ для сварки,Для обеспечения работоспособности устройству необходимо учесть следующее.Если после снятия прижимающего усилия корпус 1 устройства (фиг. 2) переместитьпо направлению вектора Р 1 относительношейки 38, то под воздействием шейки наприжимные элементы 16 и 26 произойдетопрокидывание подвижной и опорной зажимных головок, т,е, поворот двуплечих рычагов по направлению векторов шг вокругосей 14 и 15. При этом угол поворота а 2 может зависеть от величины зазора Ь 2 в стыкахприжимных элементов 17 и 27. Возможныдва случая. Зазор 32 велик, Стыки прижимных элементов 17 и 27 головок при равныхуглах поворота а 2 че контактирют, В этомслучае угол поворота а 2 ограничен упоромдвуплечих рычагов в фаски опоры 3 и пяты 7.Величина раскрытия прижимных элементов 16 и 26 определяется углом поворотадо упора, г;ричем их раскрытие должно бытьбольше б 1, Ори величине раскрытия кулачков 16 и 26 больше б 1 обеспечивается возможность свободного снятия и установкиустройства на шейки с полукольцами,Во втором случае з:-:оры Я 2 в стыкахприжимных элементов 17 и 27 головок недостаточны, при равных углах поворота двуплечих рычагов стыки контактируют друг сдругом и ограничивают величину угла их поворота а 2 и раскрытие прижимных элементов 16 и 26, При этом возможен случай,когда величина раскрытия прижимных элементов 16 и 26 меньше величины О 1, В этомслучае устройство становится неработоспособным.Для обеспечения работоспособностиустрсйству в этом случае необходимо обеспечить опережающий поворот одной зажимной головки вокруг оси 14 или 15 посравнению с другой, В этом случае произойдет раскрытие стыков прижимных злементов 16 и 26 на неооход 4 мую Величин/. Для обеспечения работоспособности устройстВу в этом случае необходмо увеГлЧить угсл поворота О 2 ОДНОГО йэ дву 1 лечих рычагов ВОКРУГ Оси,С учеОм изложе" ного В нартощ 6 л изобретении Граничные значения глов пОВО" рОта 6 ДВуплечих ГычГов 22 и "2 заданы Б Ггр 8 делах 25.60, для Обеспечения работо" способности в сумм,ь углф поворота О дву, ПЛВЧИХ рь.ВГОВ 22 И 32 Всегга ДОГЫ бЫТЬ больш 8 6 О . Очевидноптимал ный диапазон суммарных углиэ Гзвоота головок на"9 оПгегложенная ко:,ОО;,:;,ция и Возгкповпрот Прк(умны, стов 16 17 и 26, 27 стносытель О двуплв Грычагов 22 и 32 ВОкруГ Осей 21, 2". и 3, ". н примененйе В усгройстве :.,;,Ной ПО .ной зажймной Головки дает В",:Аость Обеспечить поджим Какдого поУкольца к шейкам 3 четырех точках, при это Допуска ется вариация наружньр( диаметр " Голукол 8 ц В широких Гределах, Гоэтсму конструкция обладает ирокими технологи ческими Возможноствми, Об 8 спечивает плотное и качественное прилегание полуколец к цилиндрическим поверхностям.Прижимные элементы ээжимных Голо вок могут быть изготовлены в Виде призм или другой формы. СсГласно изобрете о предусмотрен вариант при;кимного элемента фиг. 4), Выполненного в Виде кольцевого сектора переменной жестОсти.Согласно варианту по фиг. 4 прижимной злем 8 нт сод 8 ржит укооченное полгкольцО (сектор) 39 Т-образного сеченя, Б нем выполнены ОтвеОстиЯ с прорезями 4 Оумень" шаюцие жесткость .ектра В заданных местах, Следовательно, прижимной сектор образует отдельные секторы повышенной жесткости, соединенные в одно целое участками перемычками) малой жесткас и,Прижимной сект;",;. 33 шарнирно грисо. единен к двуплечему;ычагу 22 фиг. 4) гри помощи серег 41, Серьги 41 присоединены к концам прижимного секора 39 Осями 42, а вторые концы сеоег присоединены шарнирно к концам глеч двуплечеО рычага 22 осями 43 (фиг. 4).Количество сектсрОВ ГОвышенной ж 88" ткости и надрезов может быть любым. Нами применягсь секто ры 39 с двумя надрезами 40, как изображено н,д флг, 4, причем обесгечивалось необходи.,Ое и достаточно плотное прижатие полуколец 36 и 37 к шейкам гфиг. 2),При этом зажимная головка имеет следующие особенности.Если диаметр рабочей поверхности сектора 39 Оз фиг. 4) больше диаметра полуколец на шейках б 1 (фиг, 2), В этОИ случаеполукольца 36 и 37 к шейкам прижимаются в трех точках, а именно в средней частиполуколец 36 и 37 и в зоне их стыков, т.е. вЗОне сВарки пОлуколец,Если же диаметр бз меньше диаметра б 1 в заданных пределах (до 3 мм), то в этом случае средняя и крайняя части (фиг. 4) - повышенной жесткости, под действием прижимающих усилий, приложенных черезсерьги 41 к концам сектора 39, будут его деформировать и сектООЫ повыш 8 ннОЙ жесткости будут контактировать с прижимными полукольцами 36 и 37 В шести точках, втом числе и в зоне сварйваемых стыков, Шарнирное соецинение прижимного секто. ра 39 с двуплечим рычагом 22 обеспечивает возможность деформации сектора и копирование поверхности прижимаемых полуколец 36 и 37 и самоустановку зажимныхголовок, Смещение прижимного сектора 39 относительно двуплечего рычага 22 в заданных пределах обеспечивается упорами 44.Применение в производстве конструкций устройства с опрокидывающимися зэжимными Головками позВОляет существенно упростить сборку и уменьшить трудоемкость закрепления полуколец винтовым зажимным механизмом на шейкахРабота устройства представлена на примере восстановления изношенных шеек коленчатых валов автотракторных двигателей способом установки ремонтньх полуколец с применением сварки их стыков на шейках.П р и м е р, Восстановление коренных и шатунных шеек коленчатых валов тракторных двигателей ЯМЗН Б.Номинальные диаметры шатунных шеек 88 мм, коренных 110 мм. Шатунные и коренные шейки снабжены масляными каналами, проходящими перпендикулярно к оси насквозь через шейки,На шейки устанавливают закаленные ремонтные полукольца, снабженные отверс;иями, которые совмещают при сборке с иасляным каналами.Толщину полуколец на ВостанОвленных шейках выбираот в пределах от 2,О до 3-х мм, В нашем примера толщина полуколецзадана 2,5 мм. Поэтому диаметр шатунных ш 68 к пер 8 д установкой ремонтных полуколец должен быть 83 мм, а:;оренных 105 мм,Устройство при восстановлении шеек коленчатых валов работает следующим об-.а зг.5 10 15 На подготовленную шейку 38 устанавливают ремонтные полукольца 36 и 37. Совмещают их отверстия с отверстиями в шейках 38. Поворачивают подвижную и опорную зажимные головки вокруг осей 14 и ,5. Раскрывают прижимные элементы 16 и 26 (:.,.;г. 2), Эти прижимные элементы в раскрытом виде выполняют роль ловителей шейки, Удерживая устройство эа корпус 1 в руках, подносят его к шейке и перемещают энергичным движением перепендикулярно к шейке,:по,направлению вектора Е 2. При выполнении этой операции шейка 38 с полукольцами входит в раскрытые зажимные головки и упирается в прижимные элементы 17 и 27. Усилия, приложенные к прижимным элементам 17 и 27, передаются двуплечим рычагам 22 и 32, которые поворачиваются вокруг осей 14 и 15 до положения, ограниченного упорами 23 и 35. При этом подвижная и опорная зажимные головки приходят в положение, изображенное на фиг, 1. Устройство установлено на шейке.Поворачивают устройство вокруг оси шейки и размещают стыки ремонтных полуколец в среднюю часть зазора 32 прижимных элементов зажимных головок. Вращают за ручку 6 винт 5 нажимного механизма и предварительно поджимают полукольца Зб и 37 к шейке 38 с зад 2 анным удельным усилием (6,010,0 кг/см ),После предварительного поджима полуколец поворачивают корпус 1 (скобу) относительно оси 0-0 на угол, обеспечивающий свободный доступ к стыкам для их сварки.Увеличивают усилие поджатия полуколец примерно в два раза. Конструкция готова для сварки стыков, Сваривают стыки, например, с одновременной приваркой их к шейам,Вращают ручку нажимного винта в противоположном направлении и снимают усилие, действующее на зажимные головки. Под действием сил упругости заводных пружин 9 и 11 корпус 1 возвращается в исходное положение, т,е. в плоскость качения зажимных головок вокруг осей 14 и 15.Вручную перемещают устройство относительно шейки 38 а направлении вектора 20 25 30 35 40 45 Е 1(фиг, 2), Шейка 38 воздействует на прижимные элементы 16 и 26. Под силовым воздействием зажимные головки поворачиваются вокруг осей 14 и 15, они раскрываются и принимают положение, изображенное на фиг. 2. Шейка 38 выходит из зажимных головок устройства, а устройство принимает положение, необходимое для установки на следующую шейку,Конструкция устройства дает возможность улучшить доступ к свариваемым стыкам и обеспечивает качественное поджатие полуколец при различных диаметрах наружных цйлиндрических поверхностей в широких пределах, что расширяет технологические возможности устройства. Формула иэобретеиия 1. Устройс во для прижима полуколец к цилиндрическим поверхностям, содержащее корпус, нажимной механизм, опорную и подвижную зажимные головки с кронштейнами и прижимными элементами, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей, повы шения производительности и качества сборки, устройство снабжено вильчатой опорой, установленной на корпусе с возможностью поворота вокруг своей оси, вильчатой пятой с державкой, установленной на нажимном механизме с возможностью поворота вокруг своей оси, двуплечими рычагами, каждый из которых шарнирно связан с опорой и пятой соответственно упорами, закрепленными на концах двуплечих рычагов с возможностью взаимодействия с прижимными элементами, упорами, закрепленными на корпусе устройства, элементами фиксации зажимных головок, один из которых закреплен на опоре, а другой на державке пяты с возможностыю взаимодействия с упорами, закрепленными на корпусе устройства, прижимные элементы посредством кронштейнов шарнирно закреплены на плечах рычагов,2, Устройство по п. 1, о г л и ч а ю щ е ес я тем, что элементы фиксации зажимных головок выполнены в виде заводных пружин.тавитель Л. Назароваред М.Моргентал Тираж Подписноесударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5