Автоматическая линия для балансировки коленчатых валов

(57) Истроениюавтома ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Минское станкостроительнпроизводственное обьединениетябрьской революции(56) Авторское свидетельствоУ 1054696, кл С 01 М 1/38, 1 МАТИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ БАЛАНОЛЕНЧАТЫХ ВАЛОВретение относится к машинои может использоваться приации процесса балансировки коленчатых валов в массовом производстве. Цель изобретения - повышение производительности и надежности работы: линии за счет наличия механизма ориентации на позиции загрузки. Механизм ориентации представляет собой толкатель с приводом, установленным в плоскости, проходящей через опоры позиции загрузки. Толкатель взаимодействует с шатунной шейкой ориентируемого коленчатого вала. Кроме того, на каждом станке-автомате установлен бесконтактный выключатель привода вращения, соединенный с системой управления линией и взаимодействующий с шатунной шейкой.Ф 2 з.п, ф-лы, 6 ил.4 О Изобретение относится к балансировочной технике и может быть использовано при автоматизации процесса балансировки коленчатых валов в мас 1 совом производстве. 5Цель изобретения - повышение производительности и надежности работы линии.На фиг. 1 изображена схема авто,матической линии для балансировки 10 коленчатых валов, вид в плане; на фиг. 2 - вид А на фиг, 1; на фиг, 3 - вид Б на фиг. 2; на Фиг, 4 - разрез В-В на фиг, 2 (шаговый транспортер не показан); на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 2 (шаговый транспортер не показан)," на фиг. 6 - разрез Д-Д на фиг. 1 (исходное угловое положение коленчатых валов на позициях линии перед началом или после завершения цикла перемещения шагового транспортера),Автоматическая линия для балансировки коленчатых валов содержит позицию 1 загрузки, участок 2 предва рительной балансировки, участок 3 окончательной балансировки и контрольно-сортировочный участок 4, Участки 2-4 включают станки-автоматы 5 и 6 .для измерения параметров дисбаланЗО са, станки-автоматы 7 - 10 для корректировки масс, станок-автомат 11 контроля остаточных дисбалансов и выходной накопитель 12, соединенные общим шаговым транспортером 13, выполненным в виде нризматических опор 14, предназначенных под коренные шейки коленчатых валов 15, и подвижных штанг 16. Все позиции линии электрически соединены с. системой 17 управления линией.Позиция 1 загрузки выполнена в виде отдельно стоящих опор 18, предназначенных под коренные шейки коленчатых валов 15 и механизма 19 ориентации, выполненного в виде корпуса 20, 45 и установленных на нем толкателя с приводом. Корпус 20 размещен в плоскости, проходящей через опоры 18 позиции 1 загрузки. Толкатель выполнен в виде скалок 21 и 22 с шарнирами 23 и 24, упорами 25 и 26 и наконечниками 27 и 28. Наконечник 27 представляет собой призму, параллельную опорам 18 позиции 1 загрузки, а наконечник 28 - ролик, ось которого перпендику лярна оси скалки 21и наконечникуприэме 27. Наконечники 27 и 28 предназначены для взаимодействия с шатунной шейкой 29 ориентируемого коленчатого вала 15. Скалка 21 взаимодействует с пружиной 30, установленной на корпусе 20 механизма 19, Привод выполнен в виде гидроцилиндра 31со штоком 32 и закрепленного на немдвуплечего рычага 33, каждое плечокоторого шарнирно связано со скалками 21 и 22, имеющими возможность перемещения относительно корпуса 20(направление показано стрелками) впределах, ограниченных упорами 25и 26.Основными узлами станков-автоматов 5,6 и 11 являются станина 34 сзакрепленными на ней стойками 35,связанными плоскими пружинами (непоказаны) с рамой 36, на которойкрепятся опоры 37, выполненные в ви-.де парных роликов, предназначенныепод коренные шейки коленчатых валов15, и привод 38 вращения последних.Основными узлами станков-автоматов 7 - 10 являются станина 39 с опорами 40, предназначенными под коренныешейки коленчатых валов 15, привод 41вращения этих валов, стойка 42 с силовым стволом 43 и сверлильной головкой 44.Конечным звеном приводов 38 и 41являются жестко закрепленные на шпинделях (не показаны), этих приводовфланцы 45 с пальцами 46, предназначенные под базовые отверстия 47 фланцев 48 коленчатых валов 15. Шпинделиимеют возможность осевого перемещения. На всех станках-автоматах установлены соединенные с системой 17бесконтактные выключатели 49 приводов 38 и 41, предназначенные длявзаимодействия с шатунной шейкой 29при ее угловой ориентации, определяемой механизмом 19,Таким образом, за счет исключения из конструкции каждого станка-автомата механизмов, участвующих в поиске шпоночного паза, установки механизма ориентации оригинальной конструкции на входе автоматической линии и бесконтактных выключателей для контроля заданного исходного углового положения в зоне размещения шатунной ейки вала повьшается производительность и надежность работы автоматической линии и, кроме того, снижается металлоемкость,Автоматическая линия работает следующим образом.25 Коленчатый вал, подлежащий балансировке в продольном угловом положении с помощью транспорта (не показан), поступает на позицию 1 загрузки, где коренными шейками устанавливается на отдельно стоящие опоры 18,при этом толкатель 21 механизма 19 на"ходится в крайнем нижнем положении,т,е, шток гидроцилиндра 30 втянут(фиг. 3)От системы 17 управления линиейпоступает команда на включение гидросистемы (не показана) механизма 19.Рассмотрим случай, когда коленчатый вал находится в самом неблагоприятном для поворота угловом положении, соответствующем нижней "мертвой" точке ориентируемой шатуннойшейки 29,После получения команды от системы управления в нижнюю полость гидроцилиндра 31 нагнетается масло ишток 32 из нижнего положения перемещается вверх - освобождается пружина30, воздействующая на нижний торецскалки 21. Последняя, упираясь роликом 28 в шейку 29, перемещается вверхдо тех пор, пока упор 25 не ограничит ее ход, при этом от недостаточного равновесия коленчатого вала 15,оторванного от опоры 18, возникает30опрокидывающий момент и под действиемсил трения, возникающих при взаимодействии поверхности шейки 29 с поверхностью ролика 28, последний поворачивается вокруг своей оси, позволяя тем самым коленчатому валу повернуться в призмах опор 18 вокругоси коренных шеек и выйти иэ нижней"мертвой точки",Продолжая перемещаться вверх,40шток 32 гидроцилиндра 31 воздействует на рычаг 33, причем правыйшарнир 23 не имеет вертикального перемещения, а шарнир 24 левого плечарычага 33 начинает перемещать скалку 22 вверх. При этом шейка 29, подталкиваемая поверхностью наконечни-,ка-призмы 27, скользит по ней вначале в направлении от центра призмы,затем - к центру и, достигнув последнего, базируется на боковых поверхностях призмы - коленчатый вал 15в исходном Фиксированном положении,Все станки-автоматы после их наладки контрольным коленчатым валом 55(не показан), которая проводится сцелью проверки технологической точности оборудования, также находятся в исходном положении, при которомовыдержан угол с - угол исходногоуглового положения базового пальца 46Фланца 45, и Фланцы 45 отведены кприводам 38 и 41 в положение "Отжим"с целью освобождения зоны для установки коленчатых валов 15.Описанное положение механизма 19и всех станков-автоматов, а такжеисходное положение шагового транспортера 13, при котором опоры 10находятся в крайнем нижнем положении,принято за исходное положение описываемой автоматической линии передначалом отработки цикла.В начале цикла работы линии опоры 14 транспортера 13 поднимаются,перемещаются на один шаг и опускаются.При этом призмы опор 14 снимаютс отдельно стоящих опор 18 позиции 1загрузки коленчатый вал 15, которыйнаходится в заданном исходном угловом положении, и в этом же положенииперемещают и устанавливают его наопоры 37 станка-автомата 5 для измерения параметров дисбалансов,Одновременно с подъемом опор шагового транспортера 13 толкательмеханизма 19 ориентации возвращается в крайнее нижнее положение.Для этого из нижней полости гидроцилиндра 31 масло уходит на слив,а в верхнюю - нагнетается, При этомшток 32 иэ верхнего положения перемещается вниз, воздействуя на рычаг33, Шарнир скалки 21 под действиемпружины 30 не имеет вертикальногоперемещения до тех пор, пока упор 26не ограничит ход скалки 22 вниз,благодаря чему левый шарнир рычагастановится. неподвижным, а правый,воздействуя на скалку 21 и преодолевая сопротивление пружины 30, перемещает скалку 21 в крайнее нижнееположение - механизм 19 ориентацииготов к приему очередного коленчатого вала. Осуществив выключателем 49 контроль углового положения вала 15, система 17 управления линии формирует команды на перемещение фланцев 45 в положение "Поджим". При этом на станке-автомате 5 базовый палец 46 фланца 45 входит в базовое отверстие 47 фланца 48 вала 15, после чего привод 38 приводит во вращение коленчатый вал 15 - начинаетсяпроцесс измерения (средства не показаны).На остальных позициях осевое перемещение фланцев 45 не происходит,5 так как отсутствие коленчатого вала фиксируется специальным датчиком (не показан).Процесс измерения на станке 5 завершается торможением и медленным поворотом коленчатого вала до тех пор, пока контролируемая шатунная шейка 29 не окажется в зоне действия бесконтактного выключателя привода 38, после чего привод 38 вращения отключается, фланец 48 останавливается в исходном угловом положении, которое может уточняться и фиксироваться (средства не показаны). Затем фланец 45 возвращается в исходное положение "Отжим".Одновременно с процессом измерений на станке 5, параметры которых передаются (средства не показаны) на станки 7 и 8, с цехового транспор тера (не показан) в произвольном угловом положении очередной коленчатый вал 15 поступает на позицию загрузки 1, где ориентируется в исходное угловое положение.30Система 17 управления линии, получив сигналы об отработке рабочих циклов всех позиций, дает команду шаговому транспортеру 13 на отработку его цикла, в процессе которого сориентированный коленчатый вал с 35 позиции загрузки 1 переносится на станок 5, а со станка 5 на станок 7 переносится вал с измеренными параметрами дисбаланса, одновременно вертикальный толкатель механизма 19 4 ф ,ориентации возвращается в крайнее нижнее положение.После получения сигналов от выключателей 49, контролирующих исходное угловое положение вала 15 на45 станках-автоматах 5 и 7, о том, что угловое исходное положение коленчатых валов после транспортировки осталось неизменным, в системе 17 управления линии формируется команда о перемещении фланцев 45 всех станков в положение Зажим , с началом которого на станках 5 и 7 базовые пальцы 4 б фланцев 45 входят в базовые отверстия 47 фланцев 48 коленча тых валов 15, а на остальных станках осевое перемещение фланцев 45 не происходит, так как отсутствие вала фиксируется специальным датчиком (не показан), Одновременно с цехово.го транспорта очередной коленчатый вал 15 поступает на позицию 1 загрузки, где ориентируется в исходное угловое положение во время отработки циклов станков- автоматов.После поджима фланцев 45 на станке 5 начинается измерение, а на станке-автомате 7 - процесс корректировки масс вала в левой плоскости коррекции. Для этого привод 41 устанавливает коленчатый вал 15 "тяжелым местом под сверлильную головку 44 Сверло удаляет необходимую массу металла и выводится из отверстия, а вал 15 при помощи привода 41 и выключателя 49 поворачивается в исходное угловое положение и фиксируется в нем. Поворот вала в исходное угловое положение используется и для высыпания стружки, оставшейся в отверстии, поэтому после обсверливания вал совершает более одного оборота. Цикл на станках 5 и 7 завершается отводом фланцев 45 в положение Отжим" с одновременной передачей сигналов от выключателей 49 в систему 17 управления линии о том, что коленчатые валы 15 на станкахнаходятся в заданном угловом положении.Система 17 управления линии, получив сигналы об отработке рабочих циклов всех позиций, дает команду транспортеру 13 о переносе валов 15 наодин шаг линии. Вследствие этого первый вал со станка 7 поступает накорректирующий станок-автомат 8 дляотработки рабочего цикла аналогичного циклу станка 7, в правой плоскости коррекции по результатам измерений на станке 5, а два последующихвала 15 устанавливаются на станках 5и 7 для измерения дисбалансов и корректировки масс в левой плоскостикоррекции соответственно,После отработки циклов оборудованием участка 2 предварительной балансировки его элементы возвращаются в исходное положение, а так как элементы оборудования участка 3 окончательной балансировки после их холостых циклов и механизм 19 ориентации также находятся в исходном положении, то транспортер 13 по команде системы 17 перемещает все коленчатые ва 1221520 8лы, находящиеся на линии, на одиншаг.Вследствие этого первый;вал поступает на участок 3 окончательной балан 5сировки, где установлены станки-автоматы конструктивно и функционально, аналогичные станкам участка 2предварительной балансировки,После того, как линия совершитследующие три цикла, первый вал 15попадает на станок-автомат 11 контрольно-сортировочного участка 4, гдезамеряются остаточные дисбалансыэтого вала. 15В зависимости от величины измеренных остаточных дисбалансов коленчатый вал 15 направляется (средстване показаны) в соответствующую ячейку (не показаны) накопителя 12, одна из которых предназначена для забракованных валов 15, остаточный дисбаланс которых превышает допустимый.Аналогично проходят обработку,контроль и сортировку последующие 25коленчатые валы,1 О Формула изобретения1. Автоматическая линия для балансировки коленчатых валов, содержащая позицию загрузки с опорами, предназначенными для установки коренных шеек коленчатых валов, связанные с ней станки-автоматы для измерения параметров дисбаланса, корректировки масс и контроля остаточных дисбалан 35 сов, каждый из которых включает привод вращения коленчатого вала, выходной накопитель, соединяющий их шаговый транспортер с опорами, предназначенными для установки коренных шеек коленчатых валов, и систему управления линией, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности и надежности, она снабжена установленными на позиции загрузки механизмом ориентации, выполненным в виде толкателя с приводом, расположенным в плоскости, проходящей через опоры позиции загрузки, предназначенного для взаимодействия с шатунной шейкой ориентируемого коленчатого вала, а на каждом станке- автомате установлен соединенный с системой управления линией бесконтактный выключатель привода вращения, предназначенный для взаимодействия с шатунной шейкой.2.Линия по п, 1, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что толкатель выполнен в виде двух скалок с упорами и наконечниками, один иэ которых представляет собой призму, параллельную опорам позиции загрузки, а другой - ролик, ась которого перпендикулярна оси скалки и призме, причем скалка с роликом подпружинена. 3. Линия по ;и. 1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что привод толкателя выполнен в виде гидроцилиндра со штоком и закрепленного на нем двуплечего рычага, каждое плечо которого шарнирно связано со скалкой.22520 оставитель А,Не ехред О,Сопка рсо орректор С.Шекмар Гуль дакто о акаэ 1604/4 Филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул,Лроектна 8 Тираж 778ВНИИПИ Государственного компо делам иэобретений и отк 113035, Москва, Ж, Раушская Подпистета СССРытийнаб д,4/5