Автоматическая роторная линия для сборки и сварки металлоконструкций

Автоматическая роторная линия для сборки и сварки металлоконструкций

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 130278 (21) 2577631/25-27 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 3009,80. Бюллетень 119 36

Дата опубликования описания 0 1080 (51)М. Кл.з

В 23 К 37/04 с

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 791. .039(088.8) (72) Автор изобретения

А. П. Суханов

Тульский проеятно-конструкторский технологический институт комбайностроения Проектинн. (71) Заявитель (54 ) АВТОМАТИЧЕСКАЯ РОТОРНАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ СБОРКИ И СВАРКИ

МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЯ

Изобретение относится к области сварки, а именно к автоматической роторной линии для сборки и сварки металлоконструкций, преимущественно состоящих Из обода, спиц и ступицы. 5

Известны роторные автоматы для сборки и сварки, состоящие иэ основания, на вертикальной оси которого смонтирована многопозициоиная поворотная планшайба с радиально располо-10 женными на ней приспособлениями с зажимами для крепления иэделий Щ.

Известна автоматическая роторная линия для. сборки и сварки металлокон- струкций, преимущественно состоящих иэ обода, спиц и ступицы, содержащая основание с установленными на нем по меньшей мере двумя питателями заготовок, сварочными головками и последовательно расположенными по меньшей 2Q мере двумя поворотными роторами, каждый иэ которых смонтирован на валу, с радиально расположенными на роторах приспособлениями с зажимами для крепления изделий, привод поворота рото- 25 ров, а также механизм выгрузки 21.

Недостатком известной автоматической роторной линии для сборки и сварки металлоконструкций является то, что она малопроизводительна, так как 311

2 недостаточно механизированы вспомогательные операции.

Целью изобретения является повышение производительности путем механизации вспомогательных операций.

Укаэанная -цель достигается тем, что один иэ роторов, предназначенный для сборки изделий и сварки спиц с ободом, закреплен на валу жестко, второй ротор, предназначенный для сварки спиц со ступицей, также за- креплен на своем валу жестко, а сам укаэанный вал смонтирован в полой телескопической оси с возможностью перемещения от привода, при этом линия снабжена механизмом перегрузки иэделий с ротора для сварки спиц с ободом на ротор для сварки спиц со ступицейл выполненным в виде размещенной на основании и перемещаемой от привода каретки с упорами,,п механизма поворота приспособлений ротора для сварки спиц со ступицей, установленного с воэможностью наклона на 90© в радиальной плоскости ротора вокруг оси, параллельной основанию, при этом сварочные ,головки и питатели смонтированы на упомянутой каретке. .Корпуса приспособлений ротора для сварки спиц со ступицей снабжены цап

766801 фами, механизм поворота указанных приспособлений выполнен в виде шарнирно смонтированных на основании двуплечего рычага и качающегося цилиндра, шток которого через шарнирную втулку, ползун с упорным стаканом и пружины соединен с одним плечом ука занного двуплечего рычага, а на другом плече шарнирно установлена тяга с упором и вилкой, взаимодействующей с упомянутыми цапфами, при этом на основании на остальных позициях ротора для сварки спиц со ступицей смонтированы защелки, взаимодействую— щие с .цапфами для фиксации корпусов приспособлений остальных позиций.

В корпусах зажимов каждого приспособления обоих роторов закреплены штоки-толкатели, взаимодействующие между собой на позиции перегрузки.

Механизм выгрузки выполнен в виде смонтированного на основании двуплечего рычага, взаимодействующего одним плечом с упором механизма поворота приспособлений ротора для сварки спиц со ступицей, а другим плечом — со штоком-толкателем зажима приспособления ротора для сварки спиц со ступицей на позиции выгрузки. Приводы перемещения каретки II ротора выполнены в виде смонтированно †па основании цилиндра с кОрОмыслом, одним плечом соединенного с кареткой, а другим — с телескопической осью через шарнирно-пружинное звено, один иэ шарниров кОтОрОГО выполнен шаровым. Привод поворота роторов выполнен в виде смонтированных на Основании качающегося цилиндра и повОрОтнО го з плоскости, параллельной основанию ры ча1а, сОединеннаГО средней своей властью со штскам цилиндра и одним из своих концов с валам ротора для сварки спиц сО ступицей lfpH зтОм HB валу ротора для сварки спиц с ободом смонтирована храпавая муфта, корпус которой соединен с другим концам укаэанного рычага.

На фиг. 1 схематично изображена линия в положении сварки,. общий виц.;. на фиг. 2 — узел 1 на фиг. 1", фи-, 3 — механизм поворота приспособлений; на фиг. : — разрез — A Ha фиг. 2; на фиг. 5 — вьид па с релке Б на фиг. 1; на фиг. 6 — вид па стрелке В на фиг. 1; на фиг. 7 — вид па стреЛке Г на фнг. 1; на фиг. 8 — вид по стрелке Д на фиг. 1; на фит. 9— линия в положении выгрузки изделия;

HB фит, 10 — вид по стре ке В н фиг. 9. .Автоматическая 7атарная линия для сборки и сварки содержит основание 1 с установленным на ней ротором, выпОлненным В виде планшайбы 2, устанав леннОй HB BBpTIiKBRÚßÎM валу 3 с радиально закрепленными на ней приспособлениями 4 с зажимами 5, индивидуальными фикс@торами 6 и эубча- иь94 колесами 7. Зубчатые колеса 7 жестко закреплены на осях 8 поворота приспособлений 4 и находятся в зацеплении с зубчатым сектором 9, неподвижно закрепленным на конце вертикальной на5 правляющей 10. На станине 1 расположена телескопическая ось 11 со скользящей шпанкой 12. В телескопической оси 11 посажен с возможностью поворота ротор, выполненный в виде вала

1О

13 с жестко закрепленной на нем планшайбой 14. На планшайбе 14 радиально расположены приспособления 15 с зажимами 16. На осях 17 вращения приспособлений 15 жестко закреплены зубчатые колеса 18, входящие в зацепление с шестерней 19, неподвижно сидящей на конце телескопической оси 11. Корпус 20 каждого приспособления 15 с приемной планшайбой 14 соединен осью

21 и зафиксирован подпружиненной за20 щелкой 22. Механизм поворота приспособлений содержит шарнирно закрепленный на оси 23 в подшипниках 24 основания 1 двуплечий рычаг 25, одно плечо 26 которого через шарнирную втулку

27 и полэун 28 с упорным стаканом 29 и пружину 30 соединено со штоком качающегося гидроцилиндра 31, а на другом плече 32 через шарнир 33 посажен подпружиненный пружинным звеном 34 рычаг 35 с ограничителем 36 поворота.

Свободный конец подпружиненного рычага 35 своим упором 37 взаимодействует с подпружиненной защелкой 22 на позиции перегрузки, а захватом 38 — с цапфай 39. На вертикальной направляющей

1.0 расположена подъемная каретка 40, несущая сварочные головки 41 и 42 и питатели 43 и 44 с заготовками сваривае2ых иэделий, причем питатели 43 и

44 снабжены механизмами поштучной

4J выдачи заготовок. Каретка 40 контактирует своими упорами 45 и 46 со штоками-толкателями 47 зажимов 5 приспо-. собления 4, а шток-толкатель 47 на позиции перегрузки контактирует са

45 штоком-толкателем 48 зажимов 16 приспособления 15 на той же позиции. На станине 1 шарнирно закреплен поджатый к неподвижной стойке 49 (см. фиг. 3, 6) телескопической аси 11 пружиной

50 двуплечий рычаг 51. Контактйрующий, одним пле.:ом 52 с упором 53 рычага

25 механизма поворота приспособлений, а другим плечом 54 — со штоком-толкателем 48 на позиции выгрузки. Привод поворота планшайб 2 и 14 выполнен в виде цилиндра 55, шарнирно закрепленного на основании 1, который ушком

56 своего штока шарнирно присоединен к рычагу 57. Рычаг 57 одним концом, имеющим четырехгранное отверстие, .ф) посажен в подшипник 58 станины 1, а другим через шарнирную тягу 59 соединен с рычагам 60 наружной обоймы храпавой муфты 61. Храповая муфта 61 посажена через шпанку 62 на приводной у конец вала 3. Цилиндр 63 привода подь766801 ема шарнирно присоединен к корощыслу

64, прикрепленному шарниром 65 к станине 1. Коромысло 64 одним концом через шарнирную серьгу 66 соединено с подъемной кареткой 40, а другим— с планшайбой 14 через пружинное звено 67 и шаровой шарнир 68. Фиксация планшайб 2 и 14 производится фиксаторами 69 и 70.

Описанная линия имеет позиции загрузки а, окончательной сборки б, фик->О сации и сварки в, сварки и перегруэкк г, сварки д, е, ж, выгрузки и.

Автоматическая роторная линия для сборки и сварки работает следующим образом. 15

Заготовки, подлежащие сборке и сварке, загружают в питатели 43 и 44 с механизмами поштучной выдачи заготовок свариваемых изделий, после чего включают цилиндр 63 привода подьема, который, втягивая свой шток и поворачивая коромысло 64, опускает подъемную каретку 40, а фиксатор 69 строго фиксирует положение планшайбы

2. Питатели 43 и 44 выдают на позиции а и б по одному комплекту заготовок.

После этого цилиндр 63 поворачивает коромысло 64, поднимая каретку 40 в верхнее положение. Затем производят поворот планшайб 2 и 14 следующим образом. Шток цилиндра 55 поворачивает рычаг 57, который своим четырехгранным отверстием входит в зацепле.ние с четырехгранником вала 13, вращая приемную планшайбу 14.. Другой конец рычага. 57 через тягу 59 и хра- 3i повую муфту 61 поворачивает вал 3 вместе с планшайбой 2. Б реэульт-.те поворота планшайбы 2 приспособление

4 с загруженным в нем изделием, находящееся H- позиции б,,помещается 4Q на позицию в. После поворота планшайба 2 фиксируется фиксатором 69, подъемная каретка 40 опускается, фиксируя своими зажимами собранный узел на позиции в, а также упором 46 нажи- 45 мая на шток-толкатель 47 зажимов 5 приспособлений 4 на той же позиции .

Зажимы 5 приспособлений 4 на позиции в дополнительно фиксируют детали свариваемого узла и предотвращают сваЪу риваемый узел от выпадания из приспособлений 4 при последующих поворотах его относительно горизонтальных осей 8 (11 — ц ) (см. фиг. 7). После опускания каретки 40 расположенная на ней сварочная головка 42 произao-. дит сварку шнов узла, находящихся в нижнем положении на позиции в. По окончании сварки производится подъем каретки 40, а затем поворот планшайбы 2 таким образом, что приспособление 4 с позиции в перемещается на гозицию г, причем зубчатое колесо 7 приспособления 4 входит в зацепление с зубчатым сектором 9, поворачивая приспособление 4 на 180 относитель- 65 но оск 8 (>> — к ). После поворота и фиксации пла шайбы 2 производят подьем планшайбы 14 с перебазировкой снаринаемого изделия кэ приспособления

4 планшайбы 2 в приспособление 15 планшайбы 14 на позиции r.

Перегрузка и сварка изделий на позиции r производится следующим образом.

Шток гидрсцклкндра 31 устанавливают в среднее положение таким обраэом, что рычаг 35 кз исходного положения

K переводитс в положение Л, отводя защелку 22 от цапфы 39, захватывая цапфу 39 захватом 38. В положении Л рычаг 35 находится поджатым к цапфе

39 пружиной 30 относительно ползуна

28, жестко соединенного со штоком гидроцилиндра 31. После подвода рычага 35 цилиндр 63 вытягивает свой шток и поворачивает коромысло 64 во/ круг оси на станине 1, в результате чего каретка 40 опускается,- а планшайба 14 перемещается вверх, причем плечо 32 с рычагом 35 под действием пружины 30 понорачивает приспособление 15 вокруг оси 21 (i — >> ) таким образом, что приспособление 15 сношу:. поверхностями базирования сваркваемого изделия захватывает иэдeëèå, находящееся н приспособлении 4, при этом рычаг 35 занимает поло>кение Y., шток гидроцилиндра 31 втягивается в крайнее положение, под:г мая плc=:o

32 с рычагом 35 нерхнe é :.астьг. упорного стакана 29 ч ре"-. шарнирную втулку 27 с усилием, развиваемым гкдроцклкндром 31, а коромысло 64 продо»вЂ” жает повора.-иваться под дейс-,вием цилиндра. б 3. Планшайба ". остается попжатой н крайнем верхнем положении, а коромысло 64 продотжает поворачиваться благодаря изменению длины пружинного звена 67. Каретка 40, продолжая опускаться под действием цилиндра

63, своим упором 45 пере ;.ещает штоктолкатель 47 на поэкцкк г. Шток-толкатель 4 " отводит от иэделия важа.к

5,. а также перемещае шток-то>"катель

48, который -.-.аж >мами 16 фиксирует иэделие отноoèòåëüío приспособления 15, После перегрузки иэделия кэ приспособления 2 в приспособление 15 на позиции г производится сварка швов, наход>тщкхся н нижнем положеник, с помощью сварочной голонки 41. По окончании сварки шток гидроципиндра 31 перемещается н среднее положение, оставляя рыча.г

35 н положении М под действием пружины 30. После перемещения тока цилиндра 31 в среднее положение включается цилиндр 63, который, поворачивая коромысло 64, поднимает каретку 40 и опускает планшайб "4, пр:: этом рычаг 35 вместе с захваченной захватом

38 цапфой 39 приспособления 15 перемещается Не точки М в точку Н (под действием опускаемой Планшайбы 14), 766801 а иэ точки M в точку Л под действием пружинного звена 34, отведенного от упора ограничителя 36 поворота опусканием планшайбы 14. Перемещением конца рычага 35 иэ точки Н в точку Л производится поворот приспособления

15 в исходное положение, при этом отодвигая своим упором 37 защелку 22 и вводя зубчатое колесо 18 в зацепление с шестерней 19. После опускания планшайбы 14 шток гидроцилиндра 31 выдвигается до конца так, что рычаг

35 переходит из положения Л в положение И, а затем несколько возвращается в положение K. При отводе рычага 35 из положения Л в положение И защелка 22 под действием своей пружины захватывает цапфу 39 корпуса 20 приспособления 15, фиксируя данное положение приспособления 15. После отвода рычага 35 в положение К (Исходное полог ение) включается цилиндр 20

55, и приспособление 15 со свариваемым-иэделием перемещается с позиции г еа позицию д, при этом зубчатое колесо 18 обкатывает шестерню 19, поворачивая приспособление 15 в подшипни- 25 ках корпуса 20 относительно оси М-бl таким образом, что свариваемый шов ориентируется в нижнее положение против сварочной головки позиции д, а приспособление 4 на позиции г при по- () вороте планшайбы 2 поворачивается относительно оси П-П на 180 в исходное положение, перемещаясь на исходную позицию загрузки а. При этом приспособление 4 фиксируется индивидуальным фиксатором 6. После перемещения свариваемого иэделия на позицию д цилиндр

63 поднимает планшайбу 14 в верхнее положение, подводится сварочная головка и производят сварку. После этого сварочная головка отводится, планшайба 14 опускается и приспособление 15 со свариваемым изделием перемещается с позиции д на позицию е, поворачиваясь относительно оси I÷ — так же, как и при перемещении с позиции г на позицию д. Сварка на позиции е, а также на позиции ж производится так же, как и на позиции д. Перемещение приспособления 15 с изделием с позиции е на позицию ж производится аналогич- 5О но перемещению между позициями д и е.

После окончания сварки на нозиции ж сварочные головки отводятся и планшайба 14 опускается устанавливая приспособления 15 позиции ж на позицию выгрузки и.

Выгрузка готового изделия производиТся следующим образом. При перемещении рычага 35 из положения Л в положение И упор 53, жестко связанный с 60 рычагом 32, перемещает плечо 52 рычага 51, н результате чего рычаг 51 поворачивается и своим плечом 54 перемещает шток-толкатель 48 а шток-толкатель 48 отводит зажимы 16 приспособ-g5 ления 15 на позиции и и своим концом выталкивает изделие в лоток 71, по которому оно поступает эа пределы линии.

В связи с тем, что свариваемые изделия находятся в приспособлениях всех позиций одновременно, операции на всех этих позициях и межоперационные передачи между смежными позициями производятся одновременно, линия высокопроизводительна. Поскольку предлагаемая линия предусматривает автоматическое перемещение свариваемого изделия в пространстве вокруг нескольких осей, то она имеет широкие технологические возможности и может быть применена для автоматической сварки изделий с пространственным расположением швов.

Экономический эффект от внедрения предлагаемой автоматической роторной линии, разработанной для сборки и сварки каркаса колеса рулевого управления, составит на Карталинском заводе "Сельхоззапчасть" более 33 тыс. руб. в год, а на аналогичных производствах предприятий страны — не менее 40.тыс.руб. в год.

Формула изобретения

1. Автоматическая роторная линия для сборки и сварки глеталлоконструк-. ций, преимущественно состоящих из обода, спиц и ступицы, содержащая основание с установленными на нем по меньшей мере двумя питателями заготовок, сварочными головками и последовательно расположенными по меньшей мере двумя поворотными роторами, каждый из которых смонтирован на валу, с радиально расположенными на роторах приспособлениями с зажимами для крепления изделий, привод поворота роторов, а также механизм выгрузки, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности путем механизации вспомогательных операций, один из роторов, предназначенный для сборки изделий и сварки спиц с ободом, закреплен на валу жестко, второй ротор, предназначенный для сварки спиц со ступицей, также закреплен на своем валу жестко, а сам указанный вал смонтирован в полой телескопической оси с воэможностью перемещения от привода,.при этом линия снабжена механизмом перегрузки иэделий с ротора для сварки спиц с ободом на ротор для сварки спиц со ступицей, выполненным в виде размещенной на основании и перемещаемой от привода каретки с упорами, и механизма поворота приспособлений ротора для сварки спиц со ступицей, и установленного с возможностью наклона на

90О в радиальной плоскости ротора вокруг оси, параллельной основанию„

766801 при этом сварочные голонки и питатели смонтированы на упомянутой каретке.

2. Линия по и. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что корпуса приспособлений ротора для сварки спиц со ступицей снабжены цапфами, механизм поворота указанных приспособлений выполнен в виде шарнирно смонтированных на основании двуплечего рычага и качающегося цилиндра, шток которого через шарнирную втулку, ползун с упорным стаканом и пружины соединен с одним плечом укаэанного двуплечего рычага, а на другом плече шарнирно установлена тяга с упором и вилкой, взаимодейству ющей с упомянутыми цапфами, при этом на основании на остальных позициях ротора для сварки спиц со ступицей смонтированы защелки, взаимодействующие с цапфами для фиксации корпусов приспособлений остальных позиций.

3. Линия по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что в корпусах зажимов каждого приспособления обоих ро- . торов закреплены штоки-толкатели, взаимодействующие между собой на позиции перегрузки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 9 503691, кл. В 23 К 37/04, 1973.

2. Николаев Г. А. и др. Расчет, проектирования и изготовление сварных конструкций . М., "Высшая школа", 1971, с. 756, рис. 24-30.