PL162308B1 - Sposób wykonywania gwintu na czopach obejmy zgrzebla przenosnika zgrzeblowego PL - Google Patents

Abstract

Sposób wykonywania gwintu na czopach obejmy zgrzebla przenosnika zgrzeblowego, polegajacy na tym, ze czopy obejmy stanowiacej odkuwke ze stali chromo- wo-manganowej wyzarza sie nor mializujaco, po czym czopy przepycha sie, a na swobodnym koncu kazdego z czopów wykonuje sie obwodowe, stozkowe sciecie, na które naprowadza sie glowice do walcowania gwintu, a nastepnie na pobocznicy kazdego z czopów wykonuje sie indywidualnie gwint, znamienny tym, ze przepychanie prowadzi sie jednoczesnie dla wszystkich czopów obejmy z predkoscia 50-80 centymetrów na minute przez zespo- lowe narzedzie kalibrujace, do uzyskania na kazdym z czopów srednicy zewnetrznej równej srednicy podzialo- wej walcowanego gwintu, a obwodowe, stozkowe sciecia wykonuje sie na wszystkich czopach jednoczesnie przez ich plastyczne odksztalcenie w koncowej fazie przepy- chania, za pomoca zespolowego narzedzia kalibrujacego F i g 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wykonywania gwintu na czopach obejmy zgrzebła przenośnika zgrzebłowego, polegający na tym, że na swobodnym końcu każdego z czopów wykonuje się obwodowe ścięcie, a następnie na pobocznicy każdego z czopów obejmy wykonuje się indywidualnie gwint.

Znaną obejmę zgrzebła górniczego przenośnika zgrzebłowego stanowi odkuwka ze stali chromowo-manganowej, zawierająca trzy równolegle do siebie usytuowane oraz znajdujące się w jednej płaszczyźnie cylindryczne czopy. Każdy z czopów na części swej długości ma gwint metryczny M 24X2 do współpracy ze stożkową nakrętką umożliwiającą wykonanie rozłącznego połączenia obejmy ze zgrzebłem przenośnika.

Znany sposób wykonywania gwintu na czopach obejmy polega na tym, że obejmę w postaci odkuwki wyżarza się normalizująco, po czym średnicę zewnętrzną każdego z czopów redukuje się za pomocą indywidualnej obróbki skrawaniem, do średnicy odpowiadającej nominalnej średnicy gwintu M24. Następnie na swobodnym końcu każdego z czopów wykonuje się za pomocą obróbki skrawaniem obwodowe, stożkowe ścięcie umożliwiające indywidualne naprowadzenie głowicy gwinciarskiej na czop, a później naprowadzenie nakrętki stożkowej na nagwintowany czop obejmy, przy czym wykonywanie obwodowego ścięcia odbywa się za pomocą innego narzędzia skrawającego oraz na innym stanowisku roboczym, niż odbywa się redukcja średnicy czopów obejmy. Następnie na cylindrycznej pobocznicy każdego z czopów wykonuje się indywidualnie gwint, za pomocą głowicy zawierającej narzynkę gwinciarską, po czym czopy ulepsza się cieplnie do twardości 300-340 HB.

Znany sposób wykonywania gwintu na czopach obejmy zgrzebła ma tę niedogodność, że indywidualnie wykonane ścięcia obwodowe w bardzo licznych przypadkach nie są usytuowane współosiowo z cylindryczną pobocznicą czopów obejmy. Niezachowanie współosiowości sprawia, że również głowica gwinciarska zostaje niewspółosiowo naprowadzona na czop, a w wyniku tego zwoje gwintu wykonane na poszczególnych czopach są względem siebie niesymetryczne, gdyż usytuowane są w płaszczyznach niejednakowo nachylonych do osi czopów. Zważywszy, że tolerancja niewspółosiowości ścięcia obwodowego i pobocznicy czopa jest bardzo mała sprawia, że znaczna ilość obejm, która nie spełnia tego warunku nie może być wykorzystana w praktyce -stanowiąc wybraki produkcyjne. Wynika to stąd, że różnie na poszczególnych czopach nachylone zwoje gwintu stanowią potencjalne źródło późniejszej awarii połączenia obejmy ze zgrzebłem, gdyż nierównomiernie na poszczególnych czopach rozłożone naprężenia ścinające powodują szybkie eksploatacyjne zużywanie się gwintu, zwłaszcza w warunkach dynamicznych obciążeń łańcuchów

162 308 górniczego przenośnika zgrzebłowego. Dlatego w celu zwiększenia trwałości eksploatacyjnej gwintu, czopy po jego nacięciu są ulepszane cieplnie, a współosiowość ścięcia i pobocznicy kontrolowana jest na bieżąco, za pomocą ręcznych sprawdzianów, co jest czynnością uciążliwą i pracochłonną, stanowiącą istotną trudność w kompleksowym zmechanizowaniu produkcji obejm. Należy podkreślić, że obróbka cieplna czopów (hartowanie, a następnie odpuszczanie) ma z kolei niekorzystny wpływ na zachowanie wymaganej równoległości czopów względem siebie, koniecznej do poprawnego wykonania połączenia obejmy ze zgrzebłem. Ewentualna odchyłka odległości pomiędzy swobodnymi końcami czopów obejmy nie może przekraczać pięć setnych milimetra; w przeciwnym razie zachodzi konieczność prostowania czopów na specjalistycznym stanowisku roboczym. Istotną niedogodnością znanego sposobu jest również to, żc obróbka mechaniczna czopów jest źródłem znacznych strat deficytowej stali stopowej,a także przyczyną wybraków, gdyż czopy muszą być podczas redukcji średnicy obrobione z dokładnością do dwóch setnych milimetra; przekroczenie tej tolerancji uniemożliwia wykorzystanie obejm zgodnie z ich przeznaczeniem. Obejmy zgrzebeł stanowią produkcję masową, co przy wyżej wymienionych niedogodnościach stwarza poważne problemy techniczne oraz materiałowe, gdyż choćby tylko jedna wadliwie wykonana operacja technologiczna powoduje wybrakowanie obejmy, przy czym taka obejma nie może być naprawiona z uwagi na konieczność zachowania określonych parametrów wytrzymałościowych oraz montażowych.

W technice znany jest z polskiego opisu patentowego nr 52949 sposób wykonywania gwintu na śrubie, za pomocą walcowania realizowanego specjalnie do tego celu skonstruowaną walcarką dwupłytkową, a obwodowe ścięcie umożliwiające naprowadzenie głowicy walcującej gwint wykonuje się za pomocą specjalnego przyrządu współpracującego z walcarką, przy czym ścięcie wykonuje się na początku operacji walcowania gwintu. Znany sposób wykonywania gwintu dobrze spełnia swoje zadanie w odniesieniu do śrub obciążonych niezależnie od siebie, np. nie połączonych ze sobą integralnie z nimi związanym łącznikiem, a także jest znacznie trwalszy od gwintu wykonanego za pomocą narzynki skrawającej. Znany sposób nie może być jednak wykorzystany do wykonania gwintu za pomocą walcowania na równolegle do siebie usytuowanych czopach obejmy zgrzebła, z uwagi na stosunkowo małą odległość (120 milimetrów) pomiędzy nimi, uniemożliwiającą prawidłową współpracę walcarki oraz przyrządu do wykonywania ścięcia na końcu czopa. Ponadto czopy będące sztywno połączone z podstawą obejmy tworzą układ nierozłączny, w którym obwodowe ścięcia na poszczególnych czopach powinny być względem siebie oraz pobocznie czopów usytuowane równolegle. Znany sposób tego nie zapewnia, gdyż ścięcia mogą być wykonane tylko indywidualnie, bez odniesienia do pozostałych czopów - co, jak już wspomniano, uniemożliwia wykonanie gwintu tak, aby jego zwoje na poszczególnych czopach były względem siebie symetryczne warunkując jednakowe obciążenie eksploatacyjne wszystkich czopów obejmy. Znany jest także sposób obróbki plastycznej polegający na współbieżnym lub przeciwbieżnym przepychaniu na prasie pojedynczego, cylindrycznego wałka przez nieruchomo osadzoną, sztywną matrycę w celu wykonania na jego pobocznicy wielowypustu. Podczas współbieżnego przepychania stempel prasy bezpośrednio naciska na podstawę górnego końca wałka i poczynając od dolnego końca wałek przepycha się osiowo przez matrycę, przy czym wałek umieszcza się w prowadnicy usytuowanej pomiędzy stemplem a matrycą. Natomiast, podczas przepychania przeciwbieżnego wałek zamocowany jest pobocznicą w oporowych szczękach, zapobiegających jego ewentualnemu wyboczeniu, a wałek wypycha się osiowo z matrycy, za pomocą wypychacza.

Zagadnieniem technicznym wymagającym rozwiązania jest opracowanie nowego sposobu wykonywania gwintu na czopach obejmy, umożliwiającego wykorzystanie metody przepychania do redukcji średnicy czopów, zastosowanie głowicy do indywidualnego wykonywania gwintu przez walcowanie na pobocznicy czopa oraz wykonanie obwodowych, stożkowych ścięć na poszczególnych czopach tak, aby były względem siebie równoległe, a każde z nich było usytuowane współosiowo z cylindryczną pobocznicą odpowiadającego mu czopa obejmy.

Istota wynalazku polega na tym, ze przepychanie prowadzi się jednocześnie dla wszystkich czopów obejmy z prędkością 50-80 centymetrów na minutę przez zespołowe narzędzie kalibrujące, do uzyskania na każdym z czopów średnicy zewnętrznej równej średnicy podziałowej walcowanego gwintu, a obwodowe, stożkowe ścięcia wykonuje się na wszystkich czopach jednocześnie przez ich

162 308 plastyczne odkształcenie w końcowej fazie przepychania, za pomocą zespołowego narzędzia kalibrującego.

Sposób według wynalazku zapewnia wykonanie gwintu walcowanego, którego zwoje na wszystkich czopach są zawsze względem siebie symetryczne co sprawia, że naprężenia ścinające na poszczególnych czopach są rozłożone równomiernie, wpływając w istotny sposób na wysoką trwałość eksploatacyjną obejmy, zwłaszcza poddanej obciążeniom dynamicznym. Wynika to stąd, ze głowica do walcowania gwintu jest zawsze osiowo naprowadzona na każdy z czopów, gdyż stożkowe ścięcia są usytuowane współosiowo z pobocznicą czopa. Współosiowość tę uzyskuje się dzięki temu, ze wszystkie ścięcia wykonane są jednocześnie przez zespołowe narzędzie kalibrujące o stałych wymiarach geometrycznych, dostosowanych do rozmieszczenia czopów w obejmie, eliminując powstawanie wybraków spowodowanych niewspółosiowością. W wyniku przepychania kalibrującego na każdym z czopów uzyskuje się zawsze jednakową średnicę, gdyż podczas tej operacji wszystkie niedokładności wymiarowe zostają zniwelowanej podpowierzchniowa struktura metalograficzna czopów ma postać włóknistą, co jak wykazały przeprowadzone badania eksploatacyjne - nie wymaga ulepszania cieplnego czopów po walcowaniu gwintu. Wytrzymałość mechaniczna czopów jest większa o około 30% w odniesieniu do stanu dotychczasowego. Sposób umożliwia zmniejszenie pracochłonności o około 60%, a także uzyskanie znacznych oszczędności w zużyciu deficytowej stali stopowej, gdyż wyeliminowane zostało skrawanie czopów w celu redukcji ich średnicy oraz nacięcia na nich gwintu. Możliwe stało się uproszczenie procesu technologicznego wykonywania gwintu na gotowo oraz ułatwienie sterowania procesem, gdyż czynności robocze mogą być realizowane kompleksowo w jednym gnieździe produkcyjnym.

Przedmiot wynalazku jest dokładniej objaśniony w przykładzie wykonania zilustrowanym za pomocą rysunku, na którym fig. 1 przedstawia obejmę w postaci odkuwki, fig. 2 - operację przepychania czopów, fig. 3 - operację walcowania gwintu, a fig. 4 - obejmę z nagwintowanymi czopami w widoku „W“ zaznaczonym na fig. 1.

Obejmę 1 stanowiącą odkuwkę wyżarza się normalizująco do twardości około 195 HB, a następnie mocuje się ją w hydraulicznym imadle 2, które zamocowuje się do stołu 3 znanej, hydraulicznej prasy 4. Do suwaka prasy zamocowuje się kalibrujące zespołowe narzędzie 5 zawierające trzy robocze oczka kalibrujące rozmieszczone względem siebie w odległości równej podziałce T czopów 6 obejmy 1, po czym czopy centruje się względem oczek kalibrujących w znany sposób. Suwak prasy 4 przemieszcza się w dół ruchem roboczym z prędkością około 78 cm/minutę i po osiągnięciu ustalonego skoku, suwak powraca automatycznie do położenia wyjściowego. Podczas ruchu roboczego suwaka wszystkie czopy 6 obejmy przepycha się jednocześnie, na zimno, przez kalibrujące oczka narzędzia 5 - w wyniku tego początkowa średnica D każdego z czopów zostaje zredukowana do średnicy Dl odpowiadającej podziałowej średnicy metrycznego gwintu M24 walcowanego na czopach 6. W ostatniej fazie przepychania, na swobodnym końcu każdego z czopów 6 wykonuje się jednocześnie przez plastyczne odkształcenie, za pomocą kalibrującego zespołowego narzędzia 5, obwodowe, stożkowe ścięcie 7, które usytuowane jest współosiowo z pobocznicą P czopa i stanowi bazę ustawczą dla operacji walcowania gwintu M24 na pobocznicy, przy czym każde ze ścięć usytuowane jest równolegle do ścięcia 7 znajdującego się na dowolnym czopie 6 obejmy 1. Po zredukowaniu średnicy czopów, obejmę 1 odmocowuje się, a następnie umieszcza się ją na wahliwych podporach 8 i bazowych pryzmach 9 w pomocniczym przyrządzie

10. Ścięcie 7 centruje się względem osi obrotu znanej głowicy 11 do walcowania gwintu, zamocowanej we wrzecionie słupowej wiertarki 12. Przyrząd 10 zamocowuje się do stołu wiertarki 12 zachowując luz pomiędzy stołem a przyrządem w celu uzyskania podatności i elastyczności zamocowania, podczas walcowania gwintu. Następnie głowicę 11 dosuwa się do obwodowego ścięcia 7 i sprawdza współosiowość głowicy i ścięcia w jej roboczym położeniu przed operacją wykonywania gwintu. Wrzeciono wiertarki wprawia się w ruch obrotowy z prędkością około 200 obrotów na minutę oraz w ruch osiowy z prędkością 2 milimetry na jeden.obrót. W wyniku tego następuje indywidualne walcowanie gwintu M24 X 2 na pobocznicy P czopa 6, na odcinku L wynoszącym około 40 milimetrów, po czym głowicę 11 wycofuje się do położenia początkowego, a przyrząd 10 wraz z obejmą 1 przemieszcza się o jedną podziałkęT, po czym ścięcie 7 na drugim czopie centruje się względem osi obrotu głowicy 11, zamocowuje się przyrząd 10 do stołu wiertarki 12, głowicę

162 308 dosuwa się do ścięcia 7 i wykonuje się gwint tak, jak na poprzednim czopie 6. Gwint na trzecim czopie 6 obejmy 1 wykonuje się w ten sam sposób. Po wykonaniu gwintu M24 X 2 indywidualnie na trzech czopach, obejmę usuwa się z przyrządu 10 jako wykonaną na gotowo.

τ I τ

-W | * - — —

F.g 2

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób wykonywania gwintu na czopach obejmy zgrzebła przenośnika zgrzebłowego, polegający na tym, ze czopy obejmy stanowiącej odkuwkę ze stali chromowo-manganowej wyżarza się normalizująco, po czym czopy przepycha się, a na swobodnym końcu każdego z czopów wykonuje się obwodowe, stożkowe ścięcie, na które naprowadza się głowicę do walcowania gwintu, a następnie na pobocznicy każdego z czopów wykonuje się indywidualnie gwint, znamienny tym, że przepychanie prowadzi się jednocześnie dla wszystkich czopów obejmy z prędkością 50-80 centymetrów na minutę przez zespołowe narzędzie kalibrujące, do uzyskania na każdym z czopów średnicy zewnętrznej równej średnicy podziałowej walcowanego gwintu, a obwodowe, stożkowe ścięcia wykonuje się na wszystkich czopach jednocześnie przez ich plastyczne odkształcenie w końcowej fazie przepychania, za pomocą zespołowego narzędzia kalibrującego.