RU101659U1

RU101659U1 - SPRING WINDING DEVICE

Info

Publication number: RU101659U1
Application number: RU2010129140/02U
Authority: RU
Inventors: Олег Иванович Шаврин
Original assignee: Олег Иванович Шаврин
Priority date: 2010-07-13
Filing date: 2010-07-13
Publication date: 2011-01-27

Abstract

Устройство навивки пружин, содержащее узел подачи навиваемого материала, узел нагрева, вертикальную оправку, привод вращения и осевого перемещения и охлаждающее устройство, отличающееся тем, что охлаждающее устройство представляет собой емкость, выполненную с возможностью управления изменением уровня охлаждающей жидкости относительно зоны навивки. A spring winding device comprising a feeding unit for winding material, a heating unit, a vertical mandrel, a rotation and axial movement drive and a cooling device, characterized in that the cooling device is a container configured to control a change in the level of coolant relative to the winding zone.

Description

Полезная модель относится к машиностроительной промышленности, а именно к производству пружин горячей навивкой из прутков.The utility model relates to the engineering industry, namely to the production of springs by hot winding from rods.

Известна конструкция агрегата для навивки пружин (авт. свид. SU №816634, В21F 3/04, опубл. 30.03.81), содержащего узел подачи навиваемого материала, установленный с возможностью перемещения по круговой траектории с центром в месте навивки, узел нагрева, оправку с приводом вращения и осевого перемещения в виде передачи винт-гайка и охлаждающую ванну.The known design of the unit for winding springs (ed. Certificate SU No. 816634, B21F 3/04, publ. 30.03.81), containing the feed unit of the material to be wound, installed with the possibility of movement along a circular path with a center in the place of winding, heating unit, mandrel with rotation and axial movement drive in the form of a screw-nut gear and a cooling bath.

Недостатком известного устройства является невысокое качество получаемых изделий ввиду непостоянных по длине (высоте) пружины прочностных характеристик материала витков пружины. Это обусловлено произвольным временем начала процесса охлаждения (закалки) пружины, влияющим на формирование оптимальных структур материала пружин.A disadvantage of the known device is the low quality of the products due to the spring strength (material) of the spring turns that are not constant along the length (height) of the spring. This is due to the arbitrary start time of the cooling (quenching) process of the spring, which affects the formation of optimal structures of the spring material.

Известна также конструкция устройства для горячей навивки пружин из прутка (авт. свид. SU №1542678, В21F 3/04, опубл. 15.02.90, бюлл №6). Устройство содержит узел загрузки прутков, нагреватель прутка, охлаждающую ванну с расположенным в ней транспортером, узлы навивки пружины, захвата конца прутка и перемещения оправки в охлаждающую ванну, а также механизм съема готовой пружины. Узел перемещения оправки в охлаждающую ванну выполнен в виде жестко закрепленных на поворотном валу приводного мальтийского креста с фиксатором и диска. На диске с возможностью свободного поворота установлены оси, на которых жестко закреплены оправки.Also known is the design of a device for hot winding springs from a bar (ed. Certificate. SU No. 1542678, B21F 3/04, publ. 15.02.90, bull No. 6). The device comprises a bar loading unit, a bar heater, a cooling bath with a conveyor located in it, nodes for winding the spring, gripping the end of the bar and moving the mandrel into the cooling bath, and a mechanism for removing the finished spring. The node for moving the mandrel into the cooling bath is made in the form of a fixed Maltese cross with a lock and a disk rigidly fixed on a rotary shaft. On the disk, with the possibility of free rotation, axes are installed on which the mandrels are rigidly fixed.

Недостатком известной конструкции является невысокое качество получаемых изделий, ввиду закалки целой пружины - т.е. полностью навитой. Одновременное погружение всей пружины, имеющей различную структуру витков ввиду разности времени между началом формирования витка и начала охлаждения (закалки) приводит к получению пружин, невысокой прочности, т.е. способность сопротивлению деформации при воздействии внешних сил уменьшается. Если возможность сопротивления деформации исчерпана, то появляются трещины, которые нарушают сплошность и непрерывность материала, т.е. вызывают разрушение пружины.A disadvantage of the known design is the low quality of the products obtained, due to the hardening of the whole spring - i.e. completely wound. The simultaneous immersion of the entire spring having a different coil structure due to the time difference between the beginning of the formation of the coil and the beginning of cooling (quenching) results in springs of low strength, i.e. the ability to resist deformation when exposed to external forces decreases. If the possibility of deformation resistance is exhausted, then cracks appear that violate the continuity and continuity of the material, i.e. cause spring breakage.

Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности является агрегат для навивки пружин (патент RU №2057611, В21F 3/04, опубл. 10.04.1996), взятый в качестве прототипа, содержит узел подачи навиваемого материала, узел нагрева, охлаждающую ванну и оправки с приводом вращения и осевого перемещения. В охлаждающей ванне установлен поворотный многопозиционный барабан, на каждой позиции которого выполнены направляющие. По направляющим перемещаются ползуны, на каждом из которых установлена оправка и механизм ее фиксации. Ползуны на позициях навивки и съема взаимосвязаны с приводом перемещения, а оправки на позиции навивки периодически взаимодействуют с приводом вращения и осевого перемещения. В агрегате совмещены по времени навивка, закалка и съем изделий.Closest to the proposed solution by technical nature is a unit for winding springs (patent RU No. 2055711, B21F 3/04, publ. 04/10/1996), taken as a prototype, contains a feed unit for winding material, a heating unit, a cooling bath and mandrels with drive rotation and axial movement. A rotary multi-position drum is installed in the cooling bath, at each position of which guides are made. Slides move along the guides, on each of which a mandrel and a mechanism for its fixation are installed. The sliders at the winding and removal positions are interconnected with the movement drive, and the mandrels at the winding position periodically interact with the rotation and axial movement drive. In the unit, winding, hardening and removal of products are combined in time.

Недостатки его заключаются в непостоянстве качестве получаемых изделий, обусловленных произвольным временем погружения пружины в охлаждающую ванну, в результате чего получаются различные структуры витков и прочность.Its disadvantages are the inconsistency in the quality of the products obtained, due to the arbitrary time of immersion of the spring in the cooling bath, as a result of which various coil structures and strength are obtained.

Задачей полезной модели является повышение качества получаемых изделий и увеличение срока их эксплуатации.The objective of the utility model is to improve the quality of the resulting products and increase their service life.

Техническим результатом является создание конструкции устройства навивки пружин, позволяющее получать изделия с заданными прочностными характеристиками материала витков пружины.The technical result is the creation of a design of a device for winding springs, which allows to obtain products with specified strength characteristics of the material of the coil of the spring.

Поставленная задача достигается тем, что устройство навивки пружин содержит узел подачи навиваемого материала, узел нагрева, вертикальную оправку, привод вращения и осевого перемещения и охлаждающее устройство, которое представляет собой емкость, выполненную с возможностью управления изменением уровня охлаждающей жидкости относительно зоны навивки.This object is achieved in that the spring winding device comprises a winding material supply unit, a heating unit, a vertical mandrel, a rotation and axial movement drive, and a cooling device, which is a container configured to control a change in the level of coolant relative to the winding zone.

На фиг.1 представлена кинематическая схема устройства.Figure 1 presents the kinematic diagram of the device.

Устройство навивки пружин состоит из узла подачи 1 навиваемого материала, например, прутков заготовок, устройства нагрева 2, поддерживающих роликов 3, устройства 4 для вращения и осевого перемещения шпинделя 5 с оправкой 6. Оправка 6 снабжена «зубом» 7 для захвата прутка в начале процесса навивки.The spring winding device consists of a feeding unit 1 of winded material, for example, workpiece rods, a heating device 2, supporting rollers 3, a device 4 for rotating and axial movement of the spindle 5 with a mandrel 6. The mandrel 6 is equipped with a “tooth” 7 for gripping the bar at the beginning of the process winding.

Вертикально пеемещающаяся с навиваемой пружиной оправка непрерывно-последовательно входит в охлаждающую (закалочную) жидкость, заполняющую емкость 8, имеющую механизм 9 регулирования уровня охлаждающей жидкости относительно зоны навивки, обеспечивающий постоянство времени между моментом навивки и моментом начала охлаждения каждого витка. Внутри емкости находится многопозиционное устройство 10, обеспечивающее для увеличения продолжительности процесса закалки, перемещение с позиции на позицию пружины, когда все ее витки оказались погруженными в охлаждающую (закалочную) жидкость и подъем пружины вместе с оправкой для съема пружины и начала навивки новой.A mandrel that moves vertically with a coil spring continuously enters the cooling (quenching) liquid continuously filling the tank 8, which has a mechanism 9 for regulating the level of the cooling liquid relative to the winding zone, which ensures a constant time between the moment of winding and the moment of cooling start for each coil. Inside the container there is a multi-position device 10, which provides for increasing the duration of the hardening process, moving from position to position of the spring when all its coils are immersed in the cooling (quenching) liquid and the spring is lifted together with the mandrel to remove the spring and start winding new.

Устройство 4 вращения и перемещения оправки состоит из механизма 11 вращения шпинделя с электродвигателем 13, шлицевой втулкой 12 с ходовым винтом 14, а так же механизм 16 с электродвигателем 17 и гайкой 15, обеспечивающими осевое перемещение вращающегося шпинделя 5 с оправкой 6. Величина осевого перемещения, образующего межвитковый зазор при навивке пружины, его постоянство или изменение задается программой командоаппарата 18.The device 4 for rotating and moving the mandrel consists of a mechanism 11 for rotating the spindle with an electric motor 13, a spline sleeve 12 with a spindle 14, and also a mechanism 16 with an electric motor 17 and a nut 15 for axial movement of the rotating spindle 5 with the mandrel 6. The magnitude of the axial movement, forming the inter-turn gap when winding the spring, its constancy or change is set by the program 18.

Устройство навивки пружин работает следующим образом.The device winding springs works as follows.

В начальный момент оправка 6 находится в верхнем положении, при этом «зуб» 7 захвата прутка находится на линии его подачи. Пруток роликами устройства подачи 1 подается в устройство нагрева 2, конструкция которого обеспечивает нагрев прутка по всему его сечению до задаваемой температуры. Если устройство нагрева выполнено секционным, провисание прутка исключается поддерживающими роликами 3. Передний конец нагретого прутка входит между оправкой 6 и «зубом» 7, включаются электродвигатели 13 и 17 устройства 4 вращения и перемещения оправки, обеспечивая ее вращение и перемещение для навивки пружины и формирования межвиткового зазора у навиваемой пружины.At the initial moment, the mandrel 6 is in the upper position, while the "tooth" 7 of the capture rod is on the line of its supply. The bar is fed by the rollers of the feeding device 1 to the heating device 2, the design of which ensures the heating of the bar over its entire cross section to a predetermined temperature. If the heating device is made sectional, the sagging of the rod is eliminated by the supporting rollers 3. The front end of the heated rod enters between the mandrel 6 and the “tooth” 7, the motors 13 and 17 of the device 4 for rotating and moving the mandrel are turned on, providing its rotation and movement for winding the spring and forming the inter-turn clearance at the coil spring.

Навиваемая пружина вместе с оправкой, перемещаясь вниз непрерывно-последовательно, входит в охлаждающую (закалочную) жидкость, уровень которой в емкости 8 на нужном расстоянии от места формирования витка пружины поддерживается механизмом регулирования 9. Поддержание уровня охлаждающей (закалочной) жидкости обеспечивает одинаковое время между моментом формирования витка пружины на оправке и началом охлаждения (закалки), что определяет постоянство прочностных характеристик материала витков пружины.The coil spring along with the mandrel, moving down continuously-sequentially, enters the cooling (quenching) liquid, the level of which in the container 8 at the right distance from the place of formation of the coil spring is supported by the regulation mechanism 9. Maintaining the level of the cooling (quenching) liquid provides the same time between the moment the formation of the coil of the spring on the mandrel and the beginning of cooling (quenching), which determines the constancy of the strength characteristics of the material of the coil of the spring.

После окончания навивки и полного непрерывно-последовательного погружения всех витков пружины в охлаждающую жидкость емкости 8 шпиндель 5 возвращается в исходное для навивки следующей пружины положение, а пружина с оправкой перемещается механизмом многопозиционного устройства 10 в крайнее нижнее положение емкости 8 вниз с поворотом на следующую позицию. После навивки следующей пружины в описанной последовательности происходит поворот пружины (первой и второй) в следующие позиции. Количество поворотов определяется количеством позиций, а их количество длительностью времени закалки пружины. После достижения первой пружиной последней позиции в многопозиционном устройстве 10 оправка 6 с закаленной пружиной поднимается в верхнее положение, происходит съем пружины, и освободившаяся оправка 6 соединятся со шпинделем 5 и процесс навивки и охлаждение (закалки) пружин повторяется.After the winding is completed and all the turns of the spring are continuously sequentially immersed in the coolant of the tank 8, the spindle 5 returns to its original position for winding the next spring, and the spring with the mandrel is moved by the mechanism of the multi-position device 10 to the lowermost position of the tank 8 downward and rotated to the next position. After winding the next spring in the described sequence, the spring (first and second) rotates to the following positions. The number of turns is determined by the number of positions, and their number by the duration of the spring hardening time. After the first spring reaches the last position in the multi-position device 10, the mandrel 6 with the hardened spring rises to the upper position, the spring is removed, and the released mandrel 6 is connected to the spindle 5 and the process of winding and cooling (quenching) of the springs is repeated.

Таким образом, предлагаемое устройство навивки пружин обеспечивает непрерывный процесс навивки и охлаждения (закалки) навиваемой пружины с гарантированно постоянными по длине высокими прочностными характеристиками материала витков пружины. При эксплуатации изделий, полученных на данном устройстве, исключается неравномерность уменьшения межвиткового зазора и соударения витков, что обеспечивает повышенную долговечность пружин.Thus, the proposed device for winding the springs provides a continuous process of winding and cooling (quenching) of the coil spring with guaranteed constant high strength characteristics of the material of the coil of the spring. During the operation of products obtained on this device, the unevenness of reducing the inter-turn clearance and the collision of the turns is eliminated, which ensures increased durability of the springs.

Claims

A spring winding device comprising a feeding unit for winding material, a heating unit, a vertical mandrel, a rotational and axial movement drive and a cooling device, characterized in that the cooling device is a container configured to control a change in the level of coolant relative to the winding zone.