RU2373016C1 - Assembly for winding steel springs - Google Patents

Assembly for winding steel springs Download PDF

Info

Publication number
RU2373016C1
RU2373016C1 RU2008115371/02A RU2008115371A RU2373016C1 RU 2373016 C1 RU2373016 C1 RU 2373016C1 RU 2008115371/02 A RU2008115371/02 A RU 2008115371/02A RU 2008115371 A RU2008115371 A RU 2008115371A RU 2373016 C1 RU2373016 C1 RU 2373016C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
winding
spring
mandrel
steel
rotating mandrel
Prior art date
Application number
RU2008115371/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Иванович Шаврин (RU)
Олег Иванович Шаврин
Original Assignee
Олег Иванович Шаврин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Олег Иванович Шаврин filed Critical Олег Иванович Шаврин
Priority to RU2008115371/02A priority Critical patent/RU2373016C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2373016C1 publication Critical patent/RU2373016C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Wire Processing (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: assembly consists of installed on base unit of wound material supply, also material is supplied in form of steel rod, of inductor for rod heating located on case of unit of wound rod supply along axis of supply, of rotating mandrel with rotation drive and axial transfer drive in form of driven screws and nut and of cooling device. The rotating mandrel is arranged horizontally, and the cooling device is made in form of a sprayer installed on the base coaxially with the rotating mandrel at a distance from a wound coil of the spring determined in dependence on value of mandrel supply for each grade of spring steel.
EFFECT: raised efficiency of process of fabrication of large dimension steel springs of hot winding and increased operation life of springs.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технологии машиностроения и может быть использовано для производства крупногабаритных стальных пружин любой конструкции - цилиндрических, конических, с поджатыми и неподжатыми витками и т.д., получаемых горячей навивкой.The invention relates to mechanical engineering technology and can be used for the production of large-sized steel springs of any design - cylindrical, conical, with pinched and unpressed turns, etc., obtained by hot winding.

Известно устройство для навивки пружин, содержащее смонтированные на станине узел подачи навиваемого материала, установленный с возможностью перемещения по круговой траектории с центром в месте навивки, узел подогрева, охлаждающую ванну и вертикальную оправку с приводом вращения и осевого перемещения в виде копирного устройства (см. авт.св. СССР №1348040, кл. B21F 3/04, заявлено 1982.06.16, опубл. 1987.10.30).A device for winding springs is known, comprising a feed assembly of the material to be mounted mounted on a bed and mounted to move along a circular path centered on the winding site, a heating assembly, a cooling bath and a vertical mandrel with a rotation and axial movement drive in the form of a copying device (see St. USSR No. 1348040, class B21F 3/04, claimed 1982.06.16, publ. 1987.10.30).

Недостатком известного устройства является невысокая производительность вследствие необходимости последовательного выполнения операций навивки, выдержки в закалочной ванне и возвращения оправки с пружиной в зону снятия пружины перед началом навивки новой пружины.A disadvantage of the known device is its low productivity due to the need for sequentially performing winding operations, holding in the quenching bath and returning the mandrel with the spring to the spring removal zone before starting to wind the new spring.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности, выбранному за прототип, является агрегат для навивки пружин, содержащий смонтированные на станине, с возможностью изменения угла между ними, вращающуюся вертикальную оправку с приводом осевого перемещения, узел подачи навиваемого материала, узел нагрева, размещенный на корпусе узла подачи навиваемого материала вдоль оси подачи, охлаждающую ванну, размещенную на станине в месте опускания оправки, причем узел подачи размещен в направляющих станины с возможностью перемещения по круговой траектории с центром в месте навивки посредством силового цилиндра, а привод осевого перемещения оправки выполнен в виде приводных винта и гайки (см. авт.св. СССР №816634, кл. B21F 3/04, заявлено 14.04.77, опубл. 30.03.81).Closest to the proposed technical essence, selected for the prototype, is an assembly for winding springs, mounted on a bed, with the ability to change the angle between them, a rotating vertical mandrel with an axial displacement drive, a feed unit for winding material, a heating unit located on the unit body supply of winding material along the feed axis, a cooling bath located on the bed in the place of lowering the mandrel, and the feed node is placed in the guides of the bed with the ability to move along to angular path with a center in the place of winding by means of a power cylinder, and the drive axial movement of the mandrel is made in the form of a drive screw and nut (see ed. St. USSR No. 816634, class B21F 3/04, announced 04/14/77, publ. 30.03. 81).

Недостатком прототипа является также его невысокая производительность ввиду того, что навивка новой пружины возможна после последовательного прохождения предыдущей пружиной операций навивки, охлаждения с выдержкой в ванне и возвращения в исходную позицию. Применение в данном устройстве нерегламентированного охлаждения в ванне делает непостоянными по длине пружины прочностные и геометрические характеристики пружины.The disadvantage of the prototype is also its low productivity due to the fact that the winding of a new spring is possible after sequential passage through the previous spring of the operations of winding, cooling with holding in the bath and returning to the starting position. The use of unregulated cooling in the bath in this device makes the strength and geometric characteristics of the spring unstable along the length of the spring.

Технической задачей, решаемой данным изобретением, является повышение производительности процесса изготовления крупногабаритных стальных пружин горячей навивкой с повышенными и стабильными по длине пружины прочностными и геометрическими характеристиками.The technical problem solved by this invention is to increase the productivity of the manufacturing process of large-sized steel springs by hot winding with increased and stable strength and geometric characteristics along the spring length.

Поставленная техническая задача решена за счет того, что в агрегате для навивки стальных пружин, содержащем смонтированный на станине узел подачи навиваемого материала в виде стального прутка, индуктор для нагрева прутка, размещенный на корпусе узла подачи прутка вдоль оси подачи, вращающуюся оправку с приводом вращения и осевого перемещения в виде приводных винта и гайки, охлаждающее устройство. Вращающаяся оправка расположена горизонтально, а охлаждающее устройство выполнено в виде спрейера, размещенного на станине соосно с вращающейся оправкой на расстоянии от навиваемого витка пружины, зависящем от величины подачи оправки для каждой марки пружинной стали, с обеспечением посленавивочной выдержки, необходимой для завершения полигонизационной перестройки структуры, сформировавшейся в процессе навивки.The stated technical problem is solved due to the fact that in the unit for winding steel springs containing a feed assembly of the material to be wound in the form of a steel bar, an inductor for heating the bar placed on the casing of the wire feed unit along the feed axis, a rotating mandrel with a rotation drive and axial movement in the form of a drive screw and nut, a cooling device. The rotating mandrel is located horizontally, and the cooling device is made in the form of a sprayer placed coaxially with the rotating mandrel at a distance from the winding coil of the spring, depending on the magnitude of the mandrel feed for each grade of spring steel, providing post-injection shutter speed necessary to complete the polygonization adjustment of the structure, formed during the winding process.

При этом спрейер может быть выполнен секционным.In this case, the sprayer can be made sectional.

На чертеже представлена кинематическая схема заявляемого устройства.The drawing shows a kinematic diagram of the inventive device.

Агрегат содержит смонтированные на станине 1 привод 2 подачи навиваемого материала - стального прутка, индуктор 3 для нагрева прутка под навивку, направляющую втулку 4 для движущегося прутка, узел 5 вращения и осевого перемещения шпинделя 6 с полой оправкой 7. Внутри полой оправки 7 размещается механизм захвата переднего конца прутка, снабженный зубом 8. Узел 5 вращения и осевого перемещения шпинделя 6 с оправкой 7 включает в себя механизм 9 вращения с электродвигателем 10, шлицевую втулку 11 и ходовой винт 12, а также механизм 13 с электродвигателем 14 и гайкой 15 изменения осевого перемещения в соответствии с шагом витков навиваемой пружины. Величина осевого перемещения за один оборот - подача оправки, равная расстоянию между витками пружины (шаг навивки), обеспечивается соотношением чисел оборотов винта 12 и гайки 15, которые задаются программой командоаппарата 16. Соосно с оправкой 7 на станине установлено охлаждающее устройство 17 - спрейер, в котором происходит повитковое охлаждение навиваемой пружины по мере ее входа в устройство. Спрейер 17 установлен на станине на расстоянии от места формирования витка навиваемой пружины, зависящем для каждой марки пружинной стали от величины подачи оправки. Это расстояние должно обеспечить посленавивочную выдержку, необходимую для завершения полигонизационной перестройки структуры, сформировавшейся в процессе навивки.The unit contains a drive 2 for feeding the material to be mounted mounted on the bed 1 — a steel bar, an inductor 3 for heating the bar under winding, a guide sleeve 4 for the moving bar, a rotation and axial movement unit 5 of the spindle 6 with a hollow mandrel 7. A gripping mechanism is located inside the hollow mandrel 7 the front end of the bar, equipped with a tooth 8. The node 5 of rotation and axial movement of the spindle 6 with the mandrel 7 includes a rotation mechanism 9 with an electric motor 10, a spline sleeve 11 and a lead screw 12, as well as a mechanism 13 with an electric motor 1 4 and a nut 15 for changing the axial displacement in accordance with the pitch of the turns of the winding spring. The magnitude of the axial displacement in one revolution - the supply of the mandrel, equal to the distance between the turns of the spring (winding step), is provided by the ratio of the rotational speeds of the screw 12 and nut 15, which are set by the program of the command device 16. A cooling device 17 is installed coaxially with the mandrel 7 on the bed, a sprayer, which occurs rotational cooling of the coil spring as it enters the device. The sprayer 17 is installed on the bed at a distance from the place of formation of the coil of the winding spring, which depends on the size of the mandrel for each type of spring steel. This distance should provide post-wound shutter speed required to complete the polygonization restructuring of the structure formed during the winding process.

Спрейер 17 может быть выполнен секционным (как и показано на чертеже), что позволяет применять различные охлаждающие среды в каждой секции, осуществляя охлаждение с различной интенсивностью в температурных интервалах процесса охлаждения пружины, например ускоренное охлаждение при высоких температурах и замедленное с целью исключения трещинообразования в интервале мартенситного превращения.The sprayer 17 can be made sectional (as shown in the drawing), which allows the use of different cooling media in each section, performing cooling with different intensities in the temperature ranges of the spring cooling process, for example, accelerated cooling at high temperatures and slowed down to prevent cracking in the interval martensitic transformation.

Агрегат работает следующим образом,The unit works as follows,

В начальный момент оправка 7 находится в крайнем правом положении, при этом зуб 8 захвата конца прутка находится на линии подачи прутка, проходящей по касательной к наружной поверхности оправки. Пруток поступает в ролики узла 2 подачи, перемещается через индуктор 3 со скоростью, достаточной для прогревания прутка по всему объему до температуры, обеспечивающей гомогенизацию высокотемпературной фазы стали по углероду и легирующим элементам. Пруток через направляющую втулку 4 входит между оправкой 7 и зубом 8, включаются электродвигатель 10 механизма 9 вращения и 14 механизма 13 перемещения, обеспечивая заданный шаг навивки пружины. При этом шпиндель 6 с оправкой 7 получают вращение от механизма 9 вращения оправки посредством шлицевого соединения 11, а осевое перемещение, соответствующее шагу навивки пружины, - с помощью соединения винта 12 и гайки 15. Происходит навивка пружины. При завершении перемещения прутка через индуктор 3 по достижении заданной температуры нагрева индуктор отключается. Навиваемая пружина повитково, непрерывно с осевым перемещением, равным шагу навивки, вместе с оправкой входит в спрейер 17, обеспечивая одинаковый интервал времени до начала охлаждения каждого витка. По размещении всех витков пружины в спрейере 17 командоаппарат 16 дает команду на освобождение оправки 7 от пружины и ускоренное возвращение оправки в исходное положение. Пружина остается в спрейере 17. Цикл навивки повторяется. В конце хода оправки 7 с новой навитой пружиной происходит выталкивание из спрейера 17 оставшейся с предыдущего цикла пружины и замена ее на вновь навитую пружину. Такая цикличность повторяется и дальше - каждая последующая пружина выталкивает предыдущую.At the initial moment, the mandrel 7 is in the extreme right position, while the tooth 8 of the capture of the end of the bar is located on the supply line of the bar, which is tangential to the outer surface of the mandrel. The rod enters the rollers of the feed unit 2, moves through the inductor 3 at a speed sufficient to warm the rod throughout the volume to a temperature that homogenizes the high-temperature phase of the steel in carbon and alloying elements. A rod through the guide sleeve 4 enters between the mandrel 7 and the tooth 8, the electric motor 10 of the rotation mechanism 9 and 14 of the movement mechanism 13 are turned on, providing a predetermined spring winding step. In this case, the spindle 6 with the mandrel 7 receive rotation from the mechanism 9 of the rotation of the mandrel by means of a spline connection 11, and the axial movement corresponding to the step of winding the spring, by connecting the screw 12 and nut 15. There is a winding of the spring. Upon completion of the movement of the rod through the inductor 3 upon reaching the set heating temperature, the inductor is turned off. The winding spring is rotational, continuously with an axial displacement equal to the winding pitch, together with the mandrel enters the sprayer 17, ensuring the same time interval before the start of cooling of each coil. By placing all the turns of the spring in the sprayer 17, the command device 16 gives a command to release the mandrel 7 from the spring and accelerate the return of the mandrel to its original position. The spring remains in the sprayer 17. The winding cycle is repeated. At the end of the stroke of the mandrel 7 with a new coil spring, the remaining from the previous cycle of the spring is ejected from the sprayer 17 and replaced with a newly wound spring. This cycle repeats further - each subsequent spring pushes the previous one.

При горячей навивке пружины по диаметру прутка происходит пластическая деформация, возникает термомеханическое упрочнение, для сохранения и постоянства которого по длине пружины охлаждение каждого витка пружины должно начинаться через постоянное время от навивки витка, определяемое химическим составом материала (стали). За время до начала охлаждения должна завершиться полигонизационная перестройка субструктуры стали, а при повитковой закалке обеспечивается и постоянство динамической прочности и геометрических характеристик по длине пружины. Необходимое и постоянное время до начала охлаждения каждого витка пружины обеспечивается размещением охлаждающего спрейера на расстоянии от навиваемого витка, зависящем от величины подачи оправки.During hot winding of the spring along the diameter of the rod, plastic deformation occurs, thermomechanical hardening occurs, in order to maintain and maintain its stability along the length of the spring, cooling of each coil of the spring should begin after a constant time from winding of the coil, determined by the chemical composition of the material (steel). Before the start of cooling, the polygonization restructuring of the steel substructure should be completed, and with rotational quenching, constancy of the dynamic strength and geometric characteristics along the spring length is ensured. The necessary and constant time before the start of cooling of each coil of the spring is provided by placing a cooling sprayer at a distance from the winding coil, depending on the size of the mandrel feed.

Работа агрегата была опробована при навивке пружин из стали 60С2А. Пруток диаметром 15 мм нагревался в индукторе токами высокой частоты до температуры 1000-1050°С. После навивки каждого витка охлаждение его начиналось через 15 сек и до полной закалки. Навивались пружины диаметром 70-100 мм. Измерение межвиткового зазора (шага навивки) после пробной осадки до соприкосновения витков пружины показало, что его величина колеблется в пределах ±0,1 мм (шаг 10 мм). Это, а также постоянство мелкозернистой полигонизованной структуры по всем виткам пружины свидетельствуют о постоянстве свойств по всей длине пружины.The operation of the unit was tested during winding of springs made of steel 60S2A. A bar with a diameter of 15 mm was heated in the inductor by high-frequency currents to a temperature of 1000-1050 ° C. After winding each coil, its cooling began in 15 seconds and until it was completely quenched. Springs of diameter 70-100 mm were wound. Measurement of the inter-turn gap (winding step) after a trial draft until the spring turns come into contact has shown that its value fluctuates within ± 0.1 mm (10 mm pitch). This, as well as the constancy of the fine-grained polygonized structure over all the turns of the spring indicate the constancy of the properties along the entire length of the spring.

Измерение межвиткового зазора у пружин, изготовленных на известных установках, где предусмотрена закалка всей пружины целиком, через 20-30 сек после ее навивки показало, что колебания величины межвиткового зазора после пробной осадки составляют 2-3 мм при шаге навивки 10 мм.Measurement of the inter-turn gap for springs manufactured in known installations where the entire spring is quenched, after 20-30 seconds after winding it, showed that the fluctuations in the inter-turn gap after trial draft are 2-3 mm at a winding pitch of 10 mm.

Долговечность пружин, изготовленных на заявляемом агрегате, при усталостных испытаниях оказалась в 3-5 раз выше, чем у пружин, изготовленных на известных агрегатах.The durability of the springs manufactured on the claimed unit, during fatigue tests was 3-5 times higher than that of springs made on known units.

Таким образом, заявляемый агрегат для навивки стальных пружин в сравнении с прототипом обеспечивает повышенную производительность, повышенный и постоянный по длине пружины уровень качества и динамической прочности, что увеличивает долговечность изготовляемых пружин.Thus, the inventive unit for winding steel springs in comparison with the prototype provides increased productivity, increased and constant along the length of the spring level of quality and dynamic strength, which increases the durability of the manufactured springs.

Claims (2)

1. Агрегат для навивки стальных пружин, содержащий смонтированный на станине узел подачи навиваемого материала в виде стального прутка, индуктор для нагрева прутка, размещенный на корпусе узла подачи навиваемого прутка вдоль оси подачи, вращающуюся оправку с приводом вращения и приводом осевого перемещения в виде приводных винта и гайки, охлаждающее устройство, отличающийся тем, что вращающаяся оправка расположена горизонтально, а охлаждающее устройство выполнено в виде спрейера, размещенного на станине соосно с вращающейся оправкой на расстоянии от навиваемого витка пружины, зависящем от величины подачи оправки для каждой марки пружинной стали, с обеспечением посленавивочной выдержки, необходимой для завершения полигонизационной перестройки структуры, сформировавшейся в процессе навивки.1. A unit for winding steel springs, comprising a feed assembly of a winding material mounted on a bed in the form of a steel bar, an inductor for heating the bar, placed on the casing of a feed assembly of a winding rod along the feed axis, a rotating mandrel with a rotation drive and an axial displacement drive in the form of a drive screw and nuts, a cooling device, characterized in that the rotating mandrel is located horizontally, and the cooling device is made in the form of a sprayer placed on the frame coaxially with the rotating mandrel n distance from the wound spring coil, which depends on the magnitude of feed mandrels for each grade of spring steel secured poslenavivochnoy exposure required for complete poligonizatsionnoy adjustment structure formed in the process of winding. 2. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что спрейер выполнен секционным. 2. The unit according to claim 1, characterized in that the sprayer is made sectional.
RU2008115371/02A 2008-04-18 2008-04-18 Assembly for winding steel springs RU2373016C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008115371/02A RU2373016C1 (en) 2008-04-18 2008-04-18 Assembly for winding steel springs

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008115371/02A RU2373016C1 (en) 2008-04-18 2008-04-18 Assembly for winding steel springs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2373016C1 true RU2373016C1 (en) 2009-11-20

Family

ID=41477788

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008115371/02A RU2373016C1 (en) 2008-04-18 2008-04-18 Assembly for winding steel springs

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2373016C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2547989C2 (en) * 2013-07-22 2015-04-10 Олег Иванович Шаврин Production of high-strength springs of steel and device to this end (versions)
RU2548340C2 (en) * 2012-10-10 2015-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Пружина" Device for springs winding (versions)
RU2549823C2 (en) * 2012-10-10 2015-04-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Пружина" Device for springs winding
RU2635114C2 (en) * 2015-06-05 2017-11-09 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Пружина" Method for manufacturing large-sized springs of steel

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2548340C2 (en) * 2012-10-10 2015-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Пружина" Device for springs winding (versions)
RU2549823C2 (en) * 2012-10-10 2015-04-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Пружина" Device for springs winding
RU2547989C2 (en) * 2013-07-22 2015-04-10 Олег Иванович Шаврин Production of high-strength springs of steel and device to this end (versions)
RU2635114C2 (en) * 2015-06-05 2017-11-09 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "Пружина" Method for manufacturing large-sized springs of steel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110280618B (en) A unwrapping wire, aligning and shaping integration equipment for flat enameled wire
RU2373016C1 (en) Assembly for winding steel springs
CN104916427B (en) Air core coil spooling equipment
RU2627228C9 (en) Way and equipment for the electrical machine cores production
CN201402739Y (en) NC (numerical control) resistance wire winding device
WO2010029367A3 (en) A heat exchange unit
CN100473473C (en) Double screw hot rolling composite device and composite process for bimetal pipe
CN107978447A (en) Transformer coil coil winding machine with automatic discharging function
CN114203440B (en) Multi-angle automatic winding mechanism for electronic transformer production
RU2663915C1 (en) Device for continuous heating for coil springs and method for heating coil springs by using the same device
CN106881365B (en) Prefabricated rods processing method
JP5882036B2 (en) How to make a threaded spindle with a large bearing seat
CN202072729U (en) Power frequency quenching device for rolling mill backup roll
CN101552137B (en) Winding machine and winding method
CN208368347U (en) Slot cage adjustable die
CN101008044A (en) Shield-shape induction device for cold roll integral induction heat and deep quenching
JP5147056B2 (en) Method or apparatus for coil extraction and molding
CN201988856U (en) Spiral fin winding device
RU101659U1 (en) SPRING WINDING DEVICE
CN104575862B (en) The method for making insulated electric conductor shape and anneal
CN111403123A (en) Enameled wire manufacturing and processing technology
RU2547989C2 (en) Production of high-strength springs of steel and device to this end (versions)
CN203222540U (en) Device for directly drawing spiral annular quartz tube by means of continuous melting
CN114429860A (en) Inductance coil winding device and using method thereof
KR101193961B1 (en) Heat treatment apparatus for ring Flange

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Effective date: 20091209

QZ41 Official registration of changes to a registered agreement (patent)

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20091209

Effective date: 20110324

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20131018

QB4A Licence on use of patent

Free format text: PLEDGE

Effective date: 20161123

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170419

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20180510