RU2381095C1

RU2381095C1 - Method of assembling of connections of type "shaft-bush"

Info

Publication number: RU2381095C1
Application number: RU2008151626/02A
Authority: RU
Inventors: Михаил Владимирович Вартанов (RU); Михаил Владимирович Вартанов; Леонарда Викентьевна Божкова (RU); Леонарда Викентьевна Божкова; Евгений Игоревич Кольчугин (RU); Евгений Игоревич Кольчугин
Priority date: 2008-12-26
Filing date: 2008-12-26
Publication date: 2010-02-10

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: there is located base member on the basis of assembly axis and it is fixed against displacement with providing of complex oscillatory motions. It is provided contact between butts of connected details by means of displacement of connected detail under action of oscillations of base member into side of assemblage axis up to total matching of mating surfaces. Complex oscillatory motions of base member is provided by complex of interacting with basis of oscillatory movements simultaneously around two mutually perpendicular axis, situated in the same plane, located parallel to base plane and remote from it for distance, installed depending on parametres of assembled parts, frequency and amplitude of oscillation. Oscillations to base are imparted by harmonious principles with phase displacement between axis. Connected part is located in clamping device with ability of its adaptive elastic movements at least by two degree of freedom.

EFFECT: there is increased region of admissible initial displacement of position of axis of parts.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к автоматизации сборочных работ, и может быть использовано для автоматической, в том числе роботизированной, сборки соединений типа «вал-втулка» с зазором.The invention relates to the field of mechanical engineering, namely to the automation of assembly work, and can be used for automatic, including robotic, assembly of shaft-sleeve connections with a gap.

Известен способ сборки соединений типа «вал-втулка» (SU 260384, 1970 г.), заключающийся в том, что вал размещают в сквозном канале подающего приспособления с возможностью свободного («падающего») движения в нем, а другой собираемой детале - втулке - с помощью вибрирующего основания сообщают колебательное движение в плоскости, перпендикулярной направлению сборки, по двум накладываемым одна на другую траекториям, близким по форме к спиралям. Его недостатком является вероятностный характер сборки, нестабильность такта операции, возможность заклинивания деталей.A known method of assembling joints of the type "shaft-sleeve" (SU 260384, 1970), which consists in the fact that the shaft is placed in the through channel of the feeding device with the possibility of free ("falling") movement in it, and the other assembled part - the sleeve - using a vibrating base, oscillatory motion is reported in a plane perpendicular to the assembly direction along two paths superimposed on top of one another that are close in shape to the spirals. Its disadvantage is the probabilistic nature of the assembly, the instability of the step of the operation, the possibility of jamming of parts.

Наиболее близким аналогом (прототипом) изобретения по числу совпадающих существенных признаков является способ сборки соединений типа «вал-втулка» (SU 1553303, 1990 г.), при котором процесс ведут с использованием вибрирующего основания и зажимного приспособления, базовой деталью определяют вал, размещают его по оси сборки в зажимном приспособлении, фиксируют от смещения в определенной заданной точке и сообщают его торцу сложные колебательные движения. Присоединяемую втулку свободно устанавливают на вибрирующем основании, после чего усилием сборки обеспечивают контакт между торцами соединяемых деталей, добиваясь смещения присоединяемой втулки под действием колебаний основания и торца вала в сторону оси сборки до полного совмещения сопрягаемых поверхностей. Недостатком прототипа является малое допустимое начальное рассогласование положения осей деталей. Необходимость высокой точности установки базовой детали (вала) в зажимном приспособлении требует повышенной точности используемого для осуществления способа оборудования и усложняет алгоритм сборки, что повышает временные и материальные затраты на сборку.The closest analogue (prototype) of the invention according to the number of coinciding essential features is a method of assembling shaft-sleeve-type connections (SU 1553303, 1990), in which the process is carried out using a vibrating base and a clamping device, the shaft is determined by the base part, it is placed along the assembly axis in the fixture, they are fixed from displacement at a certain predetermined point and complex oscillatory movements are communicated to its end face. The connecting sleeve is freely mounted on a vibrating base, after which the assembly force ensures contact between the ends of the parts to be joined, achieving a displacement of the connecting sleeve under the action of the vibrations of the base and the shaft end towards the assembly axis until the mating surfaces are fully aligned. The disadvantage of the prototype is the small allowable initial mismatch of the position of the axes of the parts. The need for high accuracy of installation of the base part (shaft) in the clamping device requires increased accuracy of the equipment used to implement the method and complicates the assembly algorithm, which increases the time and material costs of assembly.

Задача, решаемая изобретением, состоит в создании такого способа сборки соединений типа «вал-втулка», который позволяет оптимизировать требования к точности сборочного оборудования при повышении надежности и производительности сборочных работ.The problem solved by the invention is to create such a method of assembling joints of the "shaft-sleeve" type, which allows you to optimize the accuracy requirements of the assembly equipment while increasing the reliability and productivity of assembly work.

Технический результат, получаемый от реализации изобретения, заключается в упрощении алгоритма сборки и расширении диапазона допустимого начального рассогласования положения осей деталей (в частности, до нескольких миллиметров).The technical result obtained from the implementation of the invention is to simplify the assembly algorithm and expand the range of acceptable initial mismatch of the position of the axes of the parts (in particular, to several millimeters).

Для достижения технического результата в способе сборки соединений типа «вал-втулка», заключающемся в том, что процесс ведут с использованием вибрирующего основания и подающего устройства с зажимным приспособлением, базовую деталь размещают по оси сборки, фиксируют от смещения и обеспечивают ей сложные колебательные движения, после чего усилием сборки обеспечивают контакт между торцами соединяемых деталей, добиваясь смещения присоединяемой детали под действием колебаний базовой детали в сторону оси сборки до полного совмещения сопрягаемых поверхностей, согласно изобретению базовую деталь размещают на основании и сложные колебательные движения ей обеспечивают совокупностью сообщаемых основанию качательных движений одновременно вокруг двух взаимно перпендикулярных осей, лежащих в одной плоскости, расположенной параллельно плоскости основания с удалением от нее на расстояние h, устанавливаемое в зависимости от параметров собираемых деталей, частоты и амплитуды колебаний, причем колебания основанию сообщают по гармоническим законам со сдвигом по фазе между осями, а присоединяемую деталь при этом размещают в зажимном приспособлении с возможностью ее адаптивных упругих перемещений, по меньшей мере, по двум степеням свободы.To achieve a technical result in the method of assembling joints of the type "shaft-sleeve", which consists in the fact that the process is carried out using a vibrating base and a feeding device with a clamping device, the base part is placed along the axis of the assembly, fixed from displacement and provides complex oscillatory movements, after which the assembly force ensures contact between the ends of the parts to be joined, achieving a displacement of the part to be joined under the action of vibrations of the base part towards the assembly axis until the sop of the proposed surfaces, according to the invention, the base part is placed on the base and complex oscillatory movements are provided to it by a set of swinging movements communicated to the base simultaneously around two mutually perpendicular axes lying in one plane located parallel to the base plane with a distance h from it, set depending on the parameters of the assembled parts, the frequency and amplitude of the vibrations, and vibrations to the base are reported according to harmonic laws with a phase shift between the axis and and wherein the associated parts are placed in the fixture, with its adaptive elastic movements of at least two degrees of freedom.

Комплексное колебательное движение основания обуславливает непрерывное изменение направления вектора мгновенной угловой скорости базовой детали, что вызывает изменение направления вектора мгновенной силы трения в точке контакта деталей, поэтому вероятность заклинивания исключается, тем самым повышается надежность и производительность сборки.The complex oscillatory motion of the base causes a continuous change in the direction of the instantaneous angular velocity vector of the base part, which causes a change in the direction of the instantaneous friction force vector at the contact point of the parts, so the probability of jamming is eliminated, thereby increasing the reliability and productivity of the assembly.

Для пояснения сущности изобретения на фиг.1 приведена схема способа сборки, на фиг.2 - пример траектории направленного относительного движения присоединяемой детали к центру базовой детали.To clarify the essence of the invention, Fig. 1 shows a diagram of an assembly method, Fig. 2 is an example of a directional relative motion path of a joining part to the center of the base part.

Присоединяемую деталь 1 закрепляют в пассивном адаптивном схвате 2, обеспечивающем возможность упругих перемещений детали 1, как минимум, по двум степеням свободы, например линейных перемещений в вертикальной плоскости. Схват 2 закреплен в подающем устройстве - сборочном автомате или руке манипулятора (не показаны). Базовую деталь 3 устанавливают на подвижном основании 4 на сборочной позиции. Подвижному основанию 4 с базовой деталью 3 сообщают комплексное колебательное движение по гармоническим законам вокруг двух взаимно перпендикулярных осей - вокруг оси 5 и одновременно вокруг оси 6.Attachable part 1 is fixed in a passive adaptive grip 2, providing the possibility of elastic movements of the part 1, at least two degrees of freedom, for example linear movements in the vertical plane. The grip 2 is fixed in the feeding device - the assembly machine or the arm of the manipulator (not shown). The base part 3 is mounted on a movable base 4 at an assembly position. The movable base 4 with the base part 3 is informed of a complex oscillatory motion according to harmonic laws around two mutually perpendicular axes - around axis 5 and simultaneously around axis 6.

В выполнении способа возможны варианты:In the implementation of the method, the following options are possible:

1) когда базовой деталью является втулка;1) when the base part is a sleeve;

2) при отдельных видах сборки соединений, например, когда вал короткий по высоте, базовой деталью определяют вал и его размещают на основании, а присоединяемой является втулка и ее устанавливают в зажимном приспособлении также с возможностью поисковых перемещений.2) for certain types of assembly of joints, for example, when the shaft is short in height, the shaft is determined as the base part and it is placed on the base, and the sleeve is attached and it is also installed in the clamping device with the possibility of search movements.

В конкретном примере осуществления изобретения, для сборки вала и втулки, сопрягаемых по цилиндрической поверхности диаметром 20 мм, базовой деталью определяют втулку, параметр h выбирают из диапазона 20…200 мм по конструктивно-технологическим соображениям, учитывая параметры собираемых деталей, частоту и амплитуду колебаний и другие технические данные используемого устройства.In a specific embodiment of the invention, for assembling the shaft and the sleeve, mating on a cylindrical surface with a diameter of 20 mm, the sleeve is determined as the base part, the parameter h is selected from the range of 20 ... 200 mm for structural and technological reasons, taking into account the parameters of the parts to be assembled, the frequency and amplitude of vibrations and other technical data of the device used.

Способ осуществляется следующим образом. Присоединяемый вал подают на сборочную позицию и грубо ориентируют относительно втулки. Затем подающим устройством опускают присоединяемый вал до его контакта с базовой деталью - втулкой. Если оси деталей совпали, то происходит сопряжение и сборка. Если оси деталей не совпали, то торец присоединяемого вала под действием сборочного усилия прижимается к торцу втулки. Под воздействием низкочастотных колебаний втулки присоединяемый вал смещается к ее центру, происходит сопряжение и сборка.The method is as follows. The attached shaft is fed to the assembly position and roughly oriented relative to the sleeve. Then the connecting shaft is lowered by the feeding device until it contacts the base part - the sleeve. If the axes of the parts match, then pairing and assembly take place. If the axes of the parts do not match, then the end of the attached shaft under the action of the assembly force is pressed against the end of the sleeve. Under the influence of low-frequency oscillations of the sleeve, the attached shaft is shifted to its center, pairing and assembly take place.

Claims

A method of assembling joints of the shaft-sleeve type, including the use of a vibrating base and a feeding device with a clamping device, placing the base part along the assembly axis, fixing it from displacement, providing it with complex oscillatory movements, after which the assembly force provides contact between the ends of the parts to be joined by shifting the connected part under the action of oscillations of the base part in the direction of the assembly axis until the mating surfaces are completely aligned, characterized in that the base part is placed on the main The theory and complex oscillatory motions provide it with a set of oscillating motions communicated to the base simultaneously around two mutually perpendicular axes lying in one plane, parallel to the base plane and at a distance established from it depending on the parameters of the parts to be assembled, the frequency and amplitude of vibrations, and the vibrations the base is informed according to harmonic laws with a phase shift between the axes, and the connected part is placed in the clamping device with the possibility of The difference in its adaptive elastic displacements in at least two degrees of freedom.