SU1487330A1 - Устройство для ориентирования и сборки деталей - Google Patents

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано

в качестве вспомогательных средств промышленных роботов и устройств сборки. Цель изобретения - снижение энергоемкости устройства за счет осуществления вращения технологического элемента не только посредством сип трения потока рабочей среды, но и силового воздействия последней. Сжатый воздух ускоряется в соплах 10 до звуковой или сверхзвуковой скорости и истекает в зазор 3 и далее в каналы 8 технологического элемента.

При этом поток рабочей среды взаимодействует с окружающей средой в зазоре 3, захватывает и ускоряет ее, создавая тем самым вторичный поток окружающей среды, Затем поток взаимодействует с поверхностью каналов 8, оказывая на последние силовое воздействие за счет давления и трения по всей длине каналов, Создаваемые касательные, радиальные и вертикальные составляющие силы приводят к колебанию и обкатыванию технологического элемента, выполненного в виде фланца 4 и стержня 5, вокруг вертикальной оси устройства. Колебания технологического элемента в вертикальной плоскости, в двух горизонтальных направлениях и обкатывание его создают силы, приводящие к перемещению подаваемых деталей в центр фланца 4 и к их повороту относительно последнего до совпадения с гнездами 6 и 7. Под действием сил гравитации детали опускаются в гнезда 6 и 7, обеспечивая тем самым сборку деталей в узел.

В описании приведены различные варианты исполнения устройства. 9 з.п. ф-лы, 19 ил.

с

м

со

го

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве вспомогательных средств промышленных роботов и устройств сборки.

Цель изобретения - снижение энергоемкости устройства за счет осуществления вращения технологического элемента не только посредством сил

1

трения потока рабочей среды, но и силового воздействия последней.

На фиг.1 показано предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг 3 - разрез Б-Б на фиг.1 (развертка каналов технологического элемента при плавном изменении угла наклона их к радиусу и образующей поверх-

1487330 ¹

з

ности технологического элемента); на фиг.4 - вариант исполнения с кольцевые соплом и тангенциальны! подводом рабочей среды; на фиг.5 - раз- $ рез В-В на фиг.4; на фиг.6 - вариант исполнения с соплом на дне центральной расточки корпуса; на фиг„7 вариант исполнения с каналами во фланце технологического элемента; на фиг. 8 ,- развертка каналов на

л _к . "Кфиг.7; на фиг.9 - вариант исполне·· ' ния ΐ каналами в корпус е; на фиг .10*

разрез Г-Г на фиг.9; на фиг,11 вариант исполнения с полым хвосто- 15 виком технологического элемента; на фиг.12 - вариант исполнения с каналами между наружной поверхностью технологического элемента и центральной полостью; на фиг.13 - разрез 20

Д-Д на фиг. 12; на фиг.14 - вариант исполнения технологического элемента с каналами во фланце; на фиг.15 вариант исполнения технологического элемента с каналами во фланце; на 25 фиг.16 - вариант исполнения технологического элемента с каналами на его поверхности; на фиг.17 - вариант исполнения технологического элемента с каналами вдоль его поверхности; на фиг. 18 - вариант исполнения технологического элемента в виде чаши; на фиг.19 - развертка осевых каналов на фиг.18.

Устройство содержит корпус 1, технологический элемент и средство вращения и колебания технологического элемента. Корпус 1 имеет сквозное отверстие 2. В отверстии 2 с зазором 3 расположен технологический элемент, выполненный в виде фланца 4 со стержнем 5. Во фтинце 4 радиусом К выполнены гнезда 6 я 7 для размещения собираемых деталей (не показаны). Вдоль стержня 5 и во фланце 4 размещен ряд сквозных г-ла^ов 8, которые выходят одним концом на образующую поверхность стержня 5, а другим концом на , образующую поверхность фланца 4.

Средство вращения и колебания тех— нологического элемента выполнено в виде ряда резьбовых втулок 9 с профилированными каналами, представляющими собой сопла 10. Сопла 10 одним концом соединены с источником рабочей среды, а другим концом - с атмосфе- $5 рой на образующей поверхности отВерс• тия 2 напротив выхода ряда сквозных каналов 8 на образующую поверхность

4

стержня 5. Сопла 10 могут быть выполнены сужающимися или в виде комбинации сужающегося и расширяющегося сопел (сопло Лаваля), что обеспечивает ускорение рабочей среды до звуковой и сверхзвуковой скоростей соответственно.

Если сквозные каналы 8 выполнены под углом к образующей технологического элемента, то продольные оси сопел 10 направлены радиально к центру корпуса 1 о При этом плавное изменение угла наклона каналов 8 к образующей технологического элемента по длине канала 8 обеспечивает силовое давление потока рабочей среды по всей длине каналов 8. Если сквозные каналы 8 выполнены радиальньми или параллельными образующей технологического элемента, то сопла 10 вьетолняют смещенными относительно центра отверстия 2 на расстояние "е”, меньшее, чем радиус г этого отверстия 2. Это обеспечивает взаимодействие потока рабочей среды, истекающего из сопел 10, на начальном участке поверхности каналов 8 за счет силового давления., приводящего к отклонению направления потока от своего первоначального направления, и за счет сил трения на последующем участке каналов 8.

Касательные, радиальные и вертикальные составляющие сил давления и трения приложены к поверхности каналов 8 по всей их длине. При этом поток рабочей среды не взаимодейстI

вует с поверхностью отверстия 2, т.е. потери на трение потока о поверхность корпуса 1 исключены, и вся с оз-⁷ даваемая сила обеспечивает полезную работу - колебание технологического элемента в вертикальной плоскости и по двум направлениям в горизонтальной плоскости, а также обкатывание . технологического элемента по образующей поверхности отверстия 2, что приводит к вращению технологического элемента вокруг вертикальной оси. Приложение касательной составляющей силы не только к стержню 5, но и к фланцу 4, т.е. на расстоянии от центра- большем, чем г, но меньшем,чем приводит к существенному росту крутящего момента, создаваемого на технологическом элементе.

Изменением угла наклона сопел 10 к горизонтальной плоскости, смещенит

148 7330

ем расстояния "е" от центра, изменением угла наклона каналов 8 к радиусу и к образующей технологического элемента достигается требуемое соотношение составляющих (радиальной, вертикальной, касательной) силы'взаимодействия, а изменением радиусов г и К касательной составляющей силы взаимодействия - требуемое значение крутящего момента.

Во втором варианте выполнения устройства средство вращения и колебания технологического элемента выполнено в виде кольцевой щели 11 и конусообразного канала 12, представляющего собой сопло. При этом кольцезая щель 11 соединена с источником рабочей среды рядом отверстий 13, которые смещены относительно центра уст- 20 ройства й осуществляют тангенциальный подвод рабочей среды в кольцевую щель 11. Вследствие этого происходит закручивание подводимой рабочей среды, которая далее ускоряется 'в конусообразном канале 12.· Конусо'образный канал 12 сообщен с атмосферой на образующей поверхности отверстия 2 корпуса 1, которая охватывает фланец 4 технологического элемента. Каналы 8 в технологическом элементе соединены с атмосферой на торцовой поверхности стержня 5 И на образующей поверхности фланца 4 напротив сообщения конусообразного канала 12 с атмосферой.

В третьем варианте выполнения устройства средство вращения и колебания технологического элемента 2 выполнено в виде кольцеобразной щели 11 и конусообразного канала 12, представляющего собой сопло. Однако конусообразный канал 12 соединен с атмосферой на две расточки, выполненной в корпусе 1. Сообщение с атмосферой канала 12 осуществлено напротив выхода каналов 8 на торцовую поверхность стержня 5. Подвод рабочей среды в кольцевой щели 11 выполнен по отверстиям 13, которые смещены относительно центра устройства.

В'четвертом варианте выполнения устройства каналы 8 образованы соосными втулками 14, 15 и ребрами 16., имеющими криволинейную поверхность 17 и установленными под углом к продольной оси устройства. На торце втулки 15 установлен ключ 18 для завинчивания болтов или гаек.

Средство вращения и колебания тех нологического элемента выполнено в виде ряда резьбовых втулок 9 с профилированными каналами, представ^ляющими собой сопла 10. Сопла 10 соединены с атмосферой на торцовой поверхности корпуса 1.

В пятом варианте выполнения уст10 ройства зазор между корпусом 1 и фланцем 4 технологического, элемента соединен -с атмосферой посредством каналов 8, выполненных в корпусе 1. Каналы 8 обеспечивают подвод среды (5 атмосферы в зазор 3 и образование мощного вторичного потока окружающей среды, взаимодействующего с поверхностью каналов 8, выполненных в технологическом элементе. Средство вращения и колебания технологического элемента выполнено в _виде кольцевой, щели 11 и конусообразного канала 12, сообщенного с атмосферой па образующей поверхности отверстия 2 корпуса 25 1. Подвод рабочей среды к кольцевой щели 11 осуществляется но ряду отверстий 19, продольные оси которых направлены по радиусу к центру устройства . Каналы 8 техиологическо30 го элемента выполнены по кривой к образующей фланца технологического элемента. Такое исполнение каналов 8 обеспечивает отклонение потока рабочей среды от первоначального нап35 равнения в том случае, когда поток рабочей среды истекает из конусообразного канала 12 в радиальном направлении. Для исключения выпадения технологического ’ элемент,! при пово40 роте механизма в пространстве установлено крепежное кольцо 28 таким образом, что допускается вертикальное перемещение, при колебании технологического элемента,

В шестом варианте выполнения устройства стержень 5 выполнен полым.

В этом случае корпус 1 выполнен в виде цилиндрического тела. Па внутренней поверхности стержня 5 выполне50. ны каналы 8 с выходом на образующую поверхность фланца 4, Средство вращения и колебания технологического элемента выполнено в виде кольцеобразной щели 1 Г и конусообразного 55 канала 12, сообщенного с атмосферой на образующей поверхности корпуса 1. Кольцевая полость 11 соединена с источником рабочей среды посредством ряда отверстий 13, продольные оси

7

1487330

8

которых смещены относительно центра устройства.

В седьмом варианте·выполнения устройства каналу 8 в технологическом элементе выполнены между наружной поверхностью стержня 5 и его центральной полостью. Каналы 8 образованы ребрами 21, соединяющими между собой фланец 4 и стержень 5. Стер- |θ жень 5 выполнен в виде тороидального тела и/размещен с зазором 3 в расточке корпуса 1. Средство вращения и Колебания технологического элемента выполнено в виде ряда резьбовых втулок 9 сопла, в которых сообщены с атмосферой на внутренней поверх- . ности расточки корпуса 1 напротив выхода каналов на наружную поверхность стержня 5. Продольные оси резьбовых втулок 9 смещены относительно центра устройства на расстояние "е”, меньшее, чем радиус расточки. Такое выполнение обеспечивает циркуляцию совокупного потока рабочей среды и 25 окружающей среды по замкнутому контуру, что уменьшает потери энергии рабочей среды.

В восьмом варианте вьполнения технологического элемента каналы 8 выполнены в виде цилиндрических отверстий, криволинейных каналов, канавок, а также канавок, переходящих в криволинейные каналы (фиг.14-17), Продольные оси каналов 8 могут быть выполнены под углом к образующей ^5

технологического элемента.

В девятом варианте технологический элемент выполнен в виде чаши 22, предназначенной для размещения деталей типа шариков, выполненной с дном 23 и отверстием 24 для прохода шариков, размещенной с.зазором в расточке корпуса 1. В боковых стенках чаши 22 выполнены сквозные каналы 8, продольные оси которых криволинейны и направлены под углом к образующей поверхности последней. Средство вращения и колебания технологического элемента выполнено в виде резьбовых втулок 9, сопла 10 которых сообщены с атмосферой на дне расточки корпуса 1 напротив выхода сквозных каналов 8 на внешнюю поверхность чаши 22. На дне корпуса 1 выполнено отверстие 25д для прохода деталей.

Устройство по первому варианту работает следующим образом.

40

45

50

55

После подачи рабочей среды она ускоряется в соплах 10 до звуковой или сверхзвуковой скоростей и истекает из сопел 10 в зазор 3 и далее в каналы 8 технологического элемента. При этом ноток рабочей среды взаимодействует с окружающей средой в зазоре 3, захватывает и ускоряет ее, создавая тем самым вторичный поток окружающей среды. Поток рабочей среды и Вторичный поток окружающей среды взаимодействуют с поверхностью каналов 8, оказывая на кана-ί лы 8 силовое воздействие за счет давления (при отклонении потока от первоначального направления) и за счет трения по всей длине каналов 8. Создаваемые касательные, радиальные и вертикальные составляющие силы приводят к колебанию, обкатыванию технологического элемента по образующей поверхности Отверстия 2 и вращению технологического элемента вокруг вертикальной оси. Колебания технологического элемента в вертикальной плоскости, в двух горизонтальных, направлениях и обкатывание его создают силы, приводящие к перемещению подаваемых деталей в центр фланца 4 и к их повороту относительно фланца 4 до совпадения с гнездами 6 и 7. Под действием сил гравитации детали (не показаны) опускаются в гнезда 6 и 7, обеспечивая тем самым сборку ./' деталей в узел. .

Устройство по второму варианту работает аналогично изложенному, за исключением того, что в конусообразном канале 12 ускоряется закрученный поток рабочей среды и из него истекает поток, который имеет касательную составляющую скорости, обусловливающую создание крутящего момента.

Устройство по третьему варианту работает аналогично.

Устройство по четвертому варианту работает аналогично, за исключением того, что при колебании и вращении технологического элемента 2 ключ 18 осуществляет завинчивание гаек и бол-, тов.

Устройство по пятому варианту работает аналогично, за исключением того, .что с поверхностью каналов 8 и 12 взаимодействуют совокупный пер1

148 73

вичный поток рабочей среды и вторичный поток окружающей среды.

Устройство по шестому, седьмому и восьмому вариантам работает а.чалогично.

Устройство по девятому варианту работает аналогично, за исключением того, что поток рабочей среды, истекающий из сопел 10, взаимодействует , θ с поверхностью каналов 8 и приводит в колебание и вращение чашу 22, а также детали, размещенные в ней. Под действием вибрации и сил гравитации детали перемещаются по отверстиям 24 и 25, обеспечивая тем самым ориентирование и возможность поштучной выдачи деталей из навала.

Claims (10)

Формула изобретения

1. Устройство для ориентирования и сборки деталей, содержащее корпус с размещенными в нем соплами для подачи сжатого воздуха и расположенный с зазором внутри него технологический элемент, выполненный в виде фланца со стержнем и гнездами для размещения деталей, стличающ е е с я тем, что, с целью снижения энергоемкости, зазор, образованный корпусом и технологическим элементом, соединен с атмосферой посредством дополнительно введенных каналов,

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каналы, соединяющие зазор, образованный корпусом и технологическим элементом, соединенный с атмосферой, выполнены в корпусе.

3. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что каналы,

К

15

.75

30

35

40

30 ю

соединяющие зазор, образованный корпусом и технологическим элементом, соединенный с атмосферой, выполнены в технологическом элементе.

4. Устройство пс н.2, о т л и чающееся ^ем, что на дне корпуса выполнен канал в виде.кольцевой щель:.

5. Устройстве пс п.З, о т л и чающееся, тем, что каналы выполнены во фланце технологического элемента.

6. Устройство ПОП.З, о т л и чающееся тем, что каналы выполнены в виде продешьньк канавок на поверхности технологического элемента, обращенной · к корпусу.

7. Устройство по п.З, от л и-"

?0 чающееся тем, что входные

участки каналов, выполненных на образующей поверхности фланца технологического элемента, размещены напротив выходных участков сопел для подачи сжатого в о зд уха .

8. Устройство по п.З, о т л и чающееся тем, что оси каналов во (фланце технологического элемента выполнены криволинейными.

9. Устройство по п.З, о т л и ч а .о щ е е с я тем, что стержень технологического элемента пыполнен полым с каналами на его внутренней поверхности, размещенными с возможностью выхода на образующую поверхность фланца.

10. Устройство по п.З, отличающееся тем, что в полом стержне технологического элемента выполнены каналы, соединяющие его наружную и внутренние поверхности в зоне расположения выходных участков сопел.

1487330

Фиг.7

1487330

Фиг. 3

Фиг. 10

1487330

и в

ФиШ

1487330

Й-—- - —'~ΓΤ7-Ζ~Ζ- Ζ/1 ГЛ 1 Л 1

фиг. №

Фи г. 17

1487330

Фиг 19