Разъемный токарный станок
Станок содержит кольцеобразный неподвижный узел, имеющий возможность прикрепления к или отсоединения от внешней поверхности цилиндрической обрабатываемой детали, причем неподвижный узел содержит желобок для подшипников, имеющий внутреннюю боковую стенку и внешнюю боковую стенку, образующие между собой кольцевую беговую дорожку для подшипников, и кольцеобразный вращающийся узел, содержащий основание и кольцевую внешнюю боковую стенку, соединенную с основанием и имеющую зубья шестерни, расположенные на внешней поверхности внешней боковой стенки, множество подшипников, с возможностью вращения присоединенных к основанию вращающегося узла. При этом роликовые подшипники расположены в желобке для подшипников неподвижного узла так, что вращающийся узел во время работы соединен с неподвижным узлом с возможностью вращения относительно него. Технический результат - упрощение сборки и присоединения к обрабатываемой детали. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.
Перекрестная ссылка
[0001] Настоящая заявка претендует на приоритет по дате подачи предварительной заявки на патент США №61/203,964, поданной 31 декабря 2008 г., содержание которой включено в данное описание в полном объеме посредством ссылки.
Область использования изобретения
[0002] Настоящее изобретение имеет отношение к разъемному токарному станку, который может быть использован для отрезания или обработки части обрабатываемой детали, такой как труба или трубчатая деталь, причем упомянутый разъемный токарный станок в целом представляет собой кольцевое устройство, содержащее неподвижный узел и вращающийся узел, каждый из которых предпочтительно имеет полые полуцилиндрические половины, соединенные друг с другом вокруг подлежащей обработке детали. Неподвижный узел содержит желобок для подшипников, в котором подшипники вращающегося узла перемещаются, когда вращающийся узел приведен в действие. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения внутренняя стенка желобка для подшипников имеет расположенную под углом торцевую часть, которая примыкает к расположенной под углом торцевой части вращающегося узла, для предотвращения попадания отходов обработки в желобок для подшипников.
Предпосылки создания изобретения
[0003] В области техники, к которой относится настоящее изобретение, известны различные типы разъемных токарных станков, которые могут быть использованы, как правило, в промышленных установках, для обработки части в общем цилиндрической трубчатой детали или трубы. Разъемные токарные станки в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения выполнены в виде кольцевых устройств, образованных из полуцилиндрических половин, соединенных друг с другом вокруг трубчатой детали, подлежащей обработке. Неподвижный узел разъемного токарного станка временно крепят к этой трубчатой детали. Вращающийся узел во время работы соединен с неподвижным узлом с возможностью приведения во вращение, например, пневматическим, гидравлическим или электрическим двигателем, который во время работы соединен с вращающимся узлом. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения корпус двигателя соединен с неподвижным узлом и имеет приводную зубчатую передачу, которая образует зацепление с элементами передачи, расположенными на вращающемся узле. На вращающемся узле может быть установлен инструментальный суппорт, предназначенный для закрепления инструмента для механической обработки трубчатой детали, такого как резец или ролик. Инструментальный суппорт может содержать механизм подачи, который подает инструментальный суппорт, а тем самым и инструмент для механической обработки, радиально по направлению к трубчатой детали пошагово на заданном обороте зубчатого венца.
[0004] К примерам разъемных токарных станков относятся следующие станки.
[0005] Патент США №4,739,685 имеет отношение к токарному станку, имеющему неподвижный узел и вращающееся зубчатое колесо. Кольцо с беговой дорожкой соединено с зубчатым колесом и удерживается в заданном положении при помощи подшипников. Предпочтительно подшипники имеют продольные оси, перпендикулярные верхней поверхности неподвижного узла. Кроме того, предусмотрены монтажные кронштейны, предназначенные, как указано, для быстрой и простой установки двигателя на неподвижный узел. Также описана резцовая головка, состоящая из двух частей.
[0006] Патент США №4,939,964 имеет отношение к портативному токарному станку, имеющему неподвижный узел, объединенный с корпусом зубчатой передачи, который закрывает вращающееся зубчатое колесо. Кольцо с беговой дорожкой соединено с зубчатым колесом и удерживается на месте при помощи множества роликовых подшипников. Резцовая головка, содержащая вставной резец, обрабатывает обрабатываемую деталь и автоматически перемещается в продольном направлении вдоль обрабатываемой детали при помощи механизма подачи.
[0007] Патент США №5,549,024 имеет отношение к разъемному токарному станку для механической обработки (резания и чистовой обработки) труб в промышленных установках, содержащему разрезное кольцо в сборе, содержащее фиксирующее кольцо, охватывающее трубчатую деталь, а к фиксирующему кольцу присоединен с возможностью вращения зубчатый венец, служащий опорой для резцовой головки, на которой закреплен резец. Как указано, усовершенствование заключается в конструкции подшипникового узла, использованного для присоединения с возможностью вращения зубчатого венца к неподвижному фиксирующему кольцу. Одна поверхность зубчатого венца имеет кольцевой желобок, боковые стенки которого образуют беговую дорожку для подшипников. Размеры беговой дорожки позволяют разместить в ней множество роликовых подшипников, которые присоединены к плоской поверхности фиксирующего устройства по окружности так, что попадают на беговую дорожку для подшипников, когда зубчатый венец прикреплен к фиксирующему кольцу. Как указано, эта конструкция может выдерживать без перекашивания большие нагрузки, что, как указано, снижает износ подвижных частей.
[0008] Патент США №6,619,164 имеет отношение к портативному токарному станку для механической обработки трубчатой или подобной обрабатываемой детали. Этот токарный станок содержит два полукольцевых узла, имеющих неподвижную секцию и вращающуюся секцию. Эти два полукольцевых узла соединены между собой шарнирной системой с одного конца и стальными соединительными накладками с другого. Шарнир имеет верхнюю скобу и нижнюю скобу на неподвижной секции каждого узла, а также охватываемую часть шарнира и охватывающую часть шарнира на вращающейся секции каждого узла. Охватываемая часть и охватывающая часть шарнира соединены между собой так, что когда шарнир сомкнут, два полукольцевых узла образуют полное кольцо.
Сущность изобретения
[0009] Ввиду вышеуказанного существует потребность в усовершенствованном разъемном токарном станке, особенно имеющем выбираемые изнашиваемые составные части, которые могут быть легко заменены без необходимости замены всего узла, такого как неподвижный узел.
[0010] Целью настоящего изобретения является создание разъемного токарного станка, который относительно просто собирать и присоединять к обрабатываемой детали, такой как трубчатая деталь или труба, для выполнения операций механической обработки.
[0011] Другой целью настоящего изобретения является создание разъемного токарного станка с кольцеобразным вращающимся узлом, который имеет основание, на котором установлено множество подшипников, присоединенных к нему в общем по окружности вокруг основания, при этом внешняя боковая стенка соединена с основанием и расположена на некотором расстоянии от подшипников, и, кроме того, внешняя боковая стенка имеет внешнюю поверхность с зубьями шестерни, которые могут быть введены в зацепление с приводным двигателем, который может быть прикреплен к неподвижному узлу и который после приведения в действие вращает вращающийся узел.
[0012] Еще одной целью настоящего изобретения является создание разъемного токарного станка с неподвижным узлом, имеющим множество круговых колец, каждое из которых предпочтительно содержит полукольцевые половины, причем одно из колец содержит желобок для подшипников, имеющий две боковые стенки, которые образуют беговую дорожку для роликовых подшипников вращающегося узла.
[0013] Еще одной целью настоящего изобретения является создание неподвижного узла с желобком для подшипников в виде кольца, которое может быть легко заменено без необходимости замены всего неподвижного узла, который содержит дополнительное круговое кольцо, содержащее фиксирующее устройство, которое прикрепляет с возможностью снятия неподвижный узел к обрабатываемой детали. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения желобок для подшипников может быть прикреплен к кольцу фиксирующего устройства крепежными элементами.
[0014] Другой целью настоящего изобретения является создание разъемного токарного станка с механизмом, препятствующим попаданию отходов обработки, таких как стружка, опилки и т.п., в желобок для подшипников разъемного токарного станка.
[0015] Еще одной целью настоящего изобретения является создание разъемного токарного станка с неподвижным узлом, содержащим кольцо с желобком для подшипников и фиксирующее кольцо, соединенные друг с другом и образующие сборную конструкцию, имеющую требуемую жесткость.
[0016] Один из аспектов настоящего изобретения имеет отношение к разъемному токарному станку для механической обработки обрабатываемой детали, содержащему по существу кольцеобразный неподвижный узел, который может быть с возможностью отсоединения прикреплен к внешней поверхности по существу цилиндрической обрабатываемой детали, причем неподвижный узел содержит желобок для подшипников, имеющий внутреннюю боковую стенку и внешнюю боковую стенку, образующие между собой по существу кольцевую беговую дорожку для подшипников; и по существу кольцеобразный вращающийся узел, содержащий основание и кольцевую внешнюю боковую стенку, соединенную с основанием и имеющую зубья шестерни, расположенные на внешней поверхности внешней боковой стенки, множество подшипников, с возможностью вращения присоединенных к основанию вращающегося узла, при этом роликовые подшипники расположены в желобке для подшипников неподвижного узла так, что вращающийся узел во время работы соединен с неподвижным узлом с возможностью вращения относительно него.
[0017] Другой аспект настоящего изобретения имеет отношение к разъемному токарному станку для механической обработки обрабатываемой детали, содержащему по существу кольцеобразный неподвижный узел, который может быть с возможностью отсоединения прикреплен к внешней поверхности по существу цилиндрической обрабатываемой детали с использованием фиксирующего устройства неподвижного узла, причем неподвижный узел дополнительно содержит желобок для подшипников, имеющий внутреннюю боковую стенку и внешнюю боковую стенку, образующие по существу кольцевую беговую дорожку для подшипников; и по существу кольцеобразный вращающийся узел, содержащий основание и кольцевую внешнюю боковую стенку, соединенную с основанием, простирающуюся наружу от основания и имеющую элемент зубчатой передачи, расположенный на внешней поверхности внешней боковой стенки, множество подшипников, с возможностью вращения присоединенных к основанию вращающегося узла, причем роликовые подшипники расположены в желобке для подшипников неподвижного узла так, что вращающийся узел во время работы соединен с неподвижным узлом с возможностью вращения относительно него, при этом неподвижный узел содержит кольцо с желобком для подшипников, соединенное с фиксирующим кольцом, кольцо с желобком для подшипников имеет желобок для подшипников, фиксирующее кольцо содержит крепежный элемент для соединения смежных секций неподвижного узла, и упомянутое фиксирующее кольцо содержит фиксирующее устройство.
[0018] Еще один аспект настоящего изобретения имеет отношение к разъемному токарному станку для механической обработки обрабатываемой детали, содержащему по существу кольцеобразный неподвижный узел, который может быть с возможностью отсоединения прикреплен к внешней поверхности по существу цилиндрической обрабатываемой детали, при этом неподвижный узел содержит желобок для подшипников, имеющий внутреннюю боковую стенку и внешнюю боковую стенку, образующие между собой по существу кольцевую беговую дорожку для подшипников; и по существу кольцеобразный вращающийся узел, содержащий основание и кольцевую внешнюю боковую стенку, соединенную с основанием и имеющую элементы зубчатой передачи, расположенные на внешней поверхности внешней боковой стенки, множество подшипников, с возможностью вращения присоединенных к основанию вращающегося узла, причем подшипники расположены в желобке для подшипников неподвижного узла так, что вращающийся узел во время работы соединен с неподвижным узлом с возможностью вращения относительно него, при этом и неподвижный узел, и вращающийся узел имеют внутренний радиус, причем радиус части внешней поверхности внутренней боковой стенки равен внутреннему радиусу неподвижного узла, внешняя поверхность внутренней боковой стенки содержит расположенную под углом торцевую секцию, неперпендикулярную оси, параллельной внутреннему радиусу неподвижного узла, основание вращающегося узла имеет расположенную под углом кромку, сопряженную с внутренним радиусом вращающегося узла, и расположенная под углом кромка неперпендикулярна внутреннему радиусу вращающегося узла.
Краткое описание фигур
[0019] Сущность настоящего изобретения станет более понятной, а другие характерные особенности и преимущества станут очевидными при изучении подробного описания настоящего изобретения в совокупности с фигурами, на которых:
[0020] Фиг.1 представляет собой вид в перспективе одного из вариантов исполнения разъемного токарного станка по настоящему изобретению;
[0021] Фиг.2 представляет собой местный разрез вида сбоку части одного из вариантов исполнения разъемного токарного станка по настоящему изобретению, содержащего вращающийся узел с подшипниками, с возможностью вращения присоединенными к нему, при этом подшипник показан установленным в желобок для подшипников неподвижного узла, а разъемный токарный станок содержит вращающееся кольцо, соединенное с неподвижным кольцом;
[0022] Фиг.3 представляет собой вид в перспективе части вращающегося узла, в частности, показывающий вращающиеся подшипники, расположенные в общем по окружности и имеющие оси, прикрепленные к основанию вращающегося узла, причем вращающийся узел имеет одну боковую стенку, а именно внешнюю боковую стенку, простирающуюся наружу от основания и имеющую элементы зубчатой передачи на своей внешней поверхности;
[0023] Фиг.4 представляет собой местный вид сбоку неподвижного узла разъемного токарного станка, в частности, показывающий два его круговых кольца, одно из которых имеет желобок для подшипников, а другое содержит крепежный механизм для крепления неподвижного узла разъемного токарного станка к обрабатываемой детали;
[0024] Фиг.5 представляет собой вид в перспективе одного из вариантов исполнения секции фиксирующего элемента неподвижного узла разъемного токарного станка по настоящему изобретению; и
[0025] Фиг.6 представляет собой местный вид сбоку секции вращающегося узла по одному из вариантов исполнения разъемного токарного станка по настоящему изобретению.
Подробное описание изобретения
[0026] Настоящее изобретение имеет отношение к разъемному токарному станку, пригодному для обработки обрабатываемой детали, к которой по существу концентрически присоединен разъемный токарный станок, причем разъемный токарный станок временно закреплен на внешней поверхности, или периферии, обрабатываемой детали, как правило, по существу цилиндрической трубы или трубчатой детали.
[0027] Настоящее изобретение будет лучше понято с помощью фигур, на которых одинаковые номера позиций обозначают одинаковые или подобные элементы на фигурах. На Фиг.1 изображен один из вариантов исполнения разъемного токарного станка 10. Разъемный токарный станок 10 содержит неподвижный узел 20, в целом выполненный в виде кольца, и вращающийся узел 40, также в целом выполненный в виде кольца, который во время работы соединен с неподвижным узлом 20 с возможностью вращения относительно него. Каждое кольцо может быть выполнено из двух или нескольких сегментов. Один или несколько инструментальных суппортов 12 присоединены к вращающемуся узлу 40, причем инструментальный суппорт 12 предназначен для закрепления обрабатывающего инструмента 13 для выполнения механической обработки обрабатываемой детали. В данной области техники известны различные инструменты для механической обработки. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения использованы два инструментальных суппорта 12, которые, в общем, расположены с противоположных сторон, т.е. диаметрально напротив друг друга, на вращающемся узле 40, что создает скомпенсированные усилия резания, в результате чего заедание или прокручивание разъемного токарного станка может быть по существу исключено или сведено к минимуму. В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения может быть предусмотрен узел 14 подачи для осуществления движения подачи обрабатывающего инструмента 13 на инструментальном суппорте 12 в направлении обрабатываемой детали. В данной области техники известны различные инструментальные суппорты и узлы подачи.
[0028] Неподвижный узел 20 образован из по меньшей мере двух секций 22, и предпочтительно из двух секций 22, как показано на Фиг.1, где изображены две в общем полые полуцилиндрические половины, соединенные с образованием кольцеобразного или подобного цилиндру неподвижного узла 20. Секции 22 неподвижного узла 20 могут быть соединены друг с другом любым способом. Например, как показано на Фиг.1, одна из смежных секций 22 содержит крепежный элемент 24, такой как болт с гайкой, шарнирно прикрепленный к ней. Другая секция 22 имеет углубление 25, в которое устанавливают часть этого крепежного элемента. Гайку на болте затягивают до упора в поверхность углубления, чтобы прикрепить смежные секции 22 друг к другу. Если использованы две полуцилиндрические половины неподвижного узла, то для соединения двух смежных секций, как правило, используют два крепежных элемента и два углубления. Очевидно, что если использованы более чем две секции, то, как правило, используют больше чем два крепежных элемента и соответствующее количество углублений.
[0029] В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения неподвижный узел 20 содержит по меньшей мере два различных круговых кольца, или пустотелых цилиндра, которые соединены друг с другом пригодным крепежным элементом 26, таким как элемент, показанный на Фиг.4. На Фиг.4 изображен неподвижный узел 20, содержащий фиксирующее кольцо 28, имеющее кольцо 30 с желобком для подшипников, присоединенное к нему. Каждое кольцо выполняет определенную функцию, которая способствует обеспечению требуемых характеристик разъемного токарного станка 10 по настоящему изобретению.
[0030] Фиксирующее кольцо 28 предпочтительно содержит средства для соединения двух или нескольких секций 22 неподвижного узла 20 друг с другом. Например, в варианте осуществления настоящего изобретения, в котором фиксирующее кольцо 28 образовано двумя секциями 22, каждая секция содержит крепежный элемент 24, расположенный у первого конца секции 22, и имеет углубление 25, расположенное на втором конце секции 22. Как показано на Фиг.4, один конец секции 22 может иметь выступ, простирающийся наружу от его торца и входящий в соответствующее углубление другого торца секции 22, который также имеет углубление 25 для размещения части крепежного элемента 24, когда смежные секции 22 соединены между собой. Выступ 27 и углубление способствуют установке секций 22 в надлежащем взаимном положении.
[0031] Фиксирующее кольцо 28 также содержит фиксирующее устройство 60, как показано на Фиг.1, предназначенное для установки разъемного токарного станка 10 в надлежащее положение относительно обрабатываемой детали. Фиксирующее устройство 60 предпочтительно содержит множество опор 62, расположенных в одном или нескольких местах по внутренней поверхности фиксирующего кольца 28 неподвижного узла 20, причем каждая опора 62 приспособлена для соприкосновения с поверхностью обрабатываемой детали. Фиксирующее устройство 60, как правило, удерживается на месте в фиксирующем кольце с использованием крепежных элементов, например, винтов, таких как винты, показанные на Фиг.5.
[0032] В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения каждая секция 22 содержит два фиксирующих устройства 60 в случае, когда используются две полуцилиндрические секции. В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения фиксирующее кольцо 28 выполнено из прочного, но легкого и износостойкого материала, предпочтительно более легкого по весу по сравнению со сталью или нержавеющей сталью. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения предпочтительным является алюминий.
[0033] Как указано выше, кольцо 30 с желобком для подшипников присоединено к фиксирующему кольцу 28, таким образом образуя неподвижный узел 20, такой как узел, который изображен на Фиг.4. Кольцо 30 с желобком для подшипников имеет желобок 32 для подшипников, предназначенный для размещения подшипников 50 вращающегося узла 40. Кольцо 30 с желобком для подшипников имеет основание 34, которое предпочтительно имеет зенкованное отверстие, в котором расположен крепежный элемент 26, предназначенный для присоединения желобка 30 для подшипников к фиксирующему кольцу 28, такому как кольцо, которое изображено на Фиг.4. Кольцо 30 с желобком для подшипников имеет пару боковых стенок 35, 36, простирающихся наружу от основания 34 и в общем простирающихся в направлении от фиксирующего кольца 28, а каждая боковая стенка 35, 36 заканчивается торцом 37, простирающимся в общем внутрь на некоторое расстояние для удержания подшипников внутри желобка 32 для подшипников. Внутренняя поверхность каждой из боковых стенок 35 и 36 независимо одна от другой может иметь различные элементы, такие как расположенные под углом или имеющие фаски угловые кромки. Внутренние поверхности могут по существу соответствовать форме подшипника. Расположенные под углом или имеющие фаски угловые кромки, используемые в некоторых вариантах исполнения боковых стенок, могут лучше распределять воспринимаемую нагрузку и способствовать предотвращению заедания вращающегося узла 40 относительно неподвижного узла 20. Ширина и высота желобка для подшипников изменяются независимо друг от друга и зависят от вида подшипников 50, использованных в нем, и расположения подшипников внутри желобка для подшипников. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения соседние подшипники имеют радиальное смещение относительно основания неподвижного узла. При этом ширина желобка для подшипников устанавливается соответственно. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения кольцо 30 с желобком для подшипников изготовлено из прочного износостойкого металла, предпочтительно стали. Таким образом, в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения кольцо с желобком для подшипников имеет твердость (по Роквеллу) большую, чем твердость фиксирующего кольца. Кольцо 30 с желобком для подшипников предпочтительно подвергают термообработке перед механической обработкой, что обеспечивает кольцу 30 с желобком для подшипников износостойкость и в целом увеличивает его прочность.
[0034] Еще одной важной особенностью настоящего изобретения является то, что по меньшей мере внутренняя боковая стенка 35, которая (как изображено на Фиг.4) имеет меньший радиус, чем внешняя боковая стенка 36, имеет расположенную под углом или имеющую фаску торцевую секцию 38, предназначенную для примыкания к соответствующей расположенной под углом или имеющей фаски секции 47 вращающегося узла 40, как описано ниже. Угол, под которым расположена секция 38, предпочтительно находится вне диапазона 90±5° относительно продольного направления поперечного сечения боковой стенки, так что расположенная под углом секция 38 в общем расположена неперпендикулярно направлению боковой стенки. Расположенная под углом секция 38 выполнена под углом от приблизительно 20° до приблизительно 70°, причем желательно от приблизительно 30° до приблизительно 60°, и предпочтительно от приблизительно 35° до приблизительно 55° относительно поверхности по внешнему диаметру боковой стенки 35, способствуя предотвращению попадания стружки или опилок в желобок 32 для подшипников. Иначе говоря, в общем линейно простирающаяся внутренняя боковая стенка 35 кольца 30 с желобком для подшипников имеет торец 37, расположенный под углом наружу, в общем от обрабатываемой детали или центральной оси разъемного токарного станка 10 в направлении внешней боковой стенки 36, и торцевая часть 37 является средством предотвращения попадания посторонних предметов и материалов в желобок 32 для подшипников. Подобным образом внешняя боковая стенка 36 имеет расположенную под углом секцию, выполненную под углом от приблизительно 20° до приблизительно 70°, желательно - под углом от приблизительно 30° до приблизительно 60°, и предпочтительно - под углом от приблизительно 35° до приблизительно 55° относительно поверхности по внешнему диаметру боковой стенки 36. Расположенная под углом секция внешней боковой стенки 36 в общем расположена под углом внутрь по направлению к обрабатываемой детали или центральной оси основания разъемного токарного станка 10.
[0035] При помощи по меньшей мере Фиг.3-6 ниже рассмотрен вращающийся узел 40. Вращающийся узел 40 имеет основание 42. Вращающийся узел 40 образован из по меньшей мере двух секций 46, а предпочтительно из двух секций 46, как показано на Фиг.1, где изображены две в общем полые полуцилиндрические половины, соединенные с образованием кольцеобразного или подобного цилиндру вращающегося узла 40. Секции 46 вращающегося узла могут быть соединены друг с другом любым способом. Может быть использован крепежный механизм, подобный механизму, описанному выше для неподвижного узла 20. Например, крепежный элемент 44 соединен с блоком 43, расположенным у одного из концов секции 46 вращающегося узла 40, такого как узел, который изображен на Фиг.1. При этом крепежный элемент во время работы соединен со вторым смежным блоком, который, как показано в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, использует, например, гайку крепежного элемента. Каждый блок предпочтительно прикреплен к основанию 42. Как изображено на Фиг.1, в общем использованы две кольцеобразные половины вращающегося узла, и для соединения двух смежных секций использованы два крепежных элемента. Если использованы более чем две секции, то, как правило, используют более чем два крепежных элемента или других механизма крепления. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения основание 42 и боковая стенка 48 вращающегося узла 40 изготовлены из прочного износостойкого металла, предпочтительно стали.
[0036] В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения вращающийся узел 40 содержит одну боковую стенку 48, предпочтительно внешнюю боковую стенку 48, простирающуюся наружу от основания 42. Эта боковая стенка в общем образует зубчатый венец с зубьями шестерни 49, которые предпочтительно выполнены на внешней периферической поверхности боковой стенки 48.
[0037] Множество подшипников 50, прикрепленных так, чтобы они могли работать, к основанию 42 вращающегося узла 40, предпочтительно с использованием осей 52, таких как ось, которая изображена на по меньшей мере Фиг.3. Несмотря на то, что подшипники 50 показаны с торцами, имеющими фаски, разумеется, что подшипники могут иметь другие формы, известные в данной области техники. Пригодные подшипники выпускает фирма The Timken Company, Кантон, штат Огайо, США. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения расстояние между соседними подшипниками может варьировать и предпочтительно составляет приблизительно 1,9 мм (0,0625 дюйма). Количество используемых подшипников в целом зависит от размера подшипников и окружности вращающегося узла в зоне установки подшипников.
[0038] Возможна установка подшипников 50 на одинаковом радиальном расстоянии от общей центральной оси вращающегося узла, однако предпочтительно, чтобы соседние подшипники имели смещение в радиальном направлении, как изображено на Фиг.3. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения первая группа подшипников 50 расположена на основании 42 по внутреннему радиусу относительно центрального радиуса основания 42, а вторая группа подшипников 50 расположена по внешнему радиусу относительно него. При использовании подшипникового узла с подшипниками, установленными с радиальным смещением, подшипники, имеющие меньшее радиальное расстояние от центральной оси, в общем соприкасаются с внутренней поверхностью боковой стенки 35 неподвижного узла 20, а подшипники, имеющие большее радиальное расстояние от центральной оси, соприкасаются с внутренней поверхностью внешней боковой стенки 36 неподвижного узла 20.
[0039] Основание 42 имеет внутренний торец, т.е. внутренний цилиндрический торец, имеющий расположенную под углом поверхность 47, т.е. поверхность, неперпендикулярную внутренней периферийной цилиндрической поверхности основания 42, в общем имеющей форму, соответствующую расположенной под углом секции 38 кольца 30 с желобком для подшипников неподвижного узла 20. Как изображено на Фиг.2, поверхности 47 и 38 расположены рядом друг с другом, однако предпочтительно они не соприкасаются друг с другом. Угол между расположенной под углом поверхностью 47 и внутренним радиусом или внутренней цилиндрической стенкой основания 42 вращающегося узла 40 составляет в общем от приблизительно 20° до приблизительно 70°, желательно от приблизительно 30° до приблизительно 60°, и предпочтительно от приблизительно 35° до приблизительно 55°.
[0040] Разъемный токарный станок 10 может быть собран и использован описанным ниже не ограничивающим объем изобретения образом. Как правило, секцию 22 неподвижного узла соединяют с секцией 46 вращающегося узла. Например, оператор устанавливает вращающиеся подшипники 50 в желобок 32 для подшипников неподвижного узла 20 с одного из его концов так, что секция 46 вращающегося узла и секция 22 неподвижного узла соединяются с взаимным перекрытием. По меньшей мере две секции, содержащие как неподвижный узел, так и вращающийся узел, соединяют вокруг обрабатываемой детали, например, две полуцилиндрические секции, изображенные на Фиг.1, которые содержат две секции 22 неподвижного узла и две секции 46 вращающегося узла. Соответствующие секции 22 и 46 неподвижного узла 20 и вращающегося узла 40 соединяют между собой. Как изображено на Фиг.1, секции 22 неподвижного узла соединены с использованием системы из крепежного элемента и углубления, как описано выше. Подобным образом секции 46 вращающегося узла также соединены с использованием крепежного элемента 44 путем его соединения с блоком 43 смежной удерживаемой секции 46 вращающегося узла. При необходимости фиксирующее устройство 60 регулируют для обеспечения требуемой посадки на обрабатываемой детали.
[0041] Для защиты боковой стенки 48, имеющей зубья шестерни 49, вокруг части вращающегося узла может быть установлена защитная крышка 54. Крышка 54, как правило, содержит отверстие, предназначенное для помещения зубчатого колеса приводного двигателя 16, который прочно прикреплен к неподвижному узлу, для образования зубчатого соединения с зубьями шестерни 49 и приведения в действие вращающегося узла 40. На разъемном токарном станке, как правило, установлены один или несколько инструментальных суппортов 12, как показано выше, которые движутся по окружности вокруг обрабатываемой детали после приведения в действие вращающегося узла.
[0042] Узел 14 подачи, как правило, прикрепленный к одной из частей неподвижного узла 20, в одном из вариантов осуществления содержит подающий элемент, который соприкасается с частью инструментального суппорта 12 при каждом обороте вращающегося узла, тем самым вызывая подачу обрабатывающего инструмента 13, установленного в инструментальном суппорте 12, в направлении обрабатываемой детали. Как известно в данной области техники, существуют различные пригодные конструкции передач, при помощи которых может быть осуществлено перемещение обрабатывающего инструмента 13 в различных требуемых направлениях.
[0043] Несмотря на то что в соответствии с патентным законодательством приведены лучший вариант использования и предпочтительный вариант осуществления, объем данного изобретения ограничивается не ими, а исключительно прилагаемой формулой изобретения.
1. Разъемный токарный станок для механической обработки обрабатываемой детали, содержащий, по существу, кольцеобразный неподвижный узел, имеющий возможность прикрепления к или отсоединения от внешней поверхности, по существу, цилиндрической обрабатываемой детали, причем неподвижный узел содержит желобок для подшипников, имеющий внутреннюю боковую стенку и внешнюю боковую стенку, образующие между собой, по существу, кольцевую беговую дорожку для подшипников, и, по существу, кольцеобразный вращающийся узел, содержащий основание и кольцевую внешнюю боковую стенку, соединенную с основанием и имеющую зубья шестерни, расположенные на внешней поверхности внешней боковой стенки, множество подшипников, с возможностью вращения присоединенных к основанию вращающегося узла, при этом роликовые подшипники расположены в желобке для подшипников неподвижного узла так, что вращающийся узел во время работы соединен с неподвижным узлом с возможностью вращения относительно него.
2. Разъемный токарный станок по п.1, отличающийся тем, что неподвижный узел содержит кольцо с желобком для подшипников, соединенное с фиксирующим кольцом, при этом кольцо с желобком для подшипников имеет желобок для подшипников, а фиксирующее кольцо содержит крепежный элемент для соединения смежных секций неподвижного узла.
3. Разъемный токарный станок по п.2, отличающийся тем, что фиксирующее кольцо дополнительно содержит по меньшей мере одно фиксирующее устройство, имеющее опору, регулируемую относительно фиксирующего кольца и предназначенную для соединения с обрабатываемой деталью.
4. Разъемный токарный станок по п.2, отличающийся тем, что внутренняя боковая стенка желобка для подшипников имеет внешнюю поверхность, которая имеет расположенную под углом торцевую секцию, простирающуюся под углом от приблизительно 20° до приблизительно 70° относительно линии, простирающейся вдоль внутреннего радиуса внутренней боковой стенки, расположенной снаружи желобка для подшипников.
5. Разъемный токарный станок по п.4, отличающийся тем, что основание вращающегося узла имеет расположенную под углом кромку, сопряженную с внутренней цилиндрической стенкой вращающегося узла, при этом расположенная под углом кромка имеет угол от приблизительно 20° до приблизительно 70° относительно внутренней цилиндрической стенки вращающегося узла.
6. Разъемный токарный станок по п.2, отличающийся тем, что неподвижный узел содержит две полукольцевые половины, во время работы соединенные друг с другом, при этом вращающийся узел содержит две полукольцевые половины, во время работы соединенные друг с другом, а роликовые подшипники находятся в соприкосновении с внутренней боковой стенкой и внешней боковой стенкой желобка для подшипников.
7. Разъемный токарный станок по п.2, отличающийся тем, что внутренняя боковая стенка кольца с желобком для подшипников неподвижного узла и внешняя боковая стенка имеют вблизи торцевой части выступ, простирающийся внутрь желобка для подшипников в направлении его середины для удерживания подшипников внутри желобка для подшипников.
8. Разъемный токарный станок по п.2, отличающийся тем, что множество подшипников включает в себя первую и вторую группы подшипников, присоединенных к основанию вращающегося узла, причем радиальное расстояние от центральной оси у подшипников первой группы меньше, чем у подшипников второй группы.
9. Разъемный токарный станок по п.2, отличающийся тем, что кольцо с желобком для подшипников изготовлено из материала, имеющего большую твердость, чем материал фиксирующего кольца.
10. Разъемный токарный станок по п.5, отличающийся тем, что расположенная под углом кромка основания вращающегося узла примыкает к расположенной под углом торцевой секции внутренней боковой стенки желобка для подшипников.
11. Разъемный токарный станок для механической обработки обрабатываемой детали, содержащий, по существу, кольцеобразный неподвижный узел, имеющий возможность прикрепления к или отсоединения от внешней поверхности, по существу, цилиндрической обрабатываемой детали с использованием фиксирующего устройства неподвижного узла, причем неподвижный узел дополнительно содержит желобок для подшипников, имеющий внутреннюю боковую стенку и внешнюю боковую стенку, образующие, по существу, кольцевую беговую дорожку для подшипников, и, по существу, кольцеобразный вращающийся узел, содержащий основание и кольцевую внешнюю боковую стенку, соединенную с основанием, простирающуюся наружу от основания и имеющую элемент зубчатой передачи, расположенный на внешней поверхности внешней боковой стенки, множество подшипников, с возможностью вращения присоединенных к основанию вращающегося узла, причем подшипники расположены в желобке для подшипников неподвижного узла так, что вращающийся узел во время работы соединен с неподвижным узлом с возможностью вращения относительно него, при этом неподвижный узел содержит кольцо с желобком для подшипников, соединенное с фиксирующим кольцом, кольцо с желобком для подшипников имеет желобок для подшипников, фиксирующее кольцо содержит крепежный элемент для соединения смежных секций неподвижного узла, и упомянутое фиксирующее кольцо содержит фиксирующее устройство.
12. Разъемный токарный станок по п.11, отличающийся тем, что вращающийся узел не имеет внутренней боковой стенки.
13. Разъемный токарный станок по п.11, отличающийся тем, что внутренняя цилиндрическая поверхность основания вращающегося узла имеет сопряженную с ней кромку, расположенную под углом от приблизительно 20° до приблизительно 70° относительно внутренней цилиндрической стенки вращающегося узла.
14. Разъемный токарный станок по п.13, отличающийся тем, что внутренняя боковая стенка желобка для подшипников имеет внешнюю поверхность, которая имеет расположенную под углом торцевую секцию, простирающуюся под углом от приблизительно 20° до приблизительно 70° относительно линии, простирающейся вдоль внешней поверхности внутренней боковой стенки, расположенной снаружи желобка для подшипников, при этом расположенная под углом торцевая секция внутренней боковой стенки желобка для подшипников примыкает к расположенной под углом кромке основания вращающегося узла.
15. Разъемный токарный станок по п.14, отличающийся тем, что фиксирующее устройство содержит по меньшей мере одну опору, регулируемую относительно фиксирующего кольца и предназначенную для соединения с обрабатываемой деталью.
16. Разъемный токарный станок по п.11, отличающийся тем, что множество подшипников включает в себя первую и вторую группы подшипников, присоединенных к основанию вращающегося узла, причем радиальное расстояние от центральной оси у подшипников первой группы меньше, чем у подшипников второй группы.
17. Разъемный токарный станок для механической обработки обрабатываемой детали, содержащий, по существу, кольцеобразный неподвижный узел, имеющий возможность прикрепления к или отсоединения от внешней поверхности, по существу, цилиндрической обрабатываемой детали, при этом неподвижный узел содержит желобок для подшипников, имеющий внутреннюю боковую стенку и внешнюю боковую стенку, образующие между собой, по существу, кольцевую беговую дорожку для подшипников, и, по существу, кольцеобразный вращающийся узел, содержащий основание и кольцевую внешнюю боковую стенку, соединенную с основанием и имеющую элементы зубчатой передачи, расположенные на внешней поверхности внешней боковой стенки, множество подшипников, с возможностью вращения присоединенных к основанию вращающегося узла, причем подшипники расположены в желобке для подшипников неподвижного узла так, что вращающийся узел во время работы соединен с неподвижным узлом с возможностью вращения относительно него, при этом и неподвижный узел, и вращающийся узел имеют внутренний радиус, причем радиус части внешней поверхности внутренней боковой стенки равен внутреннему радиусу неподвижного узла, внешняя поверхность внутренней боковой стенки содержит расположенную под углом торцевую секцию, неперпендикулярную оси, параллельной внутреннему радиусу неподвижного узла, основание вращающегося узла имеет расположенную под углом кромку, сопряженную с внутренним радиусом вращающегося узла, и расположенная под углом кромка неперпендикулярна внутреннему радиусу вращающегося узла.
18. Разъемный токарный станок по п.17, отличающийся тем, что неподвижный узел содержит кольцо с желобком для подшипников, соединенное с фиксирующим кольцом, при этом кольцо с желобком для подшипников содержит желобок для подшипников, а фиксирующее кольцо содержит крепежный элемент для соединения смежных секций неподвижного узла.
19. Разъемный токарный станок по п.18, отличающийся тем, что расположенная под углом кромка основания вращающегося узла имеет угол от приблизительно 20° до приблизительно 70° относительно внутреннего радиуса вращающегося узла.
20. Разъемный токарный станок по п.19, отличающийся тем, что расположенная под углом торцевая секция внутренней боковой стенки желобка для подшипников простирается под углом от приблизительно 20° до приблизительно 70° относительно линии, простирающейся вдоль внутреннего радиуса внутренней боковой стенки, расположенной снаружи желобка для подшипников, при этом расположенная под углом торцевая секция внутренней боковой стенки желобка для подшипников примыкает к расположенной под углом кромке основания вращающегося узла.
