Механизм силового перемещения рабочего органа станка

 

! т 4

О П И С--А"-Н И Е 7О9Д18

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. cBHgl,— âó— (22) Заявлено 02.08.74 (21) 2513378/25-08 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (51) М.К .

В 23 (,! 5/12

Гасударственный хамнтет

СССР ао делам нзооретеннйи открытнй

Опубликовано 15.01.80. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 25.01.80 (53) 621.922. .079 (088.8) (72) Автор изобретения

М. П. Ким

Ульяновское Головное специальное конструкторское бюро тяжелых и фрезерных станков (7!) Заявитель (54) МЕХАНИЗМ СИЛОВОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

РАБОЧЕГО ОРГАНА СТАНКА

Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано для силового перемещения рабочего органа станка.

Известен механизм силового перемещения рабочего органа станка, содержащий ведомый и ведущий элементы в виде рейки и червяка, привод вращения и привод возвратно-поступательного перемещения червяка, оканчивающийся воздействующим на вал червяка эксцентриком.

Недостатком известных механизмов является наличие трения скольжения в паре червяк-рейка, что приводит к ее износу (!).

С целью повышения точности и плавности перемещения путем исключения трения скольжения в зацеплении пары червяк-рейка крутящий момент двигателя привода вращения выбран с ограничением по крутящему моменту равному моменту трения в паре червяк-рейка, а эксцентрик выполнен с эксцентриситетом, соответствующим максимальному осевому зазору в зацеплении пары червяк-рейка.

На фиг. 1 представлена кинематическая схема механизма; на фиг. 2 — зацепление червяка с рейкой подвижного узла.

Механизм содержит ведущий элемент— червяк 1, смонтированный на валу 2 с возможностью вращения независимо от него и зафиксированный от осевого смещения.

Червяк снабжен приводом вращения 3, приводимым в действие электродвигателем 4 постоянного тока и малой мощноств, н высокочастотным приводом 5 возвратно-поступательного перемещения, который имеет эксцентриковый вал 6 с эксцентриситетом е.

Червяк 1 смонтирован в неподвижном узле 7 и сцеплен с рейкой 8, закрепленной на подвижном узле 9.

На фиг. 2 показан зазор между витками червяка и рейки, равный 2е.

Механизм работает следующим образом.

Включают электродвигатель высокочастотного привода 5 возвратно-поступательного перемещения, который вращает эксцентриковый вал 6. Эксцентриковый вал 6 воздействует на вал червяка 1, сообщая ему высокочастотное возвратно-поступательное

709318 перемещение на величину 2е, равную двум эксцентриситетам вала 6. При повороте вала 6 на 1/2 оборота эксцентрик отводит червяк 1 от рейки 8 на величину 2е. Одновременно с отводом привод вращения 3 поворачивает червяк 1 на угол, соответствующий выбранной скорости движения рейки

8 (или рабочего органа станка) и пропорциональный величине осевого перемещения витка червяка, равной 2е.

При повороте вала 6 на следующую 1/2 оборота эксцентрик вала 6 перемещает рейку 8 через червяк 1 также на величину 2е.

Привод вращения 3 непрерывно поворачивает червяк 1 от момента отвода червяка 1 от рейки 8 до его следующего подвода к ней. Поворот червяка 1 продолжается до момента соприкосновения витков червяка 1 с зубьями рейки 8. При этом соприкосновении возникает момент трения, который больше крутящего момента привода вращения 3.

Поворот червяка 1 прекращается.

Перемещение рейки 8 происходит от давления витков червяка 1 на зубья рейки 8 в направлении движения рабочего органа станка.

Поворот червяка 1 происходит в течение всего времени его перемещения назад, т. е. в направлении, противоположном перемещению рабочего органа 9 станка.

При таком повороте червяка 1 отсутствует трение в его зацеплении с рейкой 8. Угол, >0 на который успеет повернуться червяк 1, даст величину перемещения точки контакта виска червяка I по осевой линии. Эта величина должна быть меньшей или равной величине зазора между витками червяка 1 и

35 зубьями рейки 8 для условия исключения трения между ними.

При осевом перемещении червяка 1 вперед на величину 2е, т. е. в направлении перемещения рабочего органа 9, происходит дав- 4о ление на зубья рейки 8 с силой, равной величине тягового усилия. При этом усилии контакта в зацеплении мгновенно возникает большое усилие трения, которое останавливает вращение червяка 1.

Электродвигатель 4 привода вращения 3 имеет малую мощность, не в состоянии провернуть цепь передачи и затормаживается, оставаясь под напряжением. Цикл работы привода вращения 3 повторяется при каждом ходе червяка «назад».

Скорость перемещения рабочего органа 9 зависит от скорости вращения привода 5 и скорости возвратно-поступательного перемещения. Направление перемещения рабочего орга,;а 9 зависит от направления вращения привода 3.

Таким образом червяк 1 совершает высокочастотное колебательное движение в осевом направлении на величину 2е, равную зазору между витками червяка 1 и зубьями рейки 8, что создает эффект их беззазорного зацепления:

Сочетание работы приводов вращения 3 и привода 5 высокочастотного возвратно-поступательного перемещения обеспечивает плавность перемещения рабочего органа 9, исключает трение в зацеплении червяка 1 с рейкой 8, что позволяет повысить скорость вращения червяка 1, а, следовательно, и перемещения рабочего органа 9 станка.

Малая мощность электродвигателя 4 привода вращения 3 позволяет осуществить быстродействие реверса и точный останов подвижного рабочего органа 9, необходимые при автоматизации металлорежущих станков.

Формула изобретения

Механизм силового перемещения рабочего органа станка, содержащий ведомый и ведущий элементы в виде рейки и червяка, привод вращения червяка и привод возвратно-поступательного перемещения червяка, последним звеном цепи которого является эксцентрик, воздействующий на вал червяка, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и плавности перемещения путем исключения трения в зацеплении червяка и рейки, крутящий момент двигателя привода вращения выбран с ограничением по крутящему моменту равному моменту трения в паре червяк-рейка, а эксцентрик выполнен с эксцентриситетом, соответствующим максимальному осевому зазору в зацеплении пары червяк-рейка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кожевников С. Н. и др. Механизм.

Машгиз, 1965, с. 623, рис. 8.69.

709318 фив.2

Составитель А. Гаврюшин

Редактор Е. Зубиетова Техред К. Шуфрич Корректор Г. Назарова

Заказ 8654/15 Тираж 1160 Подписное

ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П П П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4