Устройство для уравновешивания подвижного узла

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«i>948551 (61) Дополнительное к .авт. сеид-ву ,(22) Заявлено 09. 02. 81 (21) 3245427/25-08 1 М.К . с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

В 23 В 47/26

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 952..06-216.749 (088.8) Опубликовано 070882. Бюллетень ¹29

Дата опубликования описания 07.08.82 (72) Автор изобретения СЕСОВ3КДЯ

ИАТЕНТМО .кн .„., 1, Б|Ы@@ТИ

В.Ф.Сохряков (71) Заявитель

Ивановское специальное конструкторское бюро расточных станков (54 УСТРОИСТВО ДЛЯ УРАВНОВЕШИВАНИЯ

ПОДВИЖНОГО УЗЛА

Изобретение относится к области станкостроения, в частности к станкам фрезерно-расточной группы для уравновешивания вертикально-подвижных узлов.

Известно устройство для уравновешивания подвижного узла, включающее шарико-винтовой механизм, связанный гибкой связью с подвижным узлом (1) .

Недостатком этого устройства является использование электродвигателя привода подач подвижного органа кроме его прямого назначения еще и для создания уравновешивающего усилия в механизме шарико-винтовой пары. Использование моцности двигателя постоянного тока для этой цели нерационально, так как эта мощность может в несколько раз (что характерно для тяжелых станковJ превышать моцность, необходимую для самого привода подач, что требует использования в электросхеме станка мощных преобразователей для питания двигателя, обеспечивающих его работу в данном режиме.

Цель изобретения — упроцение устройства.

С этой целью предлагаемое устройство снабжено дополнительным двигателем для привода винта шарико-винтовой передачи, связанным с подвижным узлом, установленным с возможностью перемещения ползуном и размещенными в нем двумя подпружиненными полумуфтами, между которыми размещена гайка шарико-винтовой передачи, посредством введенных в устройство упорного подшипника и демпфируюцего элемента связанная с полэуном.

На фиг, 1 представлен станок с устройством для уравноцашивания, обций вид, на фиг. 2 — то же, вид сбоку; на фиг. 3 — разрез A-A на фиг. 2, на фиг; 4 — разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 — разрез В-В,на фиг. 4.

На стойке 1 металлорежуцего станка установлен подвижный узел — шпиндельная бабка 2, соединенная посредством габкой связи 3 через систему блоков 4 с ползуном 5, установленным на двух направляющих 6 и закрепленным на них с возможностью перемещения с помощью планок 7 и клина

8. Через отверстие в ползуне 5 проходит винт 9, установленный в опорах

10 и 11, причем нижняя опора 11 способна воспринимать нагрузку, равную

448551

3S весу уравновешиваемого узла. Винт

9 соединен предохранительной муфтой

12 с валом электродвигателя 13, имеющего постоянную частоту вращения и мощность, достаточную для создания уравновешивающего усилия. Винт 9 с установленной на нем гайкой 14 представляет собой шарико-винтовую самотормозящую пару, применение которой способствует получению высокого КПД всего механизма в целом. Гайка 14 0 находится внутри корпуса полэуна 5 и на ней по резьбе и по посадке установлен дополнительный стакан 15, который зафиксирован от развинчивания с помощью винта 16. На гайке 14 расположен упорный подшипник 17, между нижним кольцом которого и внутренним торцом 18 полэуна 5 установлен пакет тарельчатых пружин 19. В верхней и нижней части нолзуна 5 установлены полумуфты 20. Между полумуфтами

20 и фланцами 21, закрепленными на внешних торцах ползуна 5, находятся пружины 22. Полумуфты 20 зафиксированы от проворота с помощью закладных шпонок 23. Кроме того, для 25 исключения поломки электродвигателя устройства для,уравновешивания в верхней части ползуна 5 установлен микропереключатель 24, а в нижней микропереключатель 25, которые свои- 30 ми.подвижными штоками расположены в соответствующих пазах полумуфт 20.

Гибкая связь 3 в виде двух тросов заделана в торце ползуна 5 и в уравновешенном узле с помощью полого винта 26, через который пропущен трос, на конце которого заплетен клин 27, выполненный в виде усеченного конуса.

Для исключения вывинчивания поло- 40 го винта 26 служит шпонка 28.

Устройство работает следующим образом.

При включении привода подач уравновешиваемого узла — шпиндельной бабки 2 одновременно включается электродвигатель 13 механизма уравновешивания.

При этом, например, шпиндельная бабка перемещается вверх, а ползун

5 — вниз. При включении электродвигателя 13 начинает вращаться винт

9, а вместе с ним и гайка 14 с установленным на ней стаканом 15, так как момент от сил трения в шарико-винтовой паре больше момента от сил трения в подшипнике 17. При этом следует отметить, что вращение гайки

14 со стаканом 15 возможно лишь в том случае, когда они не взаимодействуют своими внешними торцами с 60 полумуфтами 20.- Так как при совмест;.м вращении винта 9 с гайкой 14 и

:;. аканом 15 у них нет разницы в их у.ловых скоростях, то осевое перемещение гайки 14 и стакана 15 вдоль,5 винта 9 отсутствует. Уравновешивание подвижного узла происходит эа счет энергии, накопленной ранее тарельчатыми пружинами, которые разжи.маясь перемещают полэун вниз и создают при этом необходимое уравновешивающее усилие. Совместное вращение гайки 14 с винтом 9 с одинаковой угловой скоростью прекратится в . тот момент, когда гайка 14 своим верхним внешним торцом начнет взаимодействовать с верхней полумуфтой 20, так как тормозной момент от сил .трения скольжения, возникающих в паре

"торец полумуфты — торец гайки", значительно превышает момент от сил трения качения в шарико-винтовой паре. Гайка 14 со стаканом 15 постепенно начинает отставать при совместном вращении с винтом 9 и перемещаться поступательно вниз по винту. Но так как ползун 5 также перемещается вниз, то он при своем перемещении перегоняет гайку (гайка 14 еще не совсем прекратила свое совместное вращение с винтом 9 и скорость поступательного перемещения ее невелика) .

При перемещении вниз ползун 5 сжимает верхнюю пружину 22, увеличивая тем самым тормозной момент, препятствующий совместному вращению гайки 14 с --винтом 9. Гайка 14 затормаживается, т.е. ее угловая скорость становится равной нулю, и она начинает перемещаться вниз по винту 9, т.е. обгоняет ползун 5, так как поступательная скорость гайки в этом случае должна быть больше скорости перемещения ползуна.

Это одно из условий работы меха низма.

Поступательное перемещение гайки вниз прекратится в том случае, когда она своим верхним внешним торцом отойдет от верхней полумуфты 20, в результате чего исчезнет тормозной момент, препятствующий ее вращению, и гайка вновь начнет свое совместное вращение с винтом 9. Ползун 5 при этом перемещается вниз эа счет энергии, накопленной сжатым пакетом тарельчатых пружин 19. Таким образом, цикл может продолжаться необходимое количество раэ. Изменение уравновешивающего усилия при деформации пакета тарельчатых пружин незначительно, что не сказывается на приводе подач уравновешиваемого узла.

При изменении направления перемещения уравновешиваемого узла гайка

14 взаимодействует с нижней полумуфтой 20 внешним торцом стакана 15, укрепленного на гайке, и происходит процесс, подобный описанному вьые.

При работе устройства может воз-, никнуть следующая ситуация.

948551

Гайка одним из своих внешних торцов начинает взаимодействовать с одной из полумуфт 20, затормаживается, в это время выключается привод подач уравновешиваемого узла, одновременно с ним выключается и электро- 5 двигатель 13 механизма уравновешивания. При этом, если снова включаются электродвигатели привода подач и механизма уравновешивания, но в противоположном направлении, то гайка !О

14, оставаясь заторможенной, начнет перемещаться в сторону работающей пояумуфты, но с большей скоростью, чем перемещается в том же направлении ползун 5, что может привести к поломке механизма.

Для исключения аварийной ситуации в электрическую схему управления электродвигателем включены путевые микропереключатели 24 и 25, штоки которых начнут перемещаться при движении ползуна 5 в соответствующем направлении, при этом штоки наедут на радиальную поверхность паза, выполненного в полумуфте.

Шток воздействует на микропереключатель, который разрывает цепь управления электродвигателем механизма уравновешивания для реверсивного включения до тех пор, пока при противоположном направлении движения ползуна шток микропереключателя не сойдет с радиальной поверхности паза.

B ..этом случае размыкается поверхность полумуфты 20 с внешним торцом гайки 14, после этого происходит включение электродвигателя механизма уравновешивания ° Таким образом, верхний микропереключатель 24 заменяет реверс двигателя 13 движения ползуна "вниз" на движение "вверх", а нижний микропереключатель 25 — с движения ползуна "вверх" на движение "вниз".

Предлагаемое устройство позволяет упростить конструкцию и, кроме того, удешевить ее, так как для привода винта используют обычный асинхронный двигатель, и нет необходимости использовать в устройстве дорогих высокомоментных двигателей.

Формула изобретения

Устройство для уравновешивания подвижного узла, включающее шарико( винтовой механизм, связанный гибкой связью с подвижным узлом, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, оно снабжено дополнительным двигателем для привода винта шарико-винтовой передачи, связанным с подвижным узлом, установленным с возможностью перемещения ползуном и размещенными в нем двумя подпружиненными полумуфтами, между которыми расположена гайка шариковинтовой передачи, посредством введенных в устройство упорного подшипника и демпфирующего элемента связанная с ползуном.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9457549 кл. В 23 В 47/26, 1973.

948551

Составитель M.Êoëüáè÷

Техред М. Гергель Корректор И.Муска

Редактор H.Áàãèðîâà

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 6071/10 Тираж 1153 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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