ЗАЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2005 года по МПК B23Q3/08 

Изобретение относится к технологической оснастке и может быть использовано для зажима обрабатываемых деталей на металлорежущих станках, а также в качестве автономного силового привода.

Известен одноплунжерный механизм, включающий шток, плунжер, клин, ролик, при этом выходной элемент (прихват) связан со штоком привода через клиновую передачу, обеспечивающую зажим детали (см. Ансеров М.А. Приспособления к металлорежущим станкам. - М.: 1964 г., стр.70, фиг.26).

Недостатками известного устройства являются его большие габаритные размеры в связи с размещением клиновой передачи снаружи относительно привода и сложность конструкции.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является зажимное устройство, включающее цилиндр, верхнюю крышку, в отверстии которой размещен плунжер - винт, сопрягаемый с поворотным поршнем. Вращение винта осуществляется через подвижное шпоночное соединение поворотным поршнем, шток которого имеет несамотормозящуюся резьбу, сопрягаемую с резьбой нижней крышки цилиндра (см. статью Фридьева М.Я. "Силовой цилиндр с поворотным поршнем" в журнале “Машиностроитель”, М.: 1983 г., №12, стр. 8). Данное устройство принято за прототип.

Признаки прототипа, являющиеся общими с заявляемым изобретением - цилиндр, крышка, винт и поршень с закрепленным в нем штоком, имеющим резьбу.

К недостаткам известного устройства, принятого за прототип, относится то, что в известном устройстве низкий коэффициент полезного действия (КПД) и большие габаритные размеры, обусловленные тем, что увеличение усилия на выходе осуществляется только за счет одной винтовой самотормозящейся передачи, КПД которой как любой самотормозящейся передачи мал. Кроме того, известное устройство не имеет предварительного и рабочего хода, что дополнительно определяет его большие габаритные размеры.

Задача изобретения - повышение коэффициента полезного действия зажимного устройства и уменьшение его габаритных размеров.

Поставленная задача решается за счет того, что известное зажимное устройство, содержащее цилиндр, крышку, винт и поршень с закрепленным в нем штоком, имеющим резьбу, снабжено охватывающим цилиндр дополнительным поршнем, расположенным подвижно на винте, входящем подвижно по резьбе в крышку и имеющем возможность вращения относительно дополнительного поршня, и роликом, установленным на винте, в котором подвижно размещен шток, при этом резьба штока выполнена с двумя различными углами подъема из условия ее сопряжения с роликом сначала резьбой меньшего угла подъема, а затем - большего.

Отличием предлагаемого устройства от прототипа является наличие охватывающего цилиндр дополнительного поршня, расположенного подвижно на винте, входящем подвижно по резьбе в крышку и имеющем возможность вращения относительно дополнительного поршня; наличие ролика, установленного на винте, в котором подвижно размещен шток; выполнение резьбы штока с двумя различными углами подъема из условия ее сопряжения с роликом сначала резьбой меньшего угла подъема, а затем - большего. Отличительные признаки в совокупности с известными позволяют повысить КПД зажимного устройства и уменьшить его габаритные размеры.

На чертеже изображен общий вид зажимного устройства в продольном разрезе (общий вид). Устройство включает цилиндр 1, поршень 2, зафиксированный от проворота шпонкой 3, которая входит в продольный паз поршня 2. На поршне 2 неподвижно укреплен шток 4. Шток 4 имеет несамотормозящуюся резьбу, которая сопрягается с роликом 5, установленном в винте 6. Кроме того, в винте 6 подвижно размещен шток 4. Винт 6 имеет самотормозящуюся резьбу одинакового направления с резьбой штока 4, что позволяет не уплотнять резьбовое соединение “винт 6 - крышка 7”. Резьба штока 4 выполнена с двумя различными углами подъема из условия ее сопряжения с роликом 5 сначала резьбой меньшего угла подъема - для ускоренного вращения винта 6 при предварительном ходе, затем большего - для замедленного вращения винта 6 при осуществлении рабочего хода для зажима детали. На винте 6 установлен дополнительный поршень 8, выполненный в виде стакана, герметично охватывающего цилиндр 1 снаружи. Винт 6 имеет возможность вращаться относительно дополнительного поршня 8. Для подачи рабочей среды в полости "а" и "б" в цилиндре 1 имеется канал 9. Подача рабочей среды в полость "в" осуществляется через канал 10. Полости "а" и "б" соединены между собой каналом 11.

Устройство работает следующим образом. Рабочая среда через каналы 9 и 11 одновременно подается в полости "а" и "б", а полость "в" через канал 10 соединяется с атмосферой. При этом дополнительный поршень 8 перемещается вверх, а поршень 2 - вниз. В свою очередь, в винте подвижно размещен шток 4, который через ролик 5 за счет несамотормозящейся резьбы передает крутящий момент винту 6. Винт 6 перемещается совместно с дополнительным поршнем 8 тоже вверх, выкручиваясь из крышки 7. Поскольку резьба на штоке 4 имеет два различных угла подъема, то сначала на меньшем угле подъема осуществится ускоренное предварительное перемещение винта 6, а затем на большем угле - рабочее замедленное вращение винта 6 для зажима детали. Рабочее усилие складывается из усилия, развиваемого дополнительным поршнем 8, и усилия, создаваемого винтом 6. Таким образом, общий КПД зажимного устройства возрастает за счет высокого КПД, создаваемого дополнительным поршнем 8. При этом габаритные размеры устройства уменьшаются.

Обратный ход поршней 2 и 8 осуществляется подачей рабочей среды в полость "в", а полости "а" и "б" соединяются с атмосферой. В этом случае поршень 2 перемещается вверх, а дополнительный поршень 8 - вниз, и все детали устройства занимают исходное положение. При обратном ходе уменьшается расход рабочей среды, по сравнению с прототипом, поскольку она подается только в одну полость "в".

Сравнительная простота конструкции, высокий КПД, малые габаритные размеры с обеспечением самоторможения позволяют значительно расширить область применения зажимного устройства и использовать для создания нормализованных устройств.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в металлорежущих станках для зажима деталей, а также в качестве автономного силового привода. Устройство содержит цилиндр, крышку, винт и поршень с закрепленным в нем штоком, имеющим резьбу. Предусмотрен охватывающий цилиндр дополнительный поршень, расположенный подвижно на винте. Последний входит по резьбе в крышку и имеет возможность вращения относительно дополнительного поршня. На винте подвижно размещен шток и установлен ролик. Резьба штока выполнена с двумя различными углами подъема из условия ее сопряжения с роликом сначала резьбой меньшего угла подъема, а затем - большего. Такая конструкция имеет малые габаритные размеры и высокий коэффициент полезного действия. 1 ил.

Зажимное устройство, содержащее цилиндр, крышку, винт и поршень с закрепленным в нем штоком, имеющим резьбу, отличающееся тем, что оно снабжено охватывающим цилиндр дополнительным поршнем, расположенным подвижно на винте, входящем подвижно по резьбе в крышку и имеющем возможность вращения относительно дополнительного поршня, и роликом, установленным на винте, в котором подвижно размещен шток, при этом резьба штока выполнена с двумя различными углами подъема из условия ее сопряжения с роликом сначала резьбой меньшего угла подъема, а затем - большего.