ДИАФРАГМЕННЫЙ ПРИВОД Российский патент 2008 года по МПК F15B15/10 

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

Известен мембранный пневмодвигатель, содержащий корпус, мембрану, установленную в корпусе, опорную пластину, шарнирно соединенную со стоком, винт в корпусе, установленный перпендикулярно оси штока с разноименными винтовыми нарезками для перемещения упоров, взаимодействующих с мембраной через пластины (см. SU 1386759 A1, F15B 15/10 от 07.04.88 г.).

Недостатками известного устройства являются небольшая величина хода штока и непостоянство усилия, обусловленные тем, что зависят от величины прогиба мембраны, которая является небольшой.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является диафрагменный привод (двигатель), состоящий из корпуса, крышки, штока, подвижно установленного в крышке, диафрагмы, расположенной между корпусом и крышкой и связанной со штоком и диском (опорными шайбами) (см. Ансеров М.А. Приспособления к металлорежущим станкам. - М., 1964 г., стр.225). Данное устройство принято за прототип.

Недостатками известного устройства, принятого за прототип, являются небольшой ход штока и непостоянство развиваемого усилия, обусловленные тем, что зависят от величины прогиба диафрагмы, которая является небольшой. Кроме того, диафрагменный пневматический привод работает с ударом, вследствие этого детали с неустойчивыми поверхностями смещаются при закреплении.

Признаки прототипа, являющиеся общими с заявляемым изобретением - корпус, крышка, диафрагма с опорными шайбами, расположенная между крышкой и корпусом, шток, подвижно установленный в крышке.

Задачей изобретения является обеспечение механического стопорения, стабильности развиваемого усилия и безударного усилия на штоке.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном диафрагменном приводе, содержащем корпус, крышку, диафрагму с опорными шайбами, расположенную между крышкой и корпусом, шток, подвижно установленный в крышке, диафрагма подпружинена относительно корпуса снизу тарельчатыми пружинами, между штоком и диафрагмой установлен винт, бурт которого упирается во втулку, закрепленную на опорных шайбах, а резьбовой конец сопрягается несамотормозящейся резьбой с резьбовым отверстием штока. Причем шток подпружинен относительно винта, втулка и шток зафиксированы от проворота, а между корпусом и торцом винта имеется гарантированный зазор «а», величина которого меньше величины деформации тарельчатых пружин.

Отличительные признаки предлагаемого устройства от прототипа - подпружинивание диафрагмы относительно корпуса тарельчатыми пружинами; наличие винта, установленного между штоком и диафрагмой, бурт винта упирается во втулку, закрепленную на опорных шайбах, а резьбовой конец сопрягается несамотормозящейся резьбой с резьбовым отверстием штока; подпружинивание штока относительно винта; втулка и шток зафиксированы от проворота; наличие гарантированного зазора «а» между корпусом и торцом винта, величина которого меньше величины деформации тарельчатой пружины. Отличительные признаки в совокупности с известными позволяют обеспечить окончательный рабочий зажим, создаваемый тарельчатыми пружинами при стабильной и небольшой величине их деформации и величине перемещения диафрагмы независимо от величины перемещения подпружиненного штока. Что в свою очередь позволяет уменьшать габариты устройства и расход энергоносителя, а также обеспечить безударное усилие на штоке.

На чертеже изображен общий вид диафрагменного привода в продольном разрезе.

Устройство включает корпус 1, фланец 2, диафрагму 3 из прорезиненной ткани, которая зажата болтами между фланцем 2 и корпусом 1. Сверху и снизу диафрагмы 3 установлены две опорные шайбы 4, в которых закреплена втулка 5. Втулка 5 установлена ограниченно подвижно относительно фланца 2 и зафиксирована от проворота фиксатором 6. Между шайбой 4 и корпусом 1 расположены тарельчатые пружины 7. На фланце 2 неподвижно установлена крышка 8. В крышке 8 подвижно установлен шток 9, зафиксированный от проворота шпонкой 10, которая подвижно входит в продольный паз штока 9. Шток 9 соединен несамотормозящейся резьбой с винтом 11, бурт которого пружиной 12 упирается во втулку 5, закрепленную на шайбах 4. Между корпусом 1 и торцом винта 11 имеется гарантированный зазор а, величина которого немного меньше гарантированного зазора б между фланцем 2 и втулкой 5. В свою очередь зазор б равен деформации тарельчатых пружин 7. Для подачи рабочей среды (сжатого воздуха) в фланце 2 имеется отверстие 13.

Устройство работает следующим образом.

Рабочая среда подается через отверстие 13 в фланец 2. Диафрагма 3 прогибается, и втулка 5 переместится вниз, выберет зазор б и упрется в фланец 2. При этом винт 11 выберет зазор а и между втулкой 5 и буртом винта 11 образуется небольшой зазор в, равный в=б-а.

Вручную или рукой робота шток 9 перемещается вниз.

Обрабатываемая деталь устанавливается в технологическом оснастке (на чертеже не показано) и предварительно фиксируется штоком 9, усилием пружины 12 винт 11 при этом проворачивается вхолостую по резьбе на торце винта 11 и зазор в сохраняется. После чего наддиафрагменная полость соединяется с атмосферой, тарельчатые пружины 7, разжимаясь, переместятся вверх совместно с диафрагмой 3 и втулкой 5. Втулка 5 выберет зазор в и упрется в бурт винта 11. Винт 11 совместно со штоком 9 переместится вверх и зажмет обработанную деталь усилением тарельчатых пружин 7, а проворот винта 11 исключается за счет момента трения при контакте его бурта с втулкой 5.

Для снятия детали рабочая среда через отверстие 13 подается в фланец 2, диафрагма 3 совместно с тарельчатыми пружинами 7 и втулкой 5 переместится вниз, между буртом винта 11 и втулкой 5 образуется зазор в и винт 11, выбрав зазор а, упрется в корпус 1. Производится съем детали, и шток 9 пружиной 12 переместится вверх до упора в шпонку 10, винт 11 провернется по резьбе без осевого перемещения. После чего устанавливается следующая деталь, и цикл повторяется.

Таким образом, установка и съем зажимаемой детали производятся при сжатых тарельчатых пружинах, а рабочий зажим осуществляется при их разжиме.

Сравнительная простота конструкции, стабильность развиваемого усилия, малые габаритные размеры, безударный зажим изделий при установке изделий с устойчивыми и неустойчивыми базовыми поверхностями и при установке изделий роботом позволяют расширить область применения диафрагменных приводов.

Привод предназначен для зажима обрабатываемых деталей на металлорежущих станках, а также в качестве автономного силового привода. Диафрагменный привод содержит корпус, крышку, диафрагму с опорными шайбами, расположенную между крышкой и корпусом, шток, подвижно установленный в крышке. Диафрагма подпружинена относительно корпуса снизу тарельчатыми пружинами, между штоком и диафрагмой установлен винт, бурт которого упирается во втулку, закрепленную на опорных шайбах, а резьбовой конец сопрягается несамотормозящейся резьбой с резьбовым отверстием штока. Причем шток подпружинен относительно винта, втулка и шток зафиксированы от проворота, а между корпусом и торцом винта имеется гарантированный зазор «а», величина которого меньше величины деформации тарельчатых пружин. Техническим результатом изобретения является обеспечение механического стопорения, стабильности развиваемого усилия и безударного усилия на штоке. 1 ил.

Диафрагменный привод, содержащий корпус, крышку, диафрагму с опорными шайбами, расположенную между крышкой и корпусом, шток, подвижно установленный в крышке, отличающийся тем, что диафрагма подпружинена относительно корпуса снизу тарельчатыми пружинами, между штоком и диафрагмой установлен винт, бурт которого упирается во втулку, закрепленную на опорных шайбах, а резьбовой конец сопрягается несамотормозящейся резьбой с резьбовым отверстием штока, причем шток подпружинен относительно винта, втулка и шток зафиксированы от проворота, а между корпусом и торцом винта имеется гарантированный зазор «а», величина которого меньше величины деформации тарельчатых пружин.