Регулируемая опора рабочей поверхности Российский патент 2020 года по МПК G12B5/00 G01B21/00 G12B9/08 G01D11/30 B23Q3/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к станкостроению и может быть использовано при создании и калибровке поверхностей для промышленных систем обработки рабочих поверхностей и печатных прецизионных 3-х координатных систем, установленных на регулируемых опорах.

Известны регулируемые винтовые опоры, указанные в способах калибровки автомобильных площадок (патенты RU №№2352899, 2352900). Эти способы предполагают выставление уровней площадки с применением винтовых опорных соединений, которые регулируют высоту каждой секции площадки по вертикали, с последующей фиксацией после достижения необходимой плоскостности поверхности. При этом каждая секция площадки жестко закреплена снизу и сверху специальным каркасом по периметру.

Недостатком этого устройства является то, что при наличии боковых отклонений вертикально-ориентированная опора не позволяет выровнять все края секции площадки равномерно, соответственно, выполнить необходимое условие плоскостности. Поэтому при данной технологии необходимо устранять дефекты поверхности основы, на которую крепится конструкция с рабочей поверхностью автомобильных площадок.

Известны регулируемые конструкции (опоры) для фальшполов, показанные в патентах RU №26399338, №2278225, № 2278226, №2278227, №2367751, в которых опора имеет стойку, на верхнем конце которой расположена верхняя часть опоры, а на нижнем конце - пластина.

В качестве ближайшего аналога (прототипа) выбрана сборно-разборная регулируемая опора фальшпола, которая состоит из выполненной в виде единой детали верхней опорной пластины, имеющей форму квадрата с закругленными по дуге окружности углами и с размещенным в ее центре углублением в форме усеченного однополостного гиперболоида, переходящим в удлиненную полую цилиндрическую стойку, восьмиугольной нижней пластины основания с выступающей вверх центральной частью, в которой выполнено круглое в плане сквозное отверстие, образованное поверхностью постоянного сечения с нарезанной на ней резьбой, плавно переходящей в расширяющуюся к низу поверхность переменного поперечного сечения, и резьбового стержня с навинченной на него гайкой. Один конец стержня взаимодействует с внутренней резьбой выступающей части пластины основания, а противоположный конец установлен в полость цилиндрической стойки. Выступающая вверх центральная часть нижней пластины окружена кольцевым углублением с отходящими от него ребрами, а верхняя пластина снабжена размещенными крестообразно парами прорезей.

Недостатком известных устройств, включая прототип, является то, что при наличии боковых отклонений вертикально-ориентированная опора не позволяет выровнять все края секции пола, соответственно, выполнить условие соблюдения плоскостности всей поверхности пола. Достижение необходимого уровня плоскостности всей поверхности рабочей поверхности крайне сложное, поэтому данные опоры применяются для производства конструкций, типа фальшполов, не требующих высокой чистоты плоскостности (имеющие допуски и перепады в конструкции).

Для заявленного устройства выявлены основные общие с прототипом существенные признаки, такие как: регулируемая опора рабочей поверхности, состоящая из стержня с навинченной на него гайкой; верхней металлической опорной пластины, снабженной отверстиями; нижней опорной детали, в центральное отверстие которой вкручен нижний конец стержня, имеющий резьбу.

Технической проблемой изобретения является низкая прочность и надежность, малое количество степеней свободы конструкции регулируемой опоры.

Техническая проблема решается за счет того, что регулируемая опора рабочей поверхности, состоит из стержня с навинченной на него гайкой; верхней металлической опорной пластины, снабженной отверстиями; нижней опорной детали, в центральное отверстие которой вкручен нижний конец стержня, имеющий резьбу, которая, согласно заявленному изобретению отличается от прототипа тем, что верхняя часть стержня запрессована в шар шарнира, заключенного в корпус, при этом корпус снаружи жестко соединен с центром опорной пластины; нижняя опорная деталь выполнена в виде металлической втулки. На стержне выполнены посадочные места под ключ. Верхняя опорная пластина и втулка выполнены из жесткого металла.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображены:

Фиг. 1 - состав регулируемой опоры рабочей поверхности;

Фиг. 2 - регулируемая опора рабочей поверхности в сборе, вид сбоку и сверху;

Фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2;

Фиг. 4 - регулируемая опора рабочей поверхности в изометрии.

В качестве опоры в заявленном изобретении используется шаровая шарнирная опора, жесткое крепление которой осуществляется к верхней части конструкции с регулируемой поверхностью, позволяющая, при осуществлении вкручивания или выкручивания стержня опоры в нижней втулке, за счет дополнительных степеней свободы шарнира опоры обеспечить регулировку поверхности не только в вертикальной плоскости, но и в горизонтальной. Регулировка секции рабочей поверхности осуществляется за счет вращения стержня шаровой опоры в резьбовом соединении втулки, которая жестко крепится к поверхности основы всей конструкции. Наличие шарнира в конструкции позволяет демпфировать геометрические отклонения конструкции в каждом сегменте, достигая равномерность соединения на границах всех сегментов и получения прецизионной плоскостности больших поверхностей.

Регулируемая опора рабочей поверхности (фиг. 1-2) состоит из:

- верхней металлической опорной пластины 2, например, имеющей форму квадрата, снабженной отверстиями, которые закрепляют пластину с верхней секцией конструкции (на фиг. не показано) имеющей регулируемую поверхность. Пластина изготавливается из жесткого металла (например, сталь или чугун);

- шарнира в виде шара 1.1 с корпусом 1. С наружной стороны корпус 1 жестко соединен с опорной пластиной 2, например, резьбовым соединением с уплотнительным кольцом 3 (фиг.1) или сваркой, исключая любое проворачивание в дальнейшем;

- стержня 6, имеющего посадочное место под ключ 6.1 (для регулирования плоскостности рабочей поверхности путем вращения стержня) и резьбу, нарезанную ниже посадочных мест 6.1. При этом стержень 6 запрессован верхней своей частью в шар 1.1 шарнира 1 коаксиально его центру;

- металлической втулки 5 с внутренней резьбой для вкручивания в нее стержня 6 опоры. При этом втулка 5 жестко крепится к поверхности нижней части конструкции (на фиг. не показано), например, сваркой, коаксиально центру пластины 2;

- гайки 4, накрученной на стержень 6, для фиксации стержня 6 относительно втулки 5.

Описанная выше регулируемая опора рабочей поверхности работает следующим образом (фиг. 1-2):

1. К верхней части конструкции, имеющей регулируемую поверхность, при помощи болтов крепится пластина 2;

2. К нижней части конструкции жестко крепится металлическая втулка 5 с внутренней резьбой, например, ∅14мм;

3. Корпус 1 шарнира жестко закрепляется на пластине 2, например, резьбовым соединением шарнира с применением уплотнительного кольца 3;

4. Верхняя часть стержня 6 запрессовывается в шар 1.1 шарнира 1, затем стержень 6 вкручивается снизу во втулку 5, установленную в нижней части конструкции;

5. Выставляется эталонное расстояние между верхней и нижней частью конструкции путем вращения стержня 6 в резьбовом соединении втулки 5 с использованием ключа и посадочного места 6.1 стержня;

6. Осуществляется нивелирование плоскостности рабочей поверхности путем регулирования вертикальных и горизонтальных диапазонов сегментов рабочей поверхности путем вращения стержня 6 и проводя измерения плоскостности с использованием, например, индикатора часового типа с делением 0,01 мм;

7. Проводится нивелирование каждой секции рабочей поверхности для достижения плоскостности рабочей поверхности с приемлемым допуском;

8. После достижения необходимого уровня плоскостности рабочей поверхности стержень 6 шаровой опоры жестко фиксируется гайкой 4 относительно втулки;

9. В заключение делается контрольный замер плоскостности рабочей поверхности.

Таким образом, использование именно шаровой шарнирной опоры позволяет обеспечить трехмерную регулировку каждой секции, которая компенсирует геометрические неточности и деформацию основы всей несущей конструкции или пола. Стержень шаровой опоры имеет 6 степеней свободы (за счет шарнира), что позволяет не только выровнять секцию рабочей поверхности по вертикали, но и устранить геометрические дефекты верхней и нижней частей несущей конструкции, соответственно, повысить точность плоскостности рабочей поверхности за счет обычного регулирования шаровых опор.

Регулируемая опора рабочей поверхности, может применяться при выставлении плоскостности рабочей поверхности стола промышленного оборудования по прецизионной обработке поверхностей, включая промышленные принтеры, стеклорезы, фрезерные станки, заливные станции и прочее, с рабочей поверхностью от 3 м².

Изобретение относится к машиностроению, в частности к станкостроению, и может быть использовано при создании и калибровке поверхностей для промышленных систем обработки рабочих поверхностей и печатных прецизионных 3-координатных систем, установленных на регулируемых опорах. Техническим результатом является увеличение прочности, надежности и степеней свободы конструкции регулируемой опоры, позволяющих достичь прецизионного выставления плоскостности рабочей поверхности. Регулируемая опора рабочей поверхности состоит из стержня с навинченной на него гайкой, верхней металлической опорной пластины, снабженной отверстиями, нижней опорной детали, в центральное отверстие которой вкручен нижний конец стержня, имеющий резьбу. При этом верхняя часть стержня запрессована в шар шарнира, заключенного в корпус, при этом корпус снаружи жестко соединен с центром опорной пластины; нижняя опорная деталь выполнена в виде металлической втулки. На стержне выполнены посадочные места под ключ. Верхняя опорная пластина и втулка выполнены из жесткого металла. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Регулируемая опора рабочей поверхности, состоящая из стержня с навинченной на него гайкой; верхней металлической опорной пластины, снабженной отверстиями; нижней опорной детали, в центральное отверстие которой вкручен нижний конец стержня, имеющий резьбу, отличающаяся тем, что верхняя часть стержня запрессована в шар шарнира, заключенного в корпус, при этом корпус снаружи жестко соединен с центром опорной пластины; нижняя опорная деталь выполнена в виде металлической втулки.

2. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что на стержне выполнены посадочные места под ключ.

3. Опора по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что верхняя опорная пластина выполнена из жесткого металла.

4. Опора по пп. 1, 2 или 3, отличающаяся тем, что втулка выполнена из жесткого металла.