УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОВОДКИ ПЛОСКОСТЕЙ Российский патент 2021 года по МПК B24B37/04 

Изобретение относится к станкостроению для обработки плоских поверхностей деталей.

Устройство является одним из основных элементов плоскошлифовального станка с возможными двумя степенями движения (X, Y) притирочного диска.

Известен станок для доводки плоскостей, основой которого является сложная механическая структура передачи энергии электродвигателя на притир. Притир связан двумя шатунами с эксцентриковыми валами, вращение которых обеспечивается двумя клиноременными передачами с одним электродвигателем (патент РФ №1685693 от 23.10.91).

Недостатком устройства является сложная механическая структура передачи энергии электродвигателя к рабочему элементу станка - притиру.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является устройство для плоской доводки, содержащее дисковый притир, приводы его колебаний по осям X-Y выполнены в виде планетарной передачи, обеспечивающей колебания и вращение притира за счет двух вращающихся электродвигателей, управляемых от двух инверторов-преобразователей частоты (патент РФ №2570134, 10.12.2015). Данное устройство принято за прототип.

Недостатком устройства является сложная механическая структура передачи энергии двух электродвигателей к рабочему элементу станка притиру. Сложные движения притира происходят за счет планетарной передачи, жестко связанной с двумя электродвигателями, регулируемых соответственно от двух инверторов. Наличие эксцентричной втулки с неизменными по величине противовесами усложняет механическую систему, при этом не учитывает переменную массу обрабатываемых деталей. Наличие клиноременной передачи не компенсирует дисбалансных усилий системы, что приводит к бесполезной вибрации корпуса станка и обрабатываемых деталей.

Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения: дисковый притир, связанный через пантограф со станиной станка, два инвертора, соединенные с двумя электродвигателями.

Задачей изобретения является упрощение механической системы передачи энергии за счет использования двух линейных электродвигателей возвратно-поступательного движения с питанием соответственно от двух инверторов с регулируемой частотой, с регулируемой амплитудой колебаний притира.

Поставленная задача была решена за счет того, что в известном устройстве, содержащем дисковый притир, связанный через пантограф со станиной станка, два инвертора, соединенные с двумя электродвигателями, согласно изобретению в качестве электродвигателей использованы линейные двигатели возвратно-поступательного движения, притир связан через толкатель с ротором первого линейного двигателя возвратно-поступательного движения по оси X, корпус первого линейного двигателя установлен с возможностью перемещения в пазу станины станка в противоположном направлении (-Х), притир связан через второй толкатель с ротором второго линейного двигателя возвратно-поступательного движения по оси Y, корпус второго линейного двигателя установлен с возможностью перемещения во втором перпендикулярном пазу станины станка в противоположном направлении, при этом инверторы снабжены системами управления, связанными с датчиками для измерения амплитуд перемещения притира по осям X-Y и корпусов первого и второго линейных двигателей, системы управления выполнены с возможностью контроля и регулирования величин амплитуд перемещения.

Величины амплитуд перемещения притира по осям X и Y могут быть не равны, а также напряжения и частоты двух инверторов различны.

Признаки заявляемого технического решения, отличительные от прототипа, - в качестве электродвигателей использованы линейные двигатели возвратно-поступательного движения; притир связан через толкатель с ротором первого линейного двигателя возвратно-поступательного движения по оси X; корпус первого линейного двигателя установлен с возможностью перемещения в пазу станины станка в противоположном направлении (-Х); притир связан через второй толкатель с ротором второго линейного двигателя возвратно-поступательного движения по оси Y; корпус второго линейного двигателя установлен с возможностью перемещения во втором перпендикулярном пазу станины станка в противоположном направлении (-Y); инверторы снабжены системами управления, связанными с датчиками для измерения амплитуд перемещения притира по осям X и Y и корпусов первого и второго линейных двигателей; системы управления выполнены с возможностью контроля и регулирования величин амплитуд перемещения; величины амплитуд перемещения притира по осям X и Y не равны, а также напряжения и частоты двух инверторов различны.

Отличительные признаки в совокупности с известными позволяют упростить механическую систему передачи энергии за счет использования двух линейных электродвигателей возвратно-поступательного движения с питанием соответственно от двух инверторов с регулируемой частотой, с регулируемой амплитудой колебаний притира.

Заявителю неизвестно использование в науке и технике отличительных признаков устройства для доводки плоскостей с получением указанного технического результата.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Предлагаемое устройство для доводки плоскостей содержит дисковый притир 1, связанный через толкатель 2 с ротором 3 первого линейного двигателя 4 возвратно-поступательного движения по оси X. Корпус первого линейного двигателя 4 установлен с возможностью перемещения в пазу 5 станины станка в противоположном направлении (-Х). Притир и корпус двигателя 4 двигаются в противоположных направлениях (dL1, dL2).

Притир 1 связан через второй толкатель 2_у (на чертеже конструктивные элементы по оси Y не показаны, цифровые обозначения аналогичны) с ротором 3_у второго линейного двигателя 4_у возвратно-поступательного движения по оси Y. Корпус второго линейного двигателя 4_у установлен с возможностью перемещения во втором перпендикулярном пазу 5_у станины станка в противоположном направлении (-Y).

Устройство снабжено датчиками для измерения амплитуд перемещения притира по осям X и Y Dp 6, Dp 6_у и корпусов первого и второго линейных двигателей и Ds 7, Ds 7_у,. Линейные двигатели 4, 4у питаются от двух инверторов (И-ПЧ) 8, 8_у. Инверторы 8, 8_у снабжены системами управления (СУ), связанными с датчиками Dp 6, Dp 6_у, Ds 7, Ds 7_у). Системы управления выполнены с возможностью контроля и регулирования величин амплитуд перемещения. Величины амплитуд перемещения притира по осям X и Y могут быть не равны, а также напряжения и частоты двух инверторов различны. Дисковый притир 1 связан через пантограф 9 со станиной станка.

Устройство работает следующим образом.

При подключении линейного двигателя 4 к инвертору-преобразователю частоты 8 ротор двигателя начинает возвратно-поступательное движение с заданной частотой и амплитудой по оси X, заданные в программе СУ согласно технологическим требованиям. Усилие ротора 3 через толкатель 2 передается притиру 1. В качестве линейного двигателя может быть использован электромагнитный преобразователь прямолинейного движения в возвратно-поступательное, описанный в патенте RU №176928 от 02.02.2018.

Используем закон количества движения:

Σ (m*V)=const. Корпус двигателя 4 двигается в противоположном направлении (-Х) в пазу 5 корпуса станка. В простейшем случае при равенстве масс движущихся элементов в противоположных направлениях m₄=m₁+m₂+m₃ амплитуды колебаний будут равны (dL1=dL2), которые измеряются датчиками Dp 6 и Ds 7, сигналы которых обрабатываются в системе управления СУ, расположенной в инверторе 8. По оси Y на притир 1 в перпендикулярном направлении аналогично действует второй линейный двигатель 4_у, связанный через второй толкатель 2_у с ротором 3_у второго линейного двигателя. Для стабилизации ориентации притира, препятствующей вращению притира 1 в плоскости X, Y используется пантограф 9.

Программное управление СУ инвертора 8 позволяет реализовать различные режимы работы в зависимости от технологических требований.

Изобретение относится к обработке материалов и может быть использовано для обработки плоских поверхностей деталей. Устройство для доводки плоскостей содержит дисковый притир, связанный через пантограф со станиной станка, два инвертора, соединенные с двумя линейными электродвигателями возвратно-поступательного движения. Притир связан через толкатель с ротором первого линейного двигателя возвратно-поступательного движения по оси X. Корпус первого линейного двигателя установлен с возможностью перемещения в пазу станины станка в противоположном направлении. Притир связан через второй толкатель с ротором второго линейного двигателя возвратно-поступательного движения по оси Y. Корпус второго линейного двигателя установлен с возможностью перемещения во втором перпендикулярном пазу станины станка в противоположном направлении. Инверторы снабжены системами управления, связанными с датчиками для измерения амплитуд перемещения притира по осям X и Y и корпусов первого и второго линейных двигателей. Системы управления выполнены с возможностью контроля и регулирования величин амплитуд перемещения. Упрощается механическая система передачи энергии, обеспечивается возможность регулирования амплитуды колебаний притира.1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для доводки плоскостей, содержащее дисковый притир, связанный посредством пантографа со станиной станка, и два инвертора, соединенные с двумя электродвигателями, отличающееся тем, что в качестве электродвигателей использованы линейные двигатели возвратно-поступательного движения, при этом притир связан через толкатель с ротором первого линейного двигателя возвратно-поступательного движения по оси X, причем корпус первого линейного двигателя установлен с возможностью перемещения в пазу станины станка в противоположном направлении, и через второй толкатель связан с ротором второго линейного двигателя возвратно-поступательного движения по оси Y, причем корпус второго линейного двигателя установлен с возможностью перемещения во втором перпендикулярном пазу станины станка в противоположном направлении, при этом инверторы снабжены системами управления, связанными с датчиками для измерения амплитуд перемещения притира по осям X и Y и корпусов первого и второго линейных двигателей, выполненными с возможностью контроля и регулирования величин амплитуд перемещения.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что величины амплитуд перемещения притира по осям X и Y не равны, а напряжения и частоты двух инверторов различны.