Устройство для уравновешивания вертикально подвижного узла Советский патент 1983 года по МПК B23B47/26 

Ci

о со

Изобретение относи1ея к .машиностроению и может быть использовано в различных механизмах с вертикально-подвижными уравновешиваемыми узлами, в частности в станкостроении.

Известно устройство для уравновешивания вертикально перемещающегося узла, содержащее гибкий элемент, соединяющий противовес с подвижным органом, и механизм улавливания противовеса, выполненный в виде гайки, установленной на некотором расстоянии под противовесом на винте, свободно проходящем через противовес и кинематически связанном с винтом вертикального перемещения узла. В случае обрыва гибкой связи, противовес приходит в соприкосновении с гайкой, которая тормозит винт. При этом, через кинематическую связь осуществляется останов винта привода подачи подвижного узла 1.

Однако конструкция данного устройства сложна, ввиду наличия двух ходовых винтов, кинематически связанных между собой, кроме того, известное устройство невозможно применять в станках с гидроуравновешиванием.

Известен механизм уравновешивания вертикально подвижного узла металлорежущего станка, перемещаемого посредством пары винт-гайка, содержащее гибкий элемент, соединяющий механизм уравновешивания с подвижным узлом и предохранительный механизм, включающий тормозную муфту, установленную на ходовом винте и выполненную в виде раз.мещенного в гидроцилиндре зажимного фрикционногодискового механизма, взаимодействующего через гидроцилиндр с ходовым винтом. Рабочая полость гидроцилиндра связана со сливом через управляющий клапан, снабженный штоком, взаи.модействующим с механизмом уравновешивания. В целях обеспечения больщей надежности срабатывания предохранительного устройства в качестве привода применяется двигатель с тормозами 2.

Недостатками известного устройства являются сложность конструкции, так как в качестве приводного двигателя применен двигатель с тормозом. Кроме того, при обрыве гибкой связи происходит слив из рабочей полости через управляющий клапан. Наличие длинной сливной магистрали небольшого сечения приводит к тому, что срабатывание тормозной муфты под действием пружины, подпирающей шток, происходит со значительным запаздыванием, когда узел уже набрал большую скорость.

Таким образо.м, длительное вре.мя срабатывания тормозного механизма, обусловленное наличием гидросистемы, приводит к значительным повреждениям узлов станка, например опор ходовых винтов, корпусных деталей станка, гайки и др.

Цель изобретения - упрош.ение конструкции и повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для уравновешивания вертикально подвижного узла, перемещаемого

посредством пары винт-гайка, содержащего гибкий элемент, соединяющий механизм уравновешивания с подвижным узлом.и предохранительный механизм, включающий тормозную муфту, размещенную на винте, и конечный выключатель, предохранительный механизм снабжен самотормозящей гайкой, закрепленным на подвижном узле с возможностью поворота рычагом и несущим на одном конце зубчатую гребенку штоком, другой конец которого шарнирно закреплен на рычаге, при этом одна из полумуфт тормозной муфты выполнена в виде цанги, жестко соединенной с самотормозяшей гайкой, установленной с возможностью вращения, на другом конце которой выполнен зубчатый

Q венец, взаимодействующий с зубчатой гребенкой, а другая полумуфта - в виде подпружиненной втулки, шарнирно соединенной с рычагом и снабженной конусным отверстием для взаимодействия с цангой, причем рычаг соединен с гибким эле.ментом

5 и установлен с возможностью взаимодействия с конечным выключателем.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - предохранительный механизм, продольный разрез; на фиг. 3 - 0 разрез А-А на фиг. 2.

Устройство содержит гибкий элемент 1, соединяющий подвижной узел 2 с механизмом уравновешивания, выполненным в виде гидроцилиндра 3 через систему блоков 4. Подвижной узел 2 посредством винта 5 и гайки 6 связан с приводом 7 его перемещения. С подвижны.м узлом 2 посредством оси 8 шарнирно установлен рычаг 9, через систему блоков 10 и трос 11, соединенный с гибким элементом 1. На рычаге 9 размещена шпилька 12 и регулировочные гайки 13, а также посредством оси 14 шарнирно установлен шток 15, несущий зубчатую гребенку 16. На винте 5 размещена тормозная муфта, одна из полу.муфт которой выполнена в виде цанги 17, жестко соединенной с самотормозящей гайкой 18, на другом конце которой выполнен зубчатый венец 19, а другая - в виде втулки 20 с конической поверхностью 21, подпружиненной пружиной 22 через упорный подшипник 23 к кронштейну 24, закрепленному на подвижном узле 2. Рычаг 9 через цапфы 25 связан с кольцом 26, в котором на подшипниках 27 размещена втулка 20 полумуфты, удерживаемой от осевого смещения пружинными кольцами 28.Самотормозящая гайка 18 установлена с возможностью вращения во втулке 29, закресованной в кронштейне 30, закрепленном на подвижном узле 2. на котором над 9 закреплен также кронштейн 31, несущий конечный выключатель 32.

Устройство работает следующим образом.

В рабочем положении трос 11 натянут и поворачивает рычаг 9 вокруг оси 8 по часовой стрелке. Через шпильку 12 и регулировочные гайки 13 и рычаг 9 поджимается к кронштейну 31, при этом шпилька 12 нажимает на конечный выключатель 32 и держит его в замкнутом состоянии, обеспечивая питание электродвигателя привода 7 подачи.

Шток 15 с зубчатой гребенкой 16 находится в зацеплении с зубчатым венцом 19 самотормозящей гайки 18, удерживая ее от поворота и обеспечивая перемещение самотормозящей гайки совместно с перемещением узла 2 по вращающемуся ходовому винту 5.

В том же положении рычаг 9, воздействуя через цапфы 25, кольцо 26, подшипник 27 и пружинные кольца 28 на втулку 20 полумуфты, удерживает ее в верхнем положении, сжимая пружину 22 через упорный подшипник 23.

Втулка 20 скользит вместе с подвижным узлом 2 по наружной поверхности ходового винта 5. Между зубчатым венцом 19 самотормозящей гайки 18 и торцем кронштейна 30 устанавливается гарантированный зазор а 0,3-0,5 мм.

При обрыве гибкого элемента 1 рычаг 9 вращается вокруг оси 8 против часовой стрелки под действием сжатой пружины 22, Шпилька 12, перемещаясь вниз вместе с рычагом 9, отсоединяется от конечного выключателя 32, при этом двигатель 7 привода подач отключается.

Шток 15 с зубчатой гребенкой 16 опускается вниз, гребенка, пройдя расстояние в, равное ее щирине, выходит из зацепления с зубчатым венцом 19 самотормозящей гайки 18, расфиксируя ее, т.е. давая ей возможность вращаться во втулке 29.

Одновременно втулка 20 перемещается вниз на расстояние с, являющееся зазором между полумуфтами тормозной муфты, воздействующей на цангу 17, зажимая ее на ходовом винте 5, который вращается под действием массы вертикально подвижного узла 2. Причем вследствие того, что , зубчатый венец 19 и зубчатая гребенка 16 расцепляются раньше, чем происходит взаимодействие цанги 17 с конической поверх0 ностью 21 втулки 20.

Винт 5 вращает зажатую с помощью цанги 17 самотормозящую гайку 18 вместе с втулкой 20, т.е. самотормозящая 18 гайка становится неподвижной относительно ходового винта, и подвижный узел 2, пройдя расстояние а 0,3-0,5 мм, упирается торцом кронштейна 30 на самотормозящую гайку 18, которая,взаимодействуя с ним, останавливает вращение ходового винта 5 ,;

0 удерживает подвижный узел 2 от падения. не давая ему пройти расстояние,более уста- ноа пенного гарантированного зазора а, и так как указанный зазор мал и состявляет 0,3-0,5 мм, подвижный узел 2 не может набрать скорость при падении и ходовой винт

5 не подвергается деформации.

Таким образом, конструкция предохранительного устройства позволяет осуществить быстрый останов ходового винта за счет быстродействующей кинематической связи гибкого элемента с гайкой торможения, что в свою очередь предотвращает падение противовеса, тем самым обеспечивая надежность работы механизма уравновешивания вертикально подвижного узла.

Отсутствие гидравлического управления

в целях предотвращения падения противовеса способствует повышению надежности и быстродействия срабатывания предохранительного устройства и упрощению конструкции.

27

фаг. г

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УРАВНОВЕШИВАНИЯ ВЕРТИКАЛЬНО ПОДВИЖНОГО УЗЛА, перемещаемого посредством пары винт-гайка, содержащее гибкий элемент, соединяющий механизм уравновещивания с подвижным узлом, и предохранительный механизм, включающий тормозную муфту, размещенную на винте, и конечный выключатель, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повыщения надежности, предохранительный механизм снабжен самотормозящей гайкой, закрепленным на подвижном узле с возможностью поворота рычагом и несущим на одном конце зубчатую гребенку щтоком, другой конец которого щарнирно закреплен на рычаге, при этом одна из полумуфт тормозной муфты выполнена в виде цанги, жестко соединенной с самотормозящей гайкой, установленной с возможностью вращения, на другом конце которой выполнен зубчатый венец, взаимодействующий с зубчатой гребенкой,а другая полумуфта - в виде подпружиненной втулки, шарнирносоединенной с рычагом и снабженной кони е ческой поверхностью для взаимодействия сл с цангой, причем рычаг соединен с гибким элементом и установлен с возможностью взаимодействия с конечным выключателем.