Электромеханическое зажимное устройство Советский патент 1985 года по МПК B23B31/28 

Изобретение относится к электро-механическкому зажимному устройству, имеющему поступательное движение в двух направлениях, предназначенному преимущественно для работы на метал лообрабатьтающих станках для осуществления зажимных операций.

Известны устройства состоящие из электродвигателя, с валом которого связан редуктор, причем редуктор со своей стороны передает движение посредством регулируемой тарирующей муфты преобразующе-исходящему узлу, который передает необходимое усилие для зажима исполнительных механизMOB (А. Цървенков и др. Механизи рованные зажимные средства, изд. Техника, София, 1980 г.).

Если электромеханическое зажимное устройство предназначено для осу ществления осевого усилия, преобразующе-исходящий узел состоит чаще всего из винта и гайки и комплектуется упругим аккумулирующим устройством двухстороннего действия для аккуму лирования энергии.

Все указанные элементы без упругого аккумулирующего устройства двухстороннего действия, дальне названного в целях кратности аккумулирующим устройством, обычно размещены в общем корпусе, посредством которого устройство закрепляется к металлорежущему станку.

Однако элементы тарирующей регулируемой муфты интенсивно изнашиваются в процессе эксплуатации, что нежелательно изменяет исходящие усилия .

Задача изобретения состоит в созДании электромеханического зажимного устройства, в котором устранены выше указанные недостатки, которое обеспечивало бы постоянное исходящее усилие и автоматическое выключение двигателя при достижении этого усили а также автоматическое регулирование необходимого усилия для зажима.

Задача в соответствии с изобретением решается созданием электромеханического зажимного устройства, которое состоит из последовательно соединенных меяуду собой электродвигателя с полым валом, редуктора, преобразующего узла для преобразования вращательного движения в двухнаправленное аксиальное перемещение и упругого аккумулирующего устройства двухстороннего действия, причем последнее соединено с преобразователем перемещения, управляющим торможением двигателя. Преобразующий узел обычно состоит из пары винтов, один элемент которой соединен с редуктором и имее вращательное движение, а другой передвигается только аксиально.

В соответствии с одним из вариантов изобретения связь между преобразователем и упругим аккумулирующим устройством, состоящим обычно из корпуса, оправки, размещенной в нем, и упругого элемента - чаще всего пакета тарельчатых пружин, насаженного на последней,осуществлена следующим образом. К аксиально передвигающемуся элементу исходящего узла прикреплен преобразователь перемещения, соединенный с оправкой, и посредством нее - с упругим элементом, степень деформации которого учитывается. Упругое аккумулирующее устройство расположено за корпусом зажимного устройства и соосно соединено с аксиально передвигающимся элементом преобразующего узла.

В другом варианте изобретения упругий элемент аккумулирующего уст ройства расположен в корпусе устройства, причем он насажен на элемент вращательного движения преобразующег узла. Здесь преобразователь перемещения жестко закреплен к корпусу или невращаклцейся части токоподводящего устройства электродвигателя и осуществлена связь между преобразователем и аксиально передвигающимся элементом преобразующего узла.

Преимущество изобретения состоит в том, что управлянщие команды для торможения электродвигателя получаются непосредственно в зависимости от деформации упругого элемента, вызванной исходяпщм осевым усилием. Отпадает необходимость в использовании тарирующей регулируемой муфты с ее недостатками.

Преимущество изобретения во второ варианте состоит в том, что упругое аккумулирукяцее устройство двухстороннего действия не оформлено как самостоятельный узел вне габаритов электтромеханического устройства, а встроено в его корпусе. Это создает большие возможности применения, а в некоторых случаях расщиряются технологические возможности станков. Так, на- пример, при установлении на вращающемся шпинделе и использовании трубк для переводной штанги к зажимному патрону отверстие шпинделя высвобождается и в него можно втиснуть часть обрабатываемой детали. На фиг. 1 представлен продольный разрез электромеханического зажимно го устройства с исходящим поступател ным движением в двух направлениях, которое устанавливают на вращающихся шпинделях станков; на фиг. 2. элект ромеханическое зажимное устройство с встроенным в корпусе упругим элементом, без упругого аккумулирующего устройства в качестве самостоятельного узла. Устройство состоит из корпуса , в котором размещен электродвигатель 2, полый вал 3 которого упирается во фланцах 4 и 5, закрепленных в корпусе I . В передней части корпуса I, со осно с электродвигателем 2 встроен 11ланетарный редуктор 6, обводка 7 которого жестко соединена с гайкой 8, имеющей вращательное движение и навинченной на вин.те 9. Винт испол няет роль аксиально перемещающегося элемента и ротационно ограничен фпаицем Ш, закрывающим передний конец корпуса I. Гайка 8, винт 9 и фланец 10 образуют преобразующий узел нажимного устройства. Передача движения от электродвигателя 2 к планетарному редуктору 6 осуществлена посредством шестерни I1, сделанной на переднем конце поло го вала 3 и зацепленной с планетарными шестернями 12 редуктора 6. Гайка 8 преобразуняце-исходящего узла с обводкой 7 планетарного редуктора 6 установлены посредством двух аксиальных подшипников 13 (подпятников). К переднему концу винта 9 захва- чено аккумулирующее устройство, вклю чающее корпус 14, упругий элемент 15 и оправку 16, причем корпус 14 остав лен из цилиндра и закрывающей втулки, в котором размещена ротационно ограниченная оправка 16, на которой насажен упругий элемент 15 - в данном случае пакет тарельчатых пружин. Они установлены между двумя шайбами и ограничены гайкой, навинченной на оправке 16, Корпус 14 аккумулирукицег устройства соединен резьбой к вин- Винт 9 преобразующего узла выполнен с проходным отверстием, в кото134 ром установлен стержень 17, к винту крепится труба 18, проходящая через полый вал 3 электродвигателя 2 и выходящая вне него. В конце трубы 18 упирается стакан 19, к которому закреплен преобразователь 20. Стакан 19 установлен осево подвижно в кондукторе 21, захваченном к токоподводящему узлу 22 электродвигателя 2 и точнее к невращающейся части 23 токоподводящего узла 22. Оправка 16 посредством стержня 17, размещенного в трубе 18, контактирует с щупом преобразователя 20. Устройство действует следующим образом. В целях создания усипия нажима вращательное движение электродвигателя 2 передается планетарному редуктору 6, обводка 7 которого поворачивает гайку 8, причем винт 9 вместе с соединенным с ним аккумулирующим устройством передвигается вперед до тех пор, пока оправка 16 встретит сопротивление. При этом вместе с винтом 9 передвигается труба 18 и стержень 17, связанный с оправкой 16. После окончания передвижения оправки 16 при дальнейшем передвижении винта 9 начинается деформация упругого элемента 15, а стержень 17 передвигается назад относительно трубы 18. Это передвижение отсчитыва ется преобразователем 20 и при достижении определенной величины деформации упругого элемента 15, ко- торая соответствует требуемому ис- ходящему усилию, преобразователь 20 подает сигнал для выключения электродвигателя 2. Для срабатывания устройства в обратном направлении подается сигнал к электродвигателю для ° поворачивания в обратном направлении, причем гайка 8, изменяя направление своего вращения, передвигает винт 9 вместе с корпусом 14 аккумулирующего устройства до устра- нения созданного усилия нажима. Винт 9 вместе со всем аккумулирующим устройством продолжает передвигаться до создания сил натяжения в опргш- ке 16, которая прекращает свое движе ние, а BHHt 9, убираясь, деформирует упругий элемент 15, стержень 17 передвигается вперед относительно трубы 18 и преобразователь 20 подает сигнал для выключения двигателя 2. В другом варианте изобретения электромеханическое устройство выполнено таким образом, что обводка 7 редуктора 6 представляет собой одно целое с гайкой 8 преобразующе-исходящего узла. Упругий элемент 15 аккумулирующего устройства расположен меж дву двумя упорными шайбами 24, ограниченными в пространстве между двумя подпятниками 13, посредством которых гайка 8, представлякяцая собой одно це лое с обводкой, упирается в корпус 1 и (}шанец 10. Упорные шайбы 24 ограничены между одним приливом гайки 8 и ограничи тельной гайкой, навинченной на удлиненной части гайки 8. Корпус аккумулирующего устройства по существу представляет собой корпус 20 ном

1 электромеханического зажимного устройства. Гайка 8 контактирует со стержнем 17, размещенньм в отверстии полого вала 3, и посредством него со щупом преобразователя 20. В этом варианте преобразователь 20 закреплен к невращающейся части 23 токоподводя- щего устройства 22. Стержень 17 1трдпружинен для обеспечения постоянного контакта между гайкой 8 и преобразователем 20.

Способ действия варианта устройства в соответствии с фиг. 2 следующий. 116

высвобождения исполнительного механизма, электродвигатель 2 поворачивается в обратном направлении и при передвижении стержня 17 и щупа преобразователя 20 в обратном направлении последний подает аналогичный сигнал для торможения электродвигателя 2 .

30 Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной Ведомством по изобретательству Народной Республики Болгарии. 3 При зажиме крутящий момент от электродвигателя 2 передается планетарному редуктору 6, гайка 8 поворачивает- ся и передвигает винт 9 до тех пор, пока последний встретит сопротивление. Винт 9 прекращает свое движение, а гайка 8, продолжая свое вращение, передвигается аксиально по винту 9, начиная деформировать упругий элемент 15, ограниченный между двумя упорными шайбами 24. Стержень 17, который еле- дит за аксиальным передвижением гайки 8, передвигается вместе со щупом пре образователя 20 и на определенной высоте передвижения, соответствуккцей требуемому осевому усилию, преобразователь 20 подает сигналы для выключения электродвигателя 2. При обрат- действии устройства, т.е. для

u

1. ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЕ ЗАЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО, включающее кор пус, электродвигатель с полым валом, соединенный с редуктором и преобразующим узлом для превращения вращатель ного движения в аксиальное, состоящим, например, из винта, гайки и ограничивающего фланца, и упругое ак кумулирующее устройство двухстороннего действия, соединенное с преобразующим узлом, отличающееся: тем, что преобразующий узел 8, 9, 10 непосредственно соединен с редукто- ром 6, а упругое аккумулирукщее устройство соединено с введенным в устройство преобразователем передвижения 20, электрически связанным с электродвигателем 2. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что редуктор 6 вьшолнен планетарным и его обводка 7 жестко скреплена с гайкой 8 преобразующего узла, установленной с возможностью вращения в корпусе 1 . 3.Устройство по п. 2, отличающее ся тем, что к винту 9 преобразующего узла прикреплена труба 18, расположенная в полом валу 3 злак тродвигателя 2, на свободном конце которой закреплен стакан 19, несущий преобразователь 20 передвижения, 4.Устройство по п. 3, отличающееся тем, что к переднему концу винта 9 прикреплен корпус 14 упругого аккумулирующего устройства, включакяцего оправку 16 и упругий элемент 15, насаженный на нее, причем оправка 16 посредством стержня 17, размещенного в трубе 18, связана (Л с преобразователем 20 передвижения. 5.Устройство по п. 2,отличающееся тем, что гайка 8 преобразующего узла установлена с возможностью аксиального,перемещения относительно корпуса 1, упругий элемент 15 аккумулирующего устройства а .азмещен между двумя установленными на гайке упорными щайбами 24, одна из которых предназначена для взаимодействия с корпусом I а вторая - с 00 фланцем 10, 6.Устройство по п. 5, отличающееся, тем, что в полом валу 3 электродвигателя 2 размещен стержень 17, предназначенный для взаимодействия с торцом гайки 8 и преобразователем 20, закрепленным на корпусе 1,