Безлюфтовый винтовой привод Советский патент 1984 года по МПК B23Q5/00 B23Q5/56 

w////////////////////////

2. Привод ПОП.1, отличающийся тем, что, с целью повьппения универсальности привода путем одновременного использования одной или двух пар винт-гайка и сторон их

витков, он снабжен переключаю щимся гидравлическим устройством, связывающим управляющий золот- ник с полостями обоих гидроцилиндров.

1. БЕЗЛЮФТОВЫЙ ВИНТОВОЙ ПРИВОД поступательного перемещения узлов металлорежущих станков, содержащий две кинематически связанные между.собой и общим приводом пары винт-гайка и устройство выбора люфтов, отличающийся тем, что, с целью увеличения долговечности привода, его устройство выбора люфтов выполнено в виде двух гидроцилиндров, на поршнях которых установлены по одному из элементов пар винт-гайка, а полости этих гидроцилиндров соединены с гидронасосом'через управляющий золотник, связанный с одной парой винт-гайка и предназначенный для выбора люфтов посредством поршней.

Известен безлюфтовый винтовой привод поступательного перемещения узлов металлорежущих станков, содержащий две кинематически связанные мезвду собой и общим приводом пары винт-гайка и устройство выбора люфтов. Последние вьшолнены в виде зубчато-реечных механизмов, что снижает долговечность привода.

Предложенный привод отличается от известного тем, что в нем устройство выбора люфтов выполнено в виде двух гидроцилиндров, на поршнях которых установлено по одному из элементов пар винт-гайка, а полости этих гидроцилиндров соединены с гидронасосом через управляющий золотник, связанный с одной парой винт-гайка и предназначенный для выбора -люфтов посредством поршней.

Это позволяет увеличить долговечность привода.

С целью повьшения универсальноети привод снабжен переключающимся гидравлическим устройством, связывающим управляющий золотник с плоскостями, обоих гидроцилиндров.

На фиг. 1 схематически изобралсен винтовой привод с двумя силовыми ходовыми винтами; на фиг. 2 - привод с одним силовым винтом и другим нёнагруженным (задающим перемещение) винтом.

Стол 1 станка, в котором размещен винтовой привод, перемещается по направляющим промежуточной каретки 2 с помощью двух пар винт-гайка. Ходовые винты 3 последних установлены в расточках поршней 4 гидродилиндров 5, встроенных в кронштейны 6. стола, и кинематически связаны между собой, а также с валом 7 общего привода и с гайками 8, расположенными на каретке 2.

ны трубопроводом с управляющим золотником 13, механически связанным с одним из винтов 3.

Золотник 13 соединен с гйдронасосом и через дроссель (или подпорньй клапан) 14 с масляным резервуаром. Муфта 15 соединяет винтовой привод с основным приводом станка. Одновременно с пуском основного

привода станка (или ранее) включается гидронасос. Масло поступает к средней канавке корпуса золотника 13 и, пройдя (с потерей давления) через , щели, образованные кромками этой

канавки, кромками среднего пояска золотника 13, и кромками двух крайних канавок корпуса и поясков золотника 13, через дроссель 14 сливается в масляный резервуар.

При включенной муфте. 15 и среднем положении золотника 13 в полостях, образованных проточками этого золотника, устанавливается одинаковое давление масла, которое меньше

давления, создаваемого гидронасосом, и больше противодавления, создаваемого дросселем 14. Такое же давление устанавливается и в связанных с этими проточками полостях гидроцилиндров 5 (в показанной позиции черновой обработки, установленной кранами 12, в полостях со стороны ходовых винтов). Ходовые винты под воздействием на их поршни давления

сходятся до упора в резьбу гаек 8, и зазоры в обеих винтовых передачах устраняются. Полости гидроцилиндров 5 по другую сторону поршней 4 соединены краном 12 с масляным резервуаром.

При выключении муфты 15 стол неподвижен, винты 3 вращаются от вала 7 общего привода. В зависимости от направления вращения винты начинают перемещаться, увлекая за собой вначале только поршни 4 (например

влево) и золотник 13. Золотник 13, перемещаясь, изменяет величину открытия щелей, соединяющих полости золотника с гидроприводом и масляным резервуаром таким образом, что в левой полости, соединенной с масляным резервуаром, давление уменьшается, а в правой, соединенной с гидронасосом, давление увеличивается Изменяется давление и в полостях цилиндров 5, в правой полости левого цилиндра давление уменьшается, а в левой папости правого цилиндра увеличивается.

На стол действует усилие от разности этих давлений. Когда давление станет достаточным, стол перемещается также влево и увлекает за собой корпус золотника 13 со скоростью перемещения нижнего (по схеме) винта 3 и золотника 13. При этом изменение величин щелей прекращается.

При небольшом смещении золотника 13 (при наибольших усилиях) давление в правой полости левого цилиндра 5 уменьшается до величины, создаваемой дросселем 14 и достаточной тольк для надежного устранения зазоров в передаче, а в левой полости правого ципиндра давление увеличивается и возрастает до наибольших допускаемых усилий сопротивления.

Если вместо усилия сопротивления движению стола появляются внешние силы, направленные в сторону движения стола, (например, усилия от фрезы при попутном фрезеровании), то стол перемещается влево быстрее нижнего ходового винта 3. При этом увлекаемый им корпус золотника 13 изменяет щели, образованные кромками канавок его корпуса и кромками поясков золотника, таким образом, что давление в полостях, образованных проточками золотника 13 (и в полостях цилиндров 5, с ними связанных), изменяется на обратное по знаку. В правой полости левого цилиндра 5 создается давление, большее чем в левой полости правого цилиндра, на величину, необходимую для уравновешивания внешних сил. Скорость движения стола и винта 3 снова сравниваются (стол тормозится).

При повороте крана 12 вправо на 90 (при чистовой обработке) к полостям, образованным проточками золот.ника 13, подключаются наружные (по отношению к винтам 3) полости цилинд

ров 5, а внутренние- полости соединяются с масляным резервуаром. Вместо растягивающих усилий на винты 3 действуют усилия сжатия, и зазоры в приводе устраняются. При таком положении крана 12 усилия распределяются на противоположные стороны витков винтовых пар.

При встречном способе обработки с целью уменьшения износа пары винтгайка усилие сопротивления движению стола распределяют половину па обе винтовые передачи, устанавливая кран 12 в среднее положение (тяжелый режим работы). При этом подключаются попарно к золотнику 13 левые и правые полости цилиндров 5.

В это же положение устанавливают кран 12 и для ручного перемещения (перегона стола) при помощи маховичка 16. При этом муфта 15 должна быть выключена, а муфта 17 включена. При повороте маховичка (например влево) 16 сначала перемещаются винты .3 внутри гаек 8, а вместе с нижним винтом и золотник 13. Последний, сместившись влево, направляет в левые полос ти цилиндров 5 масло от гидронасоса, а правые соединяет с масляным резервуаром. При смещении увеличивается давление в левых полостях гидроцилиндров 5 и уменьшается в правых. Когда разность этих давлений окажется достаточной для создания суммарного усилия на левые фланцы гидроцилиндров 5, необходимого для преодоления усилий сопротивления движению стола, последний перемещается влево, увлекая корпус золотника со скорость определяемой скоростью вращения маховичка 16. Стол остановится, если маховичок прекращает вращаться. Корпус золотника снова занимает среднее (нейтральное) положение, и давление во всех четырех полостях гидроцилиндров 5 сравнивается. При перемене направления вращения маховичка винты 3 вращаются, а когда зазор в парах винт-гайка устраняется, они перемещаются вдоль своей оси в обратную (правую) сторону. Нижний винт увлекает связанный с ним золотник. Стол начинает перемещаться вправо.

Привод может быть выполнен с передачей углового перемещения на силовые гайки. В поршни гидроцилиндров могут быть вмонтированы не винты, а гайки. В зависимости от величины усилий сопротивления движению стола

элементы винтовых пар (например вин ты) устанавливают в гидроцилиндры с одним штоком или одновременно в поршни двух гидроцилиндров. Для сохранения точности перемещения узла при неравномерном износе винта силовой пары винт-гайка вторая винтовая передача должна быть выполнена с большей точностью и полностью разгружена от рабочих усилий. В этом случае она используется как задающая перемещение.

Силовой ходовой винт 18 (см. фиг. 2) установлен в расто 1ках двух поршней 19 гидроцилиндров 20, винт 21 разгружен от рабочих усилий и вмонтирован в радиальных подшипниках. Винт 21 связан с управляющим золотником 22. Пружина 23 постоянно устраняет зазор в паре винт-гайка задающей перемещение винтовой передачи . Левые и правые полости гидроцилиндров 20 соединены трубопроводом между собой и с золотником 22, к которому подведено масло от насоса.

Золотник 22 подводит масло от гидронасоса в левые или правые полости

гидроцилиндра 20 одновременно, а поэтому усилия сопротивления перемещению стола 24 преодолевает винт 18 При движении стола, например влево левая его часть (по отношению к гайке 25) испытывает сжатие, а правая растяжение.

При вращении от общего привода 26 или от маховичка 27 вместе с винтом

21 смещается в осевом направлении золотник 22, и масло от насоса, направляемое им в соответствующие полости цилиндров 20, смещает винт 19 в противоположную сторону до упора

в гайку 25, устраняя зазор в паре

винт-гайка. После этого стол начинает перемещаться.

При воздействии усилий на стол 24 в направлении его движения передвигается корпус золотника 22, масло от насоса смещает в сторону движения до упора в гайку 25 винт 18, последний тормозит самопроизвольное движение стола с опережением, зависящим от скорости приложения внешних усилий, производительности насоса и т ,п.

Фиг.г