Привод камнерезной машины Советский патент 1980 года по МПК B28D1/00 

Изобретение относится к устройствам для добычи и обработки изделий из природного камня, а именно к камнерезным машинам. Известен автоматический планетарный инерционно-импульсный привод камнерезного инструмента, содержащий двигатель, инерционно-импульсный механизм, например, планетарный с веду щей солнечной шестерней, неуравновешенными сателлитами и ведомым води ncMf установленным на шпивделе инстр мента, а между ведсяиым звеном импуль сатора и корпусом установлен механизм свободного хода 1. Недостатком известного привода яв ляется низкая стойкость инструмента при резании камня средней и повышенной твердости, так как износ инструмента при обработке такого камня зна чительно зависит от больших колебаний скорости резания, т.е. изменения скорости резания от минимума до максимума . Наиболее близким к предложенному изобретению является привод камнерезной машины, включающий двигатель, основание и корпус в котором смонтированы инерционно-импульсный механизм, например, планетарный с ведущей солнечной шестерней, неуравновешенньЕ 5и сателлитЕми и ведомым водилом, два механизма свободного хода, один из которых выполнен с возможностью заклинивания в направлении резания, а другой - в противоположном резанию направлении, и механизм подачи корпуса относительно основания 2. Недостатком конструкции такого привода является отсутствие автоматического регулирования скорости подачи в зависимости от изменения режима резания, т.е. от физико-механических свойств камня в процессе работы. Цель предлагаемого изобретения обеспечение автоматического бесступенчатого регулирования скорости подачи в зависимости от изменения физико-механических свойств обрабатываемого материала в процессе резания. Для достижения поставленной цели Вприводе камнерезной машины вклю-чающий двигатель, основание и корпус, в котором смонтировлны инерционно-импульсный механизм, например, планетарный с ведущей солнечной шестерней, неуравновешенными сателлитами и ведомым ВОДИЛО.М, два механизма свободноto хода, один из которых выполнен с возможностью заклинивания Б направлсНИИ резания, а другой - в противоположном резанию направлении, и механизм подачи корпуса относительно основания,, механизм подачи содержит приводную маточную гайку, смонтирован :ную в корпусе и зафиксированную в осевом направлении, и жестко соеди енный с основанием ходовой винт, при чем маточная гайка кинематически свяэана с обоймами механизмов свободного хода через дифференциал и кроме того Обойма механизма свободного хода, выполненного с возможностью заклинивания в направлении резания, кинематически связана со шпинделем инструмента камнерезной машины, причем каждая обсЗйма механизмов свободного хода . снабжена TopMosHtsM устройством с индивидуальным приводом. . На чертеже 1 изображена кинематическая схема ). камнерезной машины, который состоит из двигателя 1 основания 2, установленного на нем корпуса 3, выполненного с.возможностью продольного перемещения относител но основания 2. Двигатель 1 соединен с ведущей солнечнойшестерней 4 инерционно-импульсного механизма которая входит в зацепление с неуравновешеннами Сателлитами 5.Сателлиты 5 свр-; бодно вращаются на диаметрально за прессованных в ведомом водила б пальцах 7, оси которых параллельны валу 8, жестко соединенному с ведомым во.дилом б, Центры тяжести неуравновешенных сателлитов 5 са ещены относител но осей вращения ведомого водила 6 с помощью дебалансов 9. Йа вале 8 неподвижно расположены внутренние обоймы мех 10 и 11. элементы MCJi 10 обеспечивают заклинивание в направле нии резания и его наружная обойма 12 : через конические шестерни 13 и 14 связана со шпинделем инструмента 15. Элементы МСХ 11 ;обеспечиваютзаклини вание в противоположном резанию направлении. Наружные обоймы 12 и16 МС}С имеют зубчатый вейец и поочередно могут соединяться соответствейно через шестерни 17 и 18 с маточной га кой 19 винтового механизма подачи по средством дифференциала 20, .расположенного на шлицах последней. Кроме того, каждая наружная обойма 12. и 16 снабжена тормозной лентой 21 и 22 тормозного устройства с индивиду ал ь ным; приз од ом на каждую обойму. Ведомый -вал 8 одним своим концом расположен на подшипников.ой опоре 23 в те йё солнечной шестерни 4, а другим, также на подшипниковой -опоре 24 - на ружной обоймы 12 мех 10. Маточная гайка 19 винтового механизма подачи расположена на подшипниковых опорах 25 и 26 в корпусе 3 без возможностиосевого перемещения относительно последнего, .а винт 27 винтового механизма подачи жестко соединен с основанием 2. Привод камнерезной машины, работат циклически следующим образом. Веущая солнечная шестерня 4 приводитсяо вращение двигателем 1 с заданной гловой скоростью против часовой стрели (со стороны двигателя) .При вращении ведущей солнечной шестерни 4 врааются свободно расположенные на палЬах 7 неуравновешенные сателлиты 5, создающие на ведомом водиле 6 импульсы знакопеременного вращающего момента, закон изменения которого носит синусоидальный характер, с периодом, авным времени одного оборота неуравновешенных сателлитов 5 относительно ведомого водила 6. Этот знакопеременный вращающий момент, в зависимости от относительного положения ведущей солнечной шестерни 4 и ведомого водила 6, разгоняет последний до угловой, скорости одной из наружных обойм 12 или 16 мех, вращающихся в противоположные стороны..При этом, импульс знакопеременногоВращающегомомента, .дей1ствующий протй направления вращения .двигателя 1 и совпада- . ющий с направлением вращения нapsжнoй обоймы 12 считается положительньм: импульс знакопеременного в рацающего момента, действующий в сторону вращения наружной обоймы 16 считается отрицательным, В отрицательной фазе цикла импульс знакопеременного вращающего момента, действующих на вал 8 со стороны неуравновешенных сателлитов 5, вызывает торможение этого вала (разогнанного в противоположную сторону в положительной фазе преддадущего цикла), его остановку и разгон до угловой скорости наружной обо.ймы 12, включение Мех 10, совместный разгон вала В с наружной обоймой 12 и передачу знакопеременного вращающего момента на конические шестерни 13 и 14 для преодоления момента сял сопротивления резанию на рабочем органе 15. евязанкая с наружной обоймой 12 шестерня 17 свободно вращается на маточной гайке 19. В этой же фазе цикла наружная обойма 16 и связанные с ней детали 18, 19, 20, вращайсь по инерции, посредством винта 27, преодолевают момент сил, обусловленных сопротивлением подачи. В положительной фазе цикла импульс знакопеременного враща1ощего момента, действующий на вал 8 со стороны неуравновешенных сателлитов 5, вызывает торможение этого вала, его остановку и разгон до угловой скорости нар5окной обоймы 16, и затем, после включения мех 11, совместный разгон вала 8 и наружной обоймы 16 и передачу знакопеременного вращающего момента на шестерню 18, соединенный с -ней дифференциал 20, маточную гайку;.. 19 винтового механизма подачи, который осуществляет подачу корпуса с рабочим органом 15 в аабой с преодолением момента сил, обусловленных сопротивлением подачи. В этой же фазе цикла наружная обойма 12 и связан ные с ней детали 13, 14 и рабочий ор ган 15, вращаясь по инерции, преодолевают момент СИЛ сопротивления реза нию. При такой передаче положительного и отрицательного импульсов, знакопеременного вращающего момента на рабочий орган и винтовой механизм по дачи осуществляется работа привода при каких-то определенных величинах моментов сопротивления резанию и подачи, обусловленных физико-механичес кими свойствами обрабатываемого мате риала. Привод камнерезной машины обладает автоматическим бесступенчатым регулированием скорости подачи в зависимости от изменения физико-механических свойств обрабатываемого материала при сохранении автоматического бесступенчатого регулирования резания. Э.то обусловлено тем, что, вопервых, величины положительного и от рицательного импульсов знакопеременного вращающего моментов, действующих со стороны неуравновешенных сателлитсв 5 на ведомое водило 6 тем больше, чем больше скорость неуравно вешенных сателлитов 5 относительно ведущей солнечной шестерни 4, которая в свою очередь зависит от величи ны моментов сил сопротивления резанию и подачи,, во-вторых,прж раздельном использовании положительного и отрицательного импульсов знакопереме ного вращающего момента ка рабочем органе и винтовом механизме подачи, два мех выполняют роль дифференцигша обеспечивающего перераспределения мощности между рабочим органом и винтовым механизмом подачи. При увеличении момента сил сопротивления резанию, т.е. при повьаиении крепости обрабатываемого материала, угловая скорость вращения рабочего органа 15 умекыиается, а следовательно, произойдет умепыяение угловой скорости вала 3 в направлении действия отрицательного импульса зна копеременного вращающего момента и увеличение относительной скорости не уравновешенных сателлитов 5 во время положительной фазы цикла, следствием чего явится увеличение отрицательного импульса, что и необходимо для преодоления увеличившегося момента сил сопротивления резанию. При этом,, увеличение относительной скорости неуравновешенных сателлитов 5 во время фазы цикла пропорционально увеличений момента сил сопротивления резанию, причем каждому значению момента сил сопротивления резанию соответствуют определенные, значения относительной скорости неуравновешенных сателлитов 5 и величины отрицательного импульса знакопеременного вращающего момента, Таким образом, при повышении крепости обрабатываемого материала, каждому из ее значений, соответствует повышение момента сил резания на рабочем органе 15с одновременным уменьшением скорости резания. При повышении крепости обрабатываемого материала, увеличивается и момент сил сопротивления подаче на наружной Обойме 16 МСХ 11, величина которого определяется усилияки, возникающими в винтовом механизме подачи Увеличение момента сил оопротивления подаче приводит к уменьшению угловой скорости наружной обоймы 16, следствием чего является уменьшение скорости подачи привода с рабочим органом 15 в забой и увеличение отрицательного импульса вращающего момента на наружной обойме 12 (что и необходимо вследствие увеличения момента сил сопротивления резанием), вследствие наличия дафференциальной связи между ведомыми элементами МСХ 10 и 11, обеспечиваемой механизмами. Описанные явления в автоматическом инерционно-импульсном приводе проте- . кают бесступенчато и автоматиче.ски, следствием чего является наличие следящего действия рассматриваемой механической системы, обеспечивающего увеличение сил резания на равочем органе 15 и уменьшение скорости подачи поеледнего в забой до необходиквлх величин, определяемых увеличением крепости обрабатываемого материала. И, наоборот, с уменьшением крепости обрабатываемого материала происходит уменьшение сил резания на рабочем ор-. гане 15 и увеличении скорости подачи последнего в забой. Если же крепость обрабатываемого материала увеличится настолько, что момент сил резания, развиваемый приводом, будет не в состоянии осуществить процесс резания, то рабочий орган 15 остановится, а вместе с ним остановятся н-аружные обоймы 12, 16 и вал 8. При этом, ведущая солнечная шестерня 4 будет вращаться, вызывая вращение неуравновешенных сателлитов 5 при неподвижном ведомом водиле 6. ,Таким образом, осуществляется защита двигателя при аварийном режиме работы и защита режущего инструмента рабочего органа 15 от поломок. Кроме того, для обеспечения ускоренной подачи привода с рабочим органом 15 в забой, при отсутствии процесса резания, необходимо наружную обойму 12 затормозить тормозной лентой 21 до полной остановки. Вследстие чего, наружная обойма 6 получит ускоренное вращение и,через детали 18, 19, соединенные через синхронизатор 20, осуществит, с помощью винта 27 ускоренную подачу привода в забой.