Устройство для переключения числа оборотов коробок скоростей металлорежущих станков и других машин Советский патент 1952 года по МПК B23Q5/14 B23Q5/00 

Изобретением является устройство для переключения числа оборотов коробок скоростей металлорежущих станков и других машин от одной поворотной и подвижной в осевом направлении рукоятки с предварительным набором требуемого числа оборотов посредством связанных с нею поворотных селекторных дисков и последующим одновременным переключением скользящих шестеренчатых блоков при осевом перемещении селекторных дисков.

В известных устройствах подобного рода применяется блокировка переключающего механизма с пусковым приспособлением приводного электродвигателя; однако она не обеспечивает безударного ввода в зацепления зубчатых колес при малой разности их окружных скоростей.

В описываемом устройстве устраняется отмеченный недостаток применением прерывистого включения нривод;ого электродвигателя при появлении задержек в зацеплении отдельных зубчатых .колес коробки в момент их переключения. Для этой цели нереключающая рукоятка шарнирно связана с подпружииенным толкателем, взаимодействующим с концевым выключателем, который приводится автоматически .в движение при задержках в перемещении селекторных дисков.

На фиг. 1 и 2 приведеиа принциниальная схема описываемого устройства ДЛ1Я двух положений подвижных блоков; на фиг. 3 и 4-принципиальные схемы двух других вариантов выполнения этого устройства. В качестве примера на этих схемах показано избирательное переключение скоростей коробки с двумя трехвеицовыми подвижными блоками.

Поступательное перемещение подвижных блоков 1 и 2 при переключении скоростей осуществляется поворотными рычагами 3 и 4, свя„YO 93542- 2 -

занными с зубчатыми колесами 5 i 6 однорукояточиого селекторного механизма.

Зубчатое колесо 5, управляющее движением блока I, находится в зацеплении с парой реек 7-8. Зубчатое колесо 6, управляющее движением блока 2, находится в зацеплении со своей парой реек. Три ноложени1Я каждого из трехвенцовых подвижных блоков 1 и 2 (два крайних и одно иромежуточное) определяются взанмны.м положением соответствзющей пары реек.

На фиг. 1 показано промежуточное (средпее) положеиие блока 1 и соответствующее ему среднее положение реек 7 и 8, а также крайнее положение блока 2 и соответствующее ему крайнее положение реек.

По концентрическим окружностям селекторного диска 9 расположен с пропусками ряд чередующихся в определенной последовательности сквозных и несквозных отверстий.

Отведенный от реек селекторный диск 9 может быть повернут вокруг своей оси рукояткой 10.

Поворотом рукоятки 10 вокруг оси отведенного селекторного диска 9 выбирается нужная комбинация отверстий селекторного диска, располагаемых против выступающих концов реек. При поступательном движении селекторпого диска 9 (па рейки) происходит перемещение последних, определяющее их конечное взаимное положение и, следовательно, положение блоков 1 и 2 в коробке скоростей.

В корпусе II мехапизма. монтируемого па коробке скоростей, имеется толкатель 12 и сидящая на его левом копце импульсная пружина 13, Зстановленная с предварительным поджатием (фиг. 1). Одним концом пружипа 13 упирается через шайбу И в корпус 11 механизма, а другим концом-в левый конец толкателя 12.

На правом конце толкателя 12 имеется паз, в котором па оси 15 сидит зубчатое колесо 16, смонтированное в рычаге 17 и соединенное с ним посредством двух зубцов, входящих в паз рычага 17 (фиг. 2). Боковые стенки толкателя 12 служат опорами вращения оси 15, вокруг которой может поворачиваться рычаг 17. Зубчатое колесо-сектор 16, соединенное с рычагом 17, находится также в зацеплении с закладно рейкой 18. скреплещгой со ступицей се.лекторпого .гнска 9 (фиг. 1). В верхней прорези рычага 17 смонтирована рукоятка 10, сидящая на оси 19. Боковые стенки рычага служат опорами вращения оси 19 (фиг. 2). Таким образом, рукоятка механизма нереключения представляет собой двухщарнирный рычаг. В отверстии рычага 17 расположен пружинный фиксатор 20, входящий своим нижним выступом в прЯмоугольпый вырез в ступице селекторного диска 9.

При повороте («отводе на сепя) рукоятки 10 вокруг оси 15 из положения, показанного на фиг. 1, первоначально происходит ее поворот вокрзг оси 19. Лапки рукоятки 10 приподпимают при этом самотормозяпхийся пружп1п-п 1й фиксатор 20, вьтодя его нижии конец из прямоугольной ирорез в ступице селекторного дпска 9, после чего рукоятка 10 совместно с рычагом 17 может быть новернута на 180 в положение, показаипое на фиг. 2.

При выводе фиксатора 20 импульсная пружипа 13, установленная с предварительным поджатием (натягом), мгновеппо переместит влево толкатель 12 на величину импульсного хода А. Толкатель 12 своим левым концом нажмет при этом па рычаг 21, который разомкнет передние контакты концевого электрического выключателя 22. управляющего включением и выключением главного электродвигателя.

На фиг. 1 показано положение концевого выключателя 22, соо ветствуюшее включению главного электродвигателя; на фиг. 2-положение, соответетвующее его выключению.

Опиеываемое устройетво действует следующим образом.

Для осуществления переключения скорости необходимо, не выключая главного движения, оттянуть «на себя рукоятку 10, причем автоматически произойдет размыкание передних контактов кониевого выключателя 22 и, следовательно, выключение главного электродвигателя и его торможение.

При дальнейщем отводе рукоятки 10 «на себя (на 180°) повернется зубчатое колесо 16, выдвинется сцепленная с ним рейка 18 и селекторный диск 9 с рейкой 18 переместится в крайнее правое положение (фиг. 2.

Поворотом рукоятки 10 (и. соответственно, селекторного диска 9) вокруг горизонтальной оси производится выбор нужной скорости.

Движением рукоятки 10 в направлении, обратном отводу, осуществляется переключеиие скорости.

В конце перемещения селекторный диск 9 упрется в концы парных реек.

При последующем достижении рукоятки 10 ее крайнего положения преодолевается усилие импульсной пружины 13; толкатель 12 перемещается вправо на импульсный ход А и самотормозящийся фиксатор 20 фиксирует под натягом пружины 13 положение рукоятки 10, осуществляя запирание в осевом направлении подвижных блоков 1 и 2.

При перемеп1еиип (в i:oime переключения) толкателя 12 вправо на величину импульсного хода А зa кнvтcя передние контакты э.лектричеекого выключателя 22 и главный электродвигатель будет включен АЛЯ работы на BHOBI установленной скорости вращения коробки.

Если в процессе переключения скоростей торпы зубцов любого из подвижных блоков упрутся в торцы зубцов сцепляемого с ним неподвих ного в осевом направлении колеса, селекторный диск 9 остановится в своем движении на рейки 7-8.

При продолжающемся нажиме на рукоятку 10 зубчатое колесосектор 16 обкатится по рейке 18, преодолеет усилие импульсной пружины 13 и выдвинет толкатель 12 вправо на расстояние А. Перемещение толкателя 12 вправо автоматически вызовет замыкание передних контактов концевого выключателя 22 и импульсное включение главиого электродвигателя, а следовательио, и проворачивание валов коробки скоростей.

При устранении «препятствия для поступательного перемещения подвижных блоков в результате проворачивания валов коробки скоростей, дополнительно сжатая импульсная пружина 13 мгновенно переместит толкатель 12 с селекторным диском 9 влево на величину импульсного хода А.

При иеремещении толкателя 12 влево (т. е. при вводе подвижных блоков 1 и 2 в зацепление) автоматически исчезнет дополнительное импульсное сжатие пружины 13 на величину импульсного хода А. вс.чедствие чего разомкнутся передние контакты концевого выключателя 22 и отключится главный электродвигатель.

Для устранения задержки при переключении необходим весьма малый путь относительного проворачивания зубчатых колес-не более половины шага зацеп.ления.

Ввиду этого, а также вапедствие наличия автоматически действующего импульсного устройства, обеспечивающего медленный (в ре 3 -Лт 93542

№ 93542 4 -

зультате инерции или с помощью электрического сопротивления) разгон главного электродвигателя и его отключение с торможением при устранении задержки, зубчатым колесам коробки скоростей сообщается в MOAieHT соприкосновения тордовых поверхностей сцепляемых колес весьма низкая, быстро затухающая, окружная сморость.

Таким образом, автоматическое импульсное устройство с упругим элементом обеспечивает безударный (мягкий) ввод в зацепление подвижных блоков зубчатых колес, при отсутствии разности окружных скоростей сцепляемых Ko.iec.

Если поступательное перемещение селекторных дисков 9 осуществляется от вспомогательного серводвигателя 23 (фиг. 3), ходовой винт 24, связанный с валом 25 селекторных дисков, выполняется передвижным в осевом направлении и связан через цилиндрическую пружину 26 двухстороннего действия с реечным механизмом 27, управляющим концевым выключателем 28 приводного электродвигателя.

Вспомогательный серводвигатель 23 связан через зубчатую передачу 29, фрикционное устройство 30 и муфту 31 с ходовым винтом 24.

При вращении винта 24 происходит осевое перемещение полого вала 32 и соединенного с ним вала 25.

Упругим элементом механизма является импульсная пружина 26 двухстороннего действия, установленная с предварительным поджатием па расчетное усилие необходимое для перемещения подвижных блоков.

В том случае, когда при переключении скоростей торцы зубцов любого из подвижных блоков 1 упрутся в торцы зубцов неподвижных колес, произойдет импульсное сжатие пружины 26 и импульсный ход А втулки-рейки 27, иаходящейоя в зацеплении с колесом 33 привода.

Рычаг 34, сидящий на общей оси с колесом 33, нажмет, на электрический выключатель 28 н включит главный электродвигатель 35 привода.

В период задержки переключения серводвигатель 23 продолжает вращаться. Импульсное сжатие пружины 26 вызовет увеличение нагрузки в ведомой цепи фрикционного устройства 30, в результате чего произойдет буксовапие фрикционных дисков.

При устранении задержки переключения импульсная пружина 26 мгновенно переместит вал 25 вправо, автоматически возвратит втулкурейку 27 в первоначальное «пулевое положение и выключит главный электродвигатель.

При полном окончании переключения, когда селекторные диски упрутся в оба выступающих конца (или конец и выступ) парных реек и запрут подвижные блоки, импульсная пружина автоматически включит главный электродвигатель для работы на вновь установленной скорости.

Выбор нужной скорости производится поворотом рукоятки 36, имеющей указатель скорости. Зубчатое колесо 37, сидящее на общей оси с рукояткой 36, перемещает рейку 38, которая, в свою очередь, поворачивает полый вал 32 и соединенный с ним вал 25 с селекторными дисками 9.

При повороте селекторных дисков 9 устанавливается комбинация отверстий, располагаемых против выступающих концов реек, соответствующая требуемому переключению.

Путевые электрические выключатели 39 и 40 предназначены для отключения вспомогательного серводвигателя 23 при окончании поступательного перемеи ения селекторных дисков 9.

Описываемое устройство может быть применено и при дистанционном переключении числа оборотов коробки скоростей (фиг, 4),

в этом случае поступательное перемещение селекторных дисков 9, управляющих движением блоков, осуществляется от вспомогательного серводвигателя 23 посредством устройства, аналогичного устройству, изображенному на фиг. 3.

Выбор нужной скорости производится дистанционно путем вращения командного аппарата 41, расположенного на электрическом нульте 42. При вращении командного аппарата 41 поворачивается сидящий с ним на одной оси ползунок с контактной щеткой, последовательно замыкающей при своем вращении расположенные по окружности контакты. В механизме переключения также имеется поворотный ползунок, связанный с автоматическим искателем скорости 43.

На правом конце вала 25 селекторных дисков закреплен храповик 44, передающий вращение поворотному ползунку, связанному с искателем скорости.

Храповик 44 имеет число зубцов, равное количеству скоростей коробки.

Периодическое прерывистое вращение храповика 44, а следовательно, и селекторных дисков осуществляется собачкой 45 при подъеме сердечника соленоида 46. Для периодического отключения и включения электромагнита при подъеме и опускании служит прерыватель 47, управляющий соответствующим реле.

При выборе нужной скорости посредством командного аппарата 41 искатель скорости 43, смонтированный в механизме, будет производить периодическое включение соленоида 46 до достижения соответствия положения искателя с положением контактной щетки командного аппарата 41.

Предмет изобретения

1.Устройство для переключения числа оборотов коробок скоростей металлорежущих станков и других мащнн от одной поворотной и подвижной в осевом нанравлении рукоятки с предварительным набором требуемого числа оборотов посредством связанных с нею поворотных селекторных дисков и последующим одновременным переключением скользящих шестеренчатых блоков при осевом перемещении селекторных дисков с применением блокировки переключающего механизма с пусковым приспособлением приводного электродвигателя, отличающееся тем, что, с целью осуществления безударного ввода Б зацепление зубчатых колес при малой разности их окружающих скоростей путем прерывистого включения приводпого электродвигателя при появлепии задержек в зацеплении отдельных зубчатых колес коробки в момент их переключения, рукоятка шарнирпо связана с подпружиненным толкателем, взаимодействующим с концевым выключателем приводного электродвигателя и приводимым автоматически в движение при задержках в перемещении селекторных дисков.

2.Видоизменение устройства по н. 1 при использовании электрического серводвигателя и связанного с ним ходового винта для осуществления осевого перемещения селекторных дисков, отличающеес я тем, что, с целью прерывистого включения приводного электродвигателя при задержках в перемещении селекторных дисков, ходовой винт выполнен передвижным в осевом направлении и связан через цилиндрическую прзжину двухстороннего действия с реечным механизмом, управляющим концевым выключателем приводного электродвигателя.

3.Видоизменение устройства по п. 2, отличающееся тем, что, с целью осуществления дистанционного управления переключением числа оборотов коробки скоростей, на свободном конце вала с селекторными дисками посажено храповое колесо, приводимое в прерывистое вращение посредством собачки, укрепленной на возвратно-подвижном сердечнике соленоида, управляемого автоматическим командным аппаратом, электрически связанным с пультом управления.

Фиг 2

3/ 232624 3932

,:1й

S fiMm: -:--- -V-- « 4 V ----.г.ss%s :-- ;€i : g; - p 5 7 ; ;;

flgS r «i