Устройство для уравновешивания подвижного узла Советский патент 1982 года по МПК B23B47/26 

(547 УСТРОЙСТВО для УРАВНОВЕШИВАНИЯ ПОДВИЖНОГО УЗЛА

Изобретение относится к области станкостроения, в частности к станкам фрезерно-расточной группы для уравновешивания вертикально-подвижных узлов.

Известно устройство для уравновешивания подвижного узла, включающее шарико-винтовой механизм, связанный гибкой связью с подвижным узлом l .

Недостатком этого устройства является использование электродвигателя привода подач подвижного органа кроме его прямого назначения еще и для создания уравновешивающего усилия в механизме шарико-винтовой пары. Использование мощности двигателя постоянного тока для этой цели нерационально, так как эта мощность может в несколько раз (что характерно для тяжелых станков) превышать мощность, необходимую для самого привода подач, что требует использования в электросхеме станка мощных преобразователей для питания двигателя, обеспечивающих его работу в данном режиме.

Цель изобретения - упрощение ус,тройства.

С этой целью предлагаемое устройство снабжено дополнительным двигателем для привода винта шарико-винтовой передачи, связанным с подвижным узлом, установленным с возможностью перемещения ползуном и размещенными в нем двумя подпружиненными полумуфтами, между которыми размещена гайка шарико-винтовой передачи, посредст10вом введенных в устройство упорного подшипника и демпфирующего элемента связанная с ползуном.

На фиг. 1 представлен станок с устройством для .уравнодвшивания, о915щий вид; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2, на фиг; 4 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - разрез В-В .на фиг. 4.

На стойке 1 металлорежущего стан20ка установлен подвижный узел - шпиндельная бабка 2, соединенная посредством габкой связи 3 через систему блоков 4 с ползуном 5, установленным на двух направляющих 6 и за25крепленным на них с возможностью перемещения с помощью планок 7 и клина 8. Через отверстие в ползуне 5 проходит винт 9, установленный в опорах 10 и 11, причем нижняя опора 11 спо30собна воспринимать нагрузку, равную

весу уравновешиваемого узла. Винт 9 соединен предохранительной муфтой 12 с валом электродвигателя 13, имеющего постоянную частоту вращения и мощность, достаточную для создания уравновешивающего усилия. Винт 9 с установленной на нем гайкой 14 представляет собой шарико-винтовую самотормоэящую пару, применение которой способствует получению высокого КПД всего механизма в целом. Гайка 14 находится внутри корпуса ползуна 5 и на ней по резьбе и по посадке установлен дополнительный стакан 15, который зафиксирован от развинчивания с помощью винта 16. На гайке 14 расположен упорный подшипник 17, между нижним кольцом которого и внутренним торцом 18 ползуна 5 установлен пакет тарельчатых пружин 19. В верхней и нижней части ползуна 5 установлены полумуфты 20. Между полумуфтами 20 и фланцами 21, закрепленными на внешних торцах ползуна 5, находятся пружины 22. Полумуфты 20 зафиксированы от проворота с помощью закладных шпонок 23. Кроме того, для исключения поломки электродвигателя устройства для,уравновешивания в верхней части ползуна 5 установлен микропереключатель 24, а в нижней микропереключатель 25, которые своими, подвижными штоками расположены в соответствующих пазах полумуфт 20. Гибкая связь 3 в виде двух тросов заделана в торце ползуна Бив уравновешенном узле с помощью полого винта 26, через который пропущен трос, на конце которого заплетен клин 27, выполненный в виде усеченного конуса.

Для исключения вывинчивания полого винта 26 служит шпонка 28.

Устройство работает следующим образом.

При включении привода подач уравновешиваемого узла - шпиндельной бабки 2 одновременно включается электродвигатель 13 механизма уравновешивания.

При этом, например, шпиндельная бабка перемещается вверх, а ползун 5 - вниз. При включении электродвигателя 13 начинает вращаться винт 9, а вместе с ним и гайка 14 с установленным на ней стаканом 15, так как момент от сил трения в шарико-винтовой паре больше момента от сил трения в подшипнике 17. При этом следует отметить, что вращение гайки 14 со стаканом 15 возможно лишь в том случае, когда они не взаимодействуют своими внешними торцами с полумуфтами 20,-Так как при совмест:-ом вращении винта 9 с гайкой 14 и слаканом 15 у них нет разницы в их угловых скоростях, то осевое перемещение гайки 14 и стакана 15 вдоль

винта 9 отсутствует. Уравновешивание подвижного узла происходит за счет энергии, накопленной ранее тарельчатыми пружинами, которые разжимаясь перемещают ползун вниз и создают при этом необходимое уравновешивающее усилие. Совместное вращение гайки 14 с винтом 9 с одинаковой угловой скоростью прекратится в . тот момент, когда гайка 14 своим верхним внешним торцом начнет взаимодействовать с верхней полумуфтой 20, так как тормозной момент от сил .трения скольжения, возникающих в паре торец полумуфты - торец гайки, значительно превышает момент от сил трения качения в шарико-винтовой паре. Гайка 14 со стаканом 15 постепенно начинает отставать при совместном вращении с винтом 9 и перемещаться поступательно вниз по винту. Но так как ползун 5 также перемещается вниз, то он при своем перемещении перегоняет гайку (гайка 14 еще не совсем прекратила свое совместное вращение с винтом 9 и скорость поступательного перемещения ее невелика) .

При перемещении вниз ползун 5 сжимает верхнюю пружину 22, увеличивая тем самым тормозной момент, препятствующий совместному вращению гайки 14 с винтом 9. Гайка 14 затормаживается, т.е. ее угловая скорость становится равной нулю, и она начинает перемещаться вниз по винту 9, т.е. обгоняет ползун 5, так как поступательная скорость гайки в этом случае должна быть больше скорости перемещения ползуна.

Это одно из условий работы механизма.

Поступательное перемещение гайки вниз прекратится в том случае, когда она своим верхним внешним торцом отойдет от верхней полумуфты 20, в результате чего исчезнет тормозной момент, препятствующий ее вращению, и гайка вновь начнет свое совместное вращение с винтом 9. Ползун 5 при этом перемещается вниз за счет энергии, накопленной сжатым пакетом тарельчатых пружин 19. Таким образом цикл может продолжаться необходимое количество раз. Изменение уравновешивающего усилия при деформации пакета тарельчатых пружин незначительно, что не сказывается на приводе подач уравновешиваемого узла.

При изменении направления перемещения уравновешиваемого узла гайка 14 взаимодействует с нижней полумуфтой 20 внешним торцом стакана 15, укрепленного на гайке, и происходит процесс, подобный описанному выше.

При работе устройства может возникнуть следующая ситуация.