CN105014459B - 用于数控机床的液压换挡装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于数控机床的液压换挡装置。包括齿轮箱体，所述的齿轮箱体内设有上下方向平行布置的第一齿轮轴与第二齿轮轴，所述的第一齿轮轴上设有双联滑移齿轮，所述的第二齿轮轴上设有第三齿轮与第四齿轮，所述的双联滑移齿轮包括与第三齿轮相啮合的第一齿轮及与第四齿轮相啮合的第二齿轮，所述的齿轮箱体内还集成有液压油缸，所述液压油缸的活塞通过连接件驱动双联滑移齿轮沿第一齿轮轴的轴向滑动，以实现第一齿轮与第三齿轮相啮合或第二齿轮与第四齿轮相啮合的两种状态。由上述技术方案可知，本发明采用液压油缸作为动力元件，在不停机的情况下可以实现档位的自动切换，同时换挡后不工作的齿轮是相分离的，解决了齿轮噪音的问题。
Description
技术领域
本发明涉及数控机床领域，具体涉及一种用于数控机床的液压换挡装置。
背景技术
随着市场的不断变化，对数控加工自动化程度的要求越来越高，高效率、高精化、低成本的数控机床已成为市场上的新宠儿。目前，机械变频结构的数控车床，主要是通过齿轮档位的切换实现在档位上的无极变速方式，此种方式可以提高机床的切削扭矩。一般这种档位的切换可通过两种方式来解决：一是通过扳动手柄的方式，即通过人工切换齿轮啮合方式来改换齿轮中的齿轮档位；二是通过电磁离合器的方式来切换挡位。上述这两种方式都存在各自的缺点：第一种通过人工扳动手柄的方式，需要停止机床才能进行操作，这样打断了数控程序执行的延续性，降低了生产效率；第二种通过电磁离合器的方式存在的缺点是齿轮噪音过大，因为此方式中，工作齿轮与不工作齿轮合部是啮合在一起的，这样就增加了齿轮箱中的噪音。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于数控机床的液压换挡装置，该换挡装置可实现不停机档位的自动切换，同时还能够解决齿轮噪音的问题。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：包括齿轮箱体，箱体内设置润滑油，所述的齿轮箱体内设有上下方向平行布置的第一齿轮轴与第二齿轮轴，所述的第一齿轮轴上设有双联滑移齿轮，所述的第二齿轮轴上设有第三齿轮与第四齿轮，所述的双联滑移齿轮包括与第三齿轮相啮合的第一齿轮及与第四齿轮相啮合的第二齿轮，所述的齿轮箱体内还集成有液压油缸，所述液压油缸的活塞通过连接件驱动双联滑移齿轮沿第一齿轮轴的轴向滑动，以实现第一齿轮与第三齿轮相啮合或第二齿轮与第四齿轮相啮合的两种状态。
所述的连接件由平行于第一齿轮轴设置的拉杆以及固定在拉杆上的拨叉组成，所述的拉杆与液压油缸的活塞相连，所述拨叉的爪部与双联滑移齿轮相固定。
所述的拨叉上方设有与拨叉相固定的触碰支架，所述的齿轮箱体上设有呈左右方向布置的第一接近开关与第二接近开关，所述的第一齿轮与第三齿轮啮合时，触碰支架与第一接近开关接触，所述的第二齿轮与第四齿轮啮合时，触碰支架与第二接近开关接触。
所述的触碰支架整体呈U型，包括铅垂方向平行布置的第一板和第二板，第一板与第二板的底部设有连接第一板与第二板的第三板，所述的第三板与拨叉相固定，所述的第一板及第二板分别与第一接近开关及第二接近开关相配合。
所述的齿轮箱体内的润滑油液面位于第一齿轮与第二齿轮下端之间，所述的第四齿轮朝向第一齿轮的侧面上设置向外抛出润滑油的渐开线状凹槽或凸起；或者所述第四齿轮的两个侧面上都设置向外抛出润滑油的渐开线状凹槽或凸起。
所述的第一接近开关与第二接近开关分别通过第一接近开关支架与第二接近开关支架固定在齿轮箱体上。
所述第一齿轮的直径大于第三齿轮的直径，所述第二齿轮的直径小于第四齿轮的直径，第一齿轮与第三齿轮相啮合时，第二齿轮与第四齿轮处于分离状态；第二齿轮与第四齿轮相啮合时，第一齿轮与第三齿轮处于分离状态。
所述的液压油缸包括油缸体及设置在油缸体前、后位置的油缸前盖与油缸后盖，油缸体内设有活塞，油缸前盖上设有第一进油口和第二进油口，所述的第一进油口与无杆腔相连，所述的第二进油口与有杆腔相连。
由上述技术方案可知，本发明采用液压油缸作为动力元件，在不停机的情况下可以实现档位的自动切换，提高了机床的自动化程序，同时换挡后不工作的齿轮是相分离的，所以同时还解决了齿轮噪音的问题。而且虽然在箱体内布置了多个转轴、齿轮，对润滑要求较高，但因为在第四齿轮表面设置了向外抛出润滑油的凹槽或凸起，起到向上抛出润滑油的作用，所以可以使箱体内润滑油液面位于第一齿轮与第二出轮之间；这样较低的润滑油液位避免了润滑油液压过大，在轴密封处造成泄漏。所以本发明的结构精巧可靠，既实现了设备运行稳定，噪音低，同时自动换挡，润滑可靠，无泄漏。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明液压油缸的结构示意图；
图3是图1中的A-A向视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1所示，一种用于数控机床的液压换挡装置，包括齿轮箱体1，箱体1内设置润滑油。改进在于：齿轮箱体1内设有上下方向平行布置的第一齿轮轴2与第二齿轮轴3，第一齿轮轴2上设有双联滑移齿轮，第二齿轮轴3上设有第三齿轮4与第四齿轮5，双联滑移齿轮包括与第三齿轮4相啮合的第一齿轮6及与第四齿轮5相啮合的第二齿轮7，齿轮箱体1内还集成有液压油缸8，液压油缸8的活塞81通过连接件9驱动双联滑移齿轮沿第一齿轮轴2的轴向滑动，以实现第一齿轮6与第三齿轮4相啮合或第二齿轮7与第四齿轮5相啮合的两种状态。
进一步的，连接件9由平行于第一齿轮轴2设置的拉杆91以及固定在拉杆91上的拨叉92组成，拉杆91与液压油缸8的活塞81相连，拨叉92的爪部与双联滑移齿轮相固定。拨叉92上方设有与拨叉92相固定的触碰支架10，齿轮箱体1上设有呈左右方向布置的第一接近开关11与第二接近开关12，第一齿轮6与第三齿轮4啮合时，触碰支架10与第一接近开关11接触，第二齿轮7与第四齿轮5啮合时，触碰支架10与第二接近开关12接触。第一接近开关11与第二接近开关12再将信号反馈给控制器，控制器控制液压油缸8是否进油。
触碰支架10整体呈U型，包括铅垂方向平行布置的第一板101和第二板102，第一板101与第二板102的底部设有连接第一板101与第二板102的第三板103，第三板103与拨叉92相固定，第一板101及第二板102分别与第一接近开关11及第二接近开关12相配合。
结合图1、3所示，所述的齿轮箱体1内的润滑油液面位于第一齿轮6与第二齿轮7下端之间，所述的第四齿轮5朝向第一齿轮6的侧面上设置向外抛出润滑油的渐开线状凹槽或凸起51；或者所述第四齿轮5的两个侧面上都设置向外抛出润滑油的渐开线状凹槽或凸起51。也就是图1中第四齿轮5的左右两侧面设置凹槽或凸起51，或者至少在左侧的表面设置凹槽或凸起51。这样第四齿轮5的侧面就类似于离心泵的叶轮，随着齿轮的转动，可以将润滑油向第一齿轮6与第二齿轮7之间的间隙引流；也向第二齿轮7下端引流，使得第二齿轮7与第四齿轮5之间充分润滑。第三齿轮4与第一齿轮6之间由第一齿轮6直接与润滑油接触润滑。整个箱体1内个部件润滑可靠。
因为润滑油液面较常规结构的位于箱体高度一半的位置显著降低，所以润滑油油压降低，在第一齿轮轴2、第二齿轮轴3与箱体1的轴密封处泄漏的风险显著降低。虽然凹槽或凸起51的运行会产生一定的噪音，但是在整个箱体1中，所产生的噪音远低于其他部件，所以外界是听不到的，并不会升高设备使用的整体噪音。
优选的，第一接近开关11与第二接近开关12分别通过第一接近开关支架13与第二接近开关支架14固定在齿轮箱体1上。
进一步的，第一齿轮6的直径大于第三齿轮4的直径，第二齿轮7的直径小于第四齿轮5的直径，第一齿轮6与第三齿轮4相啮合时，第二齿轮7与第四齿轮5处于分离状态；第二齿轮7与第四齿轮5相啮合时，第一齿轮6与第三齿轮4处于分离状态。也就是当第一齿轮6与第三齿轮4啮合工作时，第二齿轮7与第四齿轮5是分开的，第二齿轮7与第四齿轮5啮合工作时，第一齿轮6与第三齿轮4是分开的，这样在机床高速运转的过程中不会产生很大的噪音。
进一步的，如图2所示，液压油缸8包括油缸体82及设置在油缸体82前、后位置的油缸前盖83与油缸后盖84，油缸体82内设有活塞81，油缸前盖83上设有第一进油口85和第二进油口86，第一进油口85与无杆腔相连，第二进油口86与有杆腔相连。
本发明的工作原理如下：
如图1所示，齿轮箱体1内设有两级齿轮，分别是第一齿轮6与第三齿轮4、第二齿轮7与第四齿轮5，当第一齿轮6与第三齿轮4啮合时，机床低速运行；当第二齿轮7与第四齿轮5啮合时，机床高速运行，通过液压油缸8推动拨叉92来实现两对齿轮啮合位置的切换。
当液压油从第一进油口85进油，从第二进油口86出油时，液压油推动活塞81向右移动，活塞81带动拉杆91与拨叉92向右移动，此时双联滑移齿轮向右移动，直至第二齿轮7与第四齿轮5相啮合，当第二齿轮7与第四齿轮5啮合时，触碰支架10的第二板102与第二接近开关12相接触，第二接近开关12将信号反馈给控制器，此时油泵停止向第一进油口85进油，这样就使机床切换到了高速档；当液压油从第二进油口86进油，从第一进油口85出油时，液压油推动活塞81向左移动，活塞81带动拉杆91及拨叉92向左移动，此时双联滑移齿轮向左移动，直至第一齿轮6与第三齿轮4相啮合，当第一齿轮6与第三齿轮4啮合时，触碰支架10的第一板101与第一接近开关11相接触，第一接近开关11将信号反馈给控制器，此时油泵停止向第二进油口86进油，这样就使机床切换到了低速档。
本发明的有益效果在于：1)本发明的液压换挡装置可以使机床在不停机的情况下，自动在高速档与低速档中自由切换，提高了机床的自动化程序；2)换挡后，不工作的齿轮组是分离的，这样机床在高速运转过程中不会产生较大的噪音。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (3)
1.一种用于数控机床的液压换挡装置，包括齿轮箱体（1），箱体（1）内设置润滑油，其特征在于：所述的齿轮箱体（1）内设有上下方向平行布置的第一齿轮轴（2）与第二齿轮轴（3），所述的第一齿轮轴（2）上设有双联滑移齿轮，所述的第二齿轮轴（3）上设有第三齿轮（4）与第四齿轮（5），所述的双联滑移齿轮包括与第三齿轮（4）相啮合的第一齿轮（6）及与第四齿轮（5）相啮合的第二齿轮（7），所述的齿轮箱体（1）内还集成有液压油缸（8），所述液压油缸（8）的活塞（81）通过连接件（9）驱动双联滑移齿轮沿第一齿轮轴（2）的轴向滑动，以实现第一齿轮（6）与第三齿轮（4）相啮合或第二齿轮（7）与第四齿轮（5）相啮合的两种状态；
所述的连接件（9）由平行于第一齿轮轴（2）设置的拉杆（91）以及固定在拉杆（91）上的拨叉（92）组成，所述的拉杆（91）与液压油缸（8）的活塞（81）相连，所述拨叉（92）的爪部与双联滑移齿轮相固定；
所述的拨叉（92）上方设有与拨叉（92）相固定的触碰支架（10），所述的齿轮箱体（1）上设有呈左右方向布置的第一接近开关（11）与第二接近开关（12），所述的第一齿轮（6）与第三齿轮（4）啮合时，触碰支架（10）与第一接近开关（11）接触，所述的第二齿轮（7）与第四齿轮（5）啮合时，触碰支架（10）与第二接近开关（12）接触；
所述的触碰支架（10）整体呈U型，包括铅垂方向平行布置的第一板（101）和第二板（102），第一板（101）与第二板（102）的底部设有连接第一板（101）与第二板（102）的第三板（103），所述的第三板（103）与拨叉（92）相固定，所述的第一板（101）及第二板（102）分别与第一接近开关（11）及第二接近开关（12）相配合；
所述的齿轮箱体（1）内的润滑油液面位于第一齿轮（6）与第二齿轮（7）下端之间，所述的第四齿轮（5）朝向第一齿轮（6）的侧面上设置向外抛出润滑油的渐开线状凹槽或凸起（51）；或者所述第四齿轮（5）的两个侧面上都设置向外抛出润滑油的渐开线状凹槽或凸起（51）；
所述的液压油缸（8）包括油缸体（82）及设置在油缸体（82）前、后位置的油缸前盖（83）与油缸后盖（84），油缸体（82）内设有活塞（81），油缸前盖（83）上设有第一进油口（85）和第二进油口（86），所述的第一进油口（85）与无杆腔相连，所述的第二进油口（86）与有杆腔相连。
2.根据权利要求1所述的用于数控机床的液压换挡装置，其特征在于：所述的第一接近开关（11）与第二接近开关（12）分别通过第一接近开关支架（13）与第二接近开关支架（14）固定在齿轮箱体（1）上。
3.根据权利要求1所述的用于数控机床的液压换挡装置，其特征在于：所述第一齿轮（6）的直径大于第三齿轮（4）的直径，所述第二齿轮（7）的直径小于第四齿轮（5）的直径，第一齿轮（6）与第三齿轮（4）相啮合时，第二齿轮（7）与第四齿轮（5）处于分离状态；第二齿轮（7）与第四齿轮（5）相啮合时，第一齿轮（6）与第三齿轮（4）处于分离状态。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20171123 Address after: 450000 Henan city of Zhengzhou province Henan Zhengzhou trade zone area (Zheng Dong) Dongfeng East Road, No. 01 South Road Xikang building 26 layer 2615 Applicant after: Henan Goldman Sachs Management Consulting Co., Ltd. Address before: 245000 Anhui Province, Huangshan City Tunxi District Park Road No. 35 Mount Huangshan World Trade Building A1207 of oasis CF5 Applicant before: HUANGSHAN KAIXIN TECHNOLOGY CONSULTING CO., LTD. |
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Wan Xiaoping Inventor before: Hu Wenkai |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20180111 Address after: 414000 Hunan city of Yueyang Province Economic and Technological Development Zone, hi tech Park Kang Applicant after: YUEYANG ZHONGZHUO MACHINE TOOL MANUFACTURING CO., LTD. Address before: 450000 Henan city of Zhengzhou province Henan Zhengzhou trade zone area (Zheng Dong) Dongfeng East Road, No. 01 South Road Xikang building 26 layer 2615 Applicant before: Henan Goldman Sachs Management Consulting Co., Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Hydraulic gear shifting device used for numerically-controlled machine tool Effective date of registration: 20181122 Granted publication date: 20180323 Pledgee: Yueyang small and medium enterprise guarantee investment Co., Ltd. Pledgor: YUEYANG ZHONGZHUO MACHINE TOOL MANUFACTURING CO., LTD. Registration number: 2018430000108 |