CN201632862U - 拉簧凸轮组合恒力平衡装置 - Google Patents

拉簧凸轮组合恒力平衡装置 Download PDF

Info

Publication number
CN201632862U
CN201632862U CN2010201385511U CN201020138551U CN201632862U CN 201632862 U CN201632862 U CN 201632862U CN 2010201385511 U CN2010201385511 U CN 2010201385511U CN 201020138551 U CN201020138551 U CN 201020138551U CN 201632862 U CN201632862 U CN 201632862U
Authority
CN
China
Prior art keywords
cam
wire rope
constant force
spring
rolling wheel
Prior art date
Application number
CN2010201385511U
Other languages
English (en)
Inventor
张四弟
金茜
杨征宇
Original Assignee
南京工程学院
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 南京工程学院 filed Critical 南京工程学院
Priority to CN2010201385511U priority Critical patent/CN201632862U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN201632862U publication Critical patent/CN201632862U/zh

Links

Abstract

一种拉簧凸轮组合恒力平衡装置,它包括弹簧(1)、连接钢丝绳(2)、变臂凸轮(3)、同步卷轮(4)、回转轴(8)、滑轮组(5)和变向钢丝绳(6),弹簧(1)的一端连接在基座上,另一端通过连接钢丝绳(2)与变臂凸轮(3)相连,同步卷轮(4)和变臂凸轮(3)安装在回转轴(8)上,变向钢丝绳(6)的一端与同步卷轮(4)连接,另一端绕过滑轮组(5)与运动部件(7)连接。本实用新型采用弹簧和变臂凸轮组合提供平衡恒定力矩,可以有效减少导轨及传动丝杆的变形和磨损,消除垂直或倾斜机床调整时的前倾以及由此引起的立柱底座的翘曲变形,克服运动部件的偏重对机床精度的影响,且不受机械失灵、中途停电等影响。

Description

拉簧凸轮组合恒力平衡装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种平衡技术,具体说是一种依靠变臂凸轮对螺旋拉簧长度变化 引起的平衡拉力进行补偿,从而提供平衡所需要的恒定拉力,对机床等的垂直或倾斜传动 运动部件重力进行平衡的一种装置。
背景技术
[0002] 机床装备作为战略性产业,一直以来受到世界各国的高度重视。近年来机床装备
向着数字化、高速化、高精化、智能化......方向发展。数控机床进给传动普遍采用滚珠丝
杆副,由于滚珠丝杆副逆向传动效率很高,不能自锁,因此,当用于垂直或倾斜传动时,如果 传动中断或停电,会因运动部件自重而产生逆传动,导致运动部件下冲而造成事故。
[0003] 目前的数控机床垂直或倾斜传动平衡方案主要有重锤平衡、气液平衡和摩擦制动 平衡,这些方案都存在一定的不足之处。重锤平衡虽然结构简单,安全可靠,但是会大大增 加机床重量和运动部件惯量,后者对高速化数控机床进给伺服系统是个极其重要的参数, 运动部件惯量的增加将严重影响进给速度的提高。气液平衡克服了部分重锤平衡的不足, 但其技术相对复杂,成本高,动力消耗大,技术经济性及可靠性相对不够理想。摩擦制动平 衡则无法改善导轨及传动丝杆的变形和磨损,也不能解决垂直或倾斜传动机床调整时的前 倾以及由此引起的立柱底座的翘曲变形等问题。
发明内容
[0004] 本实用新型的目的是针对目前数控机床垂直或倾斜传动中存在的问题,提出一种 依靠螺旋拉簧和变臂凸轮卷轮组合体等组成的恒力平衡装置,可用于数控机床等的垂直或 倾斜传动中对运动部件重力进行平衡。
[0005] 本实用新型的技术方案是:
[0006] 一种拉簧凸轮组合恒力平衡装置,它包括弹簧、连接钢丝绳、变臂凸轮、同步卷轮、 回转轴、滑轮组和变向钢丝绳,所述的弹簧的一端安装连接在恒力平衡装置的基座上,另一 端通过连接钢丝绳与变臂凸轮相连,同步卷轮和变臂凸轮均安装在回转轴上,变向钢丝绳 的一端与同步卷轮连接,另一端绕过滑轮组与运动部件即恒力平衡装置的平衡对象连接。
[0007] 本实用新型的回转轴通过回转支承架安装在恒力平衡装置的基座上。
[0008] 本实用新型的有益效果:
[0009] 本实用新型采用弹簧和变臂凸轮组合提供平衡恒定力矩,可以有效减少导轨及传 动丝杆的变形和磨损,消除垂直或倾斜机床调整时的前倾以及由此引起的立柱底座的翘曲 变形,克服运动部件的偏重对机床精度的影响,且不受机械失灵、中途停电等影响,此外,本 装置结构简单,安全、可靠、经济,尤其是在高速运动场合,可以有效减少运动部件惯量,提 高高速运动性能。附图说明
[0010] 图1是本实用新型的结构示意图。 具体实施方式
[0011] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0012] 如图1所示,一种拉簧凸轮组合恒力平衡装置,它包括弹簧1、连接钢丝绳2、变臂 凸轮3、同步卷轮4、回转轴8、滑轮组5和变向钢丝绳6,所述的弹簧1的一端安装连接在恒 力平衡装置的基座上,另一端通过连接钢丝绳2与变臂凸轮3相连,连接钢丝绳2缠绕在变 臂凸轮3的径向工作面上,连接钢丝绳2的长度应满足最大运动范围的需要,即应大于变臂 凸轮径向工作面摆动的最大弧长,以避免弹簧1缠绕。同步卷轮4和变臂凸轮3均安装在 同一回转轴8上,可以实现同步旋转,该回转轴8通过回转支承架安装在基座上。变向钢丝 绳6的一端与同步卷轮4连接,另一端绕过滑轮组5变向后与运动部件7即恒力平衡装置 的平衡对象连接。
[0013] 本实用新型的运动部件7即恒力平衡装置的平衡对象运动到不同位置时,通过变 向钢丝绳6带动同步卷轮4和变臂凸轮3组合体同步旋转,引起弹簧1的伸长量与其作用力 臂的线性反比例变化,从而使作用力矩保持不变,再通过同步卷轮4转化,实现恒力平衡。
[0014] 具体实施时:
[0015] 设运动部件7重为W,忽略各运动副间的摩擦作用
[0016]则:N = W (1)
[0017] T = Kx (2)
[0018] 其中:X为弹簧总伸长量
[0019] 为了确保运动部件在任意位置均能实现平衡,变臂凸轮3处于任意角度时均须满 足力矩平衡:
[0020] EM = O
[0021] 艮 P:NR = Tp (3)
[0022] 将式(1)和⑵代入式(3)得:
[0023] WR = Kx P
[0024] 其中运动部件7重力W、同步卷轮4的半径R、弹簧的刚度系数K对于给定的具体 装置均为常量。
[0025] 所以有:
[0026] xp =WR/K=常量
[0027] 从图1可见,在忽略连接钢丝绳2与弹簧1摆动对ab影响的情况下有:Δ χ = s
[0028] 由χρ =常量得:
[0029] xp = X0P 0
[0030] 而 χ = X0+ Δ χ = x0+s
[0031]贝丨J :x0P 0 = P (x0+s)
[0032]即:ρ = X0 ρ 0/ (x0+s) (4)
[0033] 对于同步卷轮4和变臂凸轮3的组合体,在s行程下的摆角为:
[0034] θ = 360s/2 π R (5)
4[0035] 依据式(4)和(5)即可进行变臂凸轮线型的设计。
[0036] 本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (2)

  1. 一种拉簧凸轮组合恒力平衡装置,其特征是它包括弹簧(1)、连接钢丝绳(2)、变臂凸轮(3)、同步卷轮(4)、回转轴(8)、滑轮组(5)和变向钢丝绳(6),所述的弹簧(1)的一端连接在恒力平衡装置的基座上,另一端通过连接钢丝绳(2)与变臂凸轮(3)相连,同步卷轮(4)和变臂凸轮(3)均安装在回转轴(8)上,变向钢丝绳(6)的一端与同步卷轮(4)连接,另一端绕过滑轮组(5)与运动部件(7)即恒力平衡装置的平衡对象连接。
  2. 2.根据权利要求1所述的拉簧凸轮组合恒力平衡装置,其特征是所述的回转轴(8)通 过回转支承架安装在恒力平衡装置的基座上。
CN2010201385511U 2010-03-23 2010-03-23 拉簧凸轮组合恒力平衡装置 CN201632862U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010201385511U CN201632862U (zh) 2010-03-23 2010-03-23 拉簧凸轮组合恒力平衡装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010201385511U CN201632862U (zh) 2010-03-23 2010-03-23 拉簧凸轮组合恒力平衡装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN201632862U true CN201632862U (zh) 2010-11-17

Family

ID=43077340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010201385511U CN201632862U (zh) 2010-03-23 2010-03-23 拉簧凸轮组合恒力平衡装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN201632862U (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103894865A (zh) * 2014-03-25 2014-07-02 浙江大学 一种用于对叠层材料进行制孔的数控五坐标机床
CN105485281A (zh) * 2016-01-06 2016-04-13 清华大学 一种非线性凸轮弹簧组合机构
CN105650221A (zh) * 2016-03-22 2016-06-08 四川大学 一种凸轮恒力机构
CN106181642A (zh) * 2016-08-27 2016-12-07 周丐社 一种五金制作用水泥钉大批量打磨装置
CN106643487A (zh) * 2015-08-31 2017-05-10 株式会社三丰 测量装置
CN107738275A (zh) * 2017-10-31 2018-02-27 上海理工大学 一种机械臂重力补偿的凸轮拉簧机构
CN109940659A (zh) * 2019-03-28 2019-06-28 东南大学 一种用于机械臂重力矩补偿的柔索驱动弹性机构
CN110434411A (zh) * 2019-08-13 2019-11-12 南京工程学院 一种卧轴摆动双向偏载平衡装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103894865A (zh) * 2014-03-25 2014-07-02 浙江大学 一种用于对叠层材料进行制孔的数控五坐标机床
CN106643487A (zh) * 2015-08-31 2017-05-10 株式会社三丰 测量装置
CN105485281A (zh) * 2016-01-06 2016-04-13 清华大学 一种非线性凸轮弹簧组合机构
CN105650221A (zh) * 2016-03-22 2016-06-08 四川大学 一种凸轮恒力机构
CN106181642A (zh) * 2016-08-27 2016-12-07 周丐社 一种五金制作用水泥钉大批量打磨装置
CN107738275A (zh) * 2017-10-31 2018-02-27 上海理工大学 一种机械臂重力补偿的凸轮拉簧机构
CN109940659A (zh) * 2019-03-28 2019-06-28 东南大学 一种用于机械臂重力矩补偿的柔索驱动弹性机构
CN110434411A (zh) * 2019-08-13 2019-11-12 南京工程学院 一种卧轴摆动双向偏载平衡装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201198136Y (zh) 一种关节型搬运机器人
CN200980019Y (zh) 活塞杆直线运动控制伺服电动缸
CN201176342Y (zh) 收卷装置
CN103423070B (zh) 波浪动力系统的复位弹簧调节装置和方法
CN103562482B (zh) 吊门装置和具有该吊门装置的门装置
CN101061053A (zh) 电梯调速装置
CN102847747A (zh) 一种拉丝机用双顶尖收线机
CN202097602U (zh) 一种落地镗铣床主轴箱的平衡装置
CN204381075U (zh) 夹送辊装置
CN202785168U (zh) 曳引电梯钢丝绳组的均力机构
CN102101128B (zh) 一种双向可控活套系统
CN206307865U (zh) 一种电梯夹轨器
CN102441757A (zh) 全液压升降倾斜翻转变位机构
CN103832936B (zh) 塔机的起重力矩平衡系统
CN202245847U (zh) 一种配重装置及工程机械
CN202384953U (zh) 一种定子绕线嵌线一体机中的绕线装置
CN201703935U (zh) 一种限速器绳弹性张紧装置
CN102873573B (zh) 大功率电主轴的强力五轴联动摆头机构
CN105819299A (zh) 一种施工升降机
CN101214663A (zh) 用于机械臂的柔性可控机构
CN201165452Y (zh) 新型天车防跳槽挡绳器
CN101359815A (zh) 张力放线用滑车
CN101781970A (zh) 一种用于旋挖钻机的钢丝绳导向装置和旋挖钻机
CN105583829B (zh) 一种基于钢丝拉动的仿真机械手指
CN104897378B (zh) 摆动疲劳试验装置

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20101117

Termination date: 20140323