CS217778B1 - Převodová skříň, zejména pro několikavřetenové soustruhy jedné typové řady - Google Patents

Abstract

Převodová skříň, zejména pro několikavřetenové soustruhy jedné typové řady, jejíž Část pro pohon pracovních vřeten i část pro·, pohon posuvů i rychloposuvů jsou vybaveny společným elektromotorem. Skříň je konstruována tak, aby po stránce výrobní vyžadovala co nejméně technologických operací a po· stránce technologicky užitné vykazovala co nejméně obměňovaných prvků, a. toi za předpokladu, že skříň je určena pro· celou typovou řadu strojů jednoho druhu. Zabezpečení ctáčkových řad na pracovních 'vřetenech stroje i posunových a rychlopOsuvových výstupních otáček skříně je dosahováno variabilně a vzájemně zaměnitelnými ozubenými koly.

Description

Převodová skříň, zejména pro několikavřetenové soustruhy jedné typové řady, jejíž Část pro pohon pracovních vřeten i část pro·, pohon posuvů i rychloposuvů jsou vybaveny společným elektromotorem. Skříň je konstruována tak, aby po stránce výrobní vyžadovala co nejméně technologických operací a po· stránce technologicky užitné vykazovala co nejméně obměňovaných prvků, a. toi za předpokladu, že skříň je určena pro· celou typovou řadu strojů jednoho druhu.

Zabezpečení ctáčkových řad na pracovních 'vřetenech stroje i posunových a rychlopOsuvových výstupních otáček skříně je dosahováno variabilně a vzájemně zaměnitelnými ozubenými koly.

pro několikavřetenové soustruhy jedné typové

I

Obr. 1

Vynález se týká převodové skříně, zejména pro několikavřetenové soustruhy jedné typové řady.

Snaha po zhospodárňování výroby sériově vyráběných výrobků vede především přes konstrukční příbuznost jednotlivých velikostí či typů, která má za účel využívat co nejmenšího počtu typů a rozměrů jejich jednotlivých prvků. Cílem vedoucím· přes normalizaci je unifikace prvků či 'součástí, ba i skupin či funkčních celků tak, aby byly použitelné u všech členů jedné typové řady výrobků.

Těmto snahám často brání odlišnost funkcí spočívající v technologickém užití takových výrobků. Typickými představiteli takových výrobků jsou obráběcí stroje a čím'větší má. být univerzálnost jejich technologického využití či využitelnosti, tím více vstupují do popředí podmínky požadující, aby často jinými prostředky bylo dosaženo stejného účinku, výsledku či funkčního výstupu, jako u typů třeba sousedících s daným typem jedné typové řady. To potom narušuje snahu o zmenšování počtu unifikovanýcii prvků, použitelných pro celou typoivou řadu výrobků, což nepříznivě ovlivňuje 1 ekonomické parametry jejich výroby. Řešení těchto problémů zapadá tedy do přímé souvislosti techniky a ekonomiky.

Jedním z celků, které u Obráběcích strojů velmi citelně ovlivňují nejen technologicky užitné, ale i technologicky výrobní vlastnosti stroje a ekonomiku jejich výroby, jsou převodové skříně, celky často velmi složité, obsahující tím, více hřídelů, jejich uložení a ozubenýoh kol, čím větší má být technologická univerzálnost jejich využití. Typickým představitelem obráběčích strojů, u nichž se tyto podmínky zvlášť markantně projevuji jako podmínky prvořadého 'významu, jsou několikavřetenové soustruhy, u nichž typové řady nezahrnují jenem typy lišící se výkony a velikostí, ale i typy zpracovávající tyčový i kusový materiál.

Snaha dosáhnout co nejvyšší unifikace konstrukčních prvků převodových skříní pro takové stroje zasahuje nejen jejich částí pro· pohon pracovních vřeten stroje, ale i části píro· pohon jejich posuvů a vede především k tomu, aby alespoň velikostně nejblíže sousedící si typy strojů byly vybaveny jednou převodovou skříní. To lze prakticky realizovat jen u dvou sousedících typů strojů jedné řady, takže pro další dvojici sousedících typů je třeba řešit a vyrábět jiný typ a rozměr převodové skříně. V některých případech se dá využít části převodové Skříně pro pohon posuvů pro větší počet členů jedné typové řady, ale tuto možnost značně komplikuje závislost těchto posuvů na otáčkách pracovních vřeten stroje, neboť obě částí převodové skříně jsou běžně poháněny společným hnacím elektromotorem.

Účelem vynálezu je posunout konstrukci převodové skříně univerzálních obráběcích strojů a zejména několikavřetehových soustruhů na další vyšší stupeň, aby počet typorozměrů jednotlivých jejich konstrukčních, prvků realizujících kinematické řetězce pohonu pracovních vřeten i posuvů stroje, byl dále redukován a technologičnctet výroby teto skříně byla ekonomicky ještě Výhodnější, přirozeně bez jakéhokoliv omezení tecnnologické uplatnitelnosti a pracovních možností strojů celé jedné typové řady.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že převodová skříň, sestávající z části pro pohon pracovních vřeten stroje a z části pro pohon posuvů a rychloposuvů jeho pracovních suportů, vybavených společným poháněcím elektromotorem, má prvý hřídel části pro pohon pracovních vřeten, opatřený spojkou, kinematicky svázán s druhým hřídelem téže části podle volby vždy jednou ze čtyř dvojic výměnných ozubených kol, a tento· druhý hřídel s třetím hřídelem vzájemně zaměnitelnými ozubenými koly s převodem uplatnitelným jednou jako převod do rychlá a podruhé jako převod do poimala, přičemž tento třetí hřídel, svázaný kinematicky s dutým hlavním, hřídelem stálým převodem ozubených kol pro jedny výstupní otáčky pracovních vřeten, je spojovatelný i s hřídelem souose uloženým v dutém hlavním hřídeli pro druhé výstupní otáčky nastavitelné na zvolených pracovních vřetenech stroje, a to alternativně bud stejně velikým, ozubeným kolem jako je větší výměnné ozubené kolo, nebo menším ozubeným kolem shodným s menším ozubeným kolem mezi druhým hřídelem a třetím hřídelem, vytvářejícím s dvojicemi těchto výměnných kol dvojitě vázané převody, nebo jinou dvojicí vzájemně zaměnitelných ozubených kol, zatímco* prvý hřídel posuvové části je vázán trvalým záběrem pro jednotlivé členy typové řady přímo určených ozubenýoh kol s druhým hřídelem části pro pohon pracovních vřeten 'a s druhým hřídelem části pro pohon posuvů — rozděleným na dvě souosé navzájem nezávislé 0točné části — dvěma dvojicemi trvale zabírajících ozubených kol, totiž jednou dvojicí pevně s hřídelemi spojených kol a druhou dvojicí ozubených kol oddělených od prvé dvojice volně otočným uložením· mezi dvěma částmi druhého hřídele této posuvové části, jejíž třetí hřídel — opět rozdělený na dva souosé vzájemně nezávisle otočné díly — je s předchozím druhým hřídelem pohybově vázán jednak převodem vzájemně zaměnitelných ozubených kol, jednak vždy jednou Z variabilně vyměnitelných dvojic ozubených kol pohybově spojujících protilehlé nezávisle volně otočné díly těchto hřídelů, z nichž je jeden nezávisle otočný díl kinematicky spojen přes předlohový hřídel, vázaný s třetím hřídelem opět vždy jednou z variabilně vyměnitelných dvojic ozubených kol, jednou trojicí nevýměnných ozubených kol dvojitě vázaného převodu s jednou spojkou spojkového· hřídele, vázaného druhou svou spojkou s předlohovým hřídelem druhou dvojicí ozubených kol, kterýžto spojkový hřídel je vázán prostřednictvím ozubeného kola, spínatelného podle volby vždy jednou ze spojek pro posuv či rychloposuv, a s ním spoluzabírajícího kola s náhonovým hřídelem opatřeným brzdou a prostřednictvím jeho· kuželového pastorku a kuželového kola s hřídelem šneku zabírajícího· še šnekovým kolem posuvového hřídele.

Výhody a pokrok této konlstrukce převodové skříně pro univerzální obráběcí stroje, zejména pro několikavřetenové soustruhy jedné typové řady, spočívají v tom, že umožňuje rozdílné přesazení řad otáčkových stupňů pracovních vřeten pří stejné velikosti posuvu pro daný otáčkový stupeň pracovních vřeten. Velikosti rychloposuvů pro jednotlivé členy typové řady je možno měnit výměnnými koly podle požadavků pracovního cyklu. Pro daný otáčkový stupeň pracovních vřeten lze stejných pracovních posuvů u jednotlivých členů typové řady strojů dosáhnout rovněž výměnnými koly. Toto konstrukční řešení umožňuje také snížení počtu os hřídelů a počtu ozubených kol při zachování daného počtu otáčkových stupňů pracovních vřeten o velikosti řady posuvů a rychloposuvů. Mimoto je skříň řešena pro jedny i pro· dvoje výstupní otáčky zařazovatelné podle volby na jednotlivá pracovní vřetena stroje v souladu s požadavky technologie obrábění dané součásti.

Tyto výhody vyniknou dále na podkladě popisu konkrétního řešení převodové Skříně pro několikavřetenové automatické soustruhy, které představuje jeden z příkladů uplatnění tohoto vynálezu u obráběcích strojů. Tento konkrétní příklad uplatnění vynálezu je znázorněn na výkresech, na .nichž je na obr. 1 rczvinutý řez převodovou skříní, na obr. 2 částečný rozvinutý řez znázorňující alternativní provedení skříně pro dvoje výstupní otáčky zařazovatelné podle volby na libovolná vřetena jednoho stroje a na obr. 3 schéma celé převodové skříně — jak její části pro pohon otáček pracovních vřeten, tak i pro pohon posuvů a rychloposuvů.

Pohon převodové skříně podle vynálezu je odvozován od elektromotoru 1 (obr. 1), jehož řemenice 2 spolu s druhou velkou řemenicí 3 a klínovými řemeny 4 realizujícími redukční převod 11, přenáší 'kroutící moment na prvý hřídel I části pro pohon pracovních vřeten stroje. (Pro označování hřídelů ja použito označování jejich .os.) Tento prvý hřídel I je .opatřen spojkou SI spínající a rozpínající pohon skříně a je s druhým hřídelem II téže části skříně kinematicky svázán dvojicí výměnných ozubených kol 11, 21. Pro pokrytí všech otáčkových stupňů pracovních vřeten stroje jedné čtyřčlenné typové řady je třeba čtyř dvojic těchto výměnných kol, tak volených, aby jimi utvářené převody i2, i3, i4, i5, v podstatě vždy do pomala, tvořily geometricky .odstupňovanou řadu, jejímž účelem je přesouvat v potřebném rozsahu řady výstupních otáček pracovních vřeten podle technologických požadavků jednotlivých členů typové řady strojů.

Z druhého hřídele II na třetí hřídel III této části převodové skříně je kroutící moment přenášen dvojicí vzájemně zaměnitelných ozubených kol 22, 32. Vzhledem k této jejich vzájemné zaměnitelnosti vytvářejí tato ozubená kola 22, 32 jednou převod do rychlá (obr. 1) a podruhé převod do pomala i6 (obr. 3). Pro vyplnění rozmezí mezi otáčkami třetího hřídele III produkovanými jednou převodem 16 a podruhé převodem je možno použít jiných převodů — ve schématu na obr. 3 sice blíže neoznačených, ale zakreslených, které opět budou realizovány vzájemně zaměnitelnými ozubenými koly, jejichž celkový počet dvojic včetně Ozubených kol 22, 32 — podle schéma převodové skříně na obr. 3, tedy podle popisovaného příkladu konkrétní aplikace vynálezu — je deset. Třetí hřídel III je s dutým hlavním hřídelem IV kinematicky vázán stálým převodem i7 ozubených koil 31, 41, takže výstupní počet otáčkových stupňů hlavního hřídele IV je totožný s počtem otáčkových stupňů třetího hřídele III. Na schématu znázorněném na obr. 3 je patrno, že tyto dvojice vzájemně zaměnitelných převodů tvoří spolu s převody 18 a geo1 metrickou řadu. Z tohoto schématu je dále patrné i to, že z hlavního hřídele IV se otáčky přenášejí na pracovní vřetena ještě dalším pevným převodem i8, který už není na obr. 1 zakreslen, protože tento představuje pouze řez převodovou skříní a nepostihuje už další vazbu přímo'· <s pracovními vřeteny stroje.

Alternativní řešení pro dvojí otáčky nastavitelné na libovolném pracovním vřetenu stroje představuje čárkovaný doplněk na obr. 1 a plně zakreslené situace na obr. 2. Z .nich je patrné, že dutým hlavním hřídelem IV je soucíse veden druhý plný hřídel IVa, který je s třetím hřídelem III části pro pohon pracovních vřeten stroje spojovatelný buď stejně velikým ozubeným kolem 141 (obr. 1) jako je větší výměnné .ozubené kolo 22 nebo menším ozubeným· kolem 32 z dvojice vzájemně zaměnitelných ozubených kol 22, 32 mezi druhým hřídelem II a třetím hřídelem III, vytvářejícím s dvojicemi těchto výměnných ozubených kol 22, 32 dvojitě vázané převody. Vazbu lze přirozeně realizovat i jinou dvojicí vzájemně zaměnitelných ozubených kol 33, 143 (obr. 2), které už dvojitě vázané převody nevytvářejí.

Pohon posuvů a rychloposuvů jednotlivých pracovních suportů stroje je odvozován druhou částí převodové skříně od druhého hřídele II, jejíž části pro pohoň pra217778 covních- vřeten stroje. . Prvý / hřídel 'V- této . posuvné části převodové s-kříně je vázán s druhým hřídelem' II části pro pohon pracovních/ vřeten trvale zabírajícími ozubenými / koly 23 a 53, přičemž jejich převod je volen vždý'ták,, aby na tomto prvém; hřídeli.//V posu.vbvé' ěáati převodové skříně vytvářely u všech' členů jedné typové řadý strojů stejné otáčky. Pro každého člena -typové řady strojů je tedy tento převod různý, -takže ve schématu převodů na obr. 3 jsou pro popisovaný přík lad typové řady několika vřetenových automatických soustruhů zakresleny čtyři, převody-181, i82, 183 a?; .184.· Tento .prvý hřídel V posuvové-části -je> s druhým hřídelem VI téže části převodové skříně spojen -dvěma dvojicemi trvale -spolu zabírajících kol o- různých převodech, Z toho; důvodu je tento .druhý hřídel VI rozdělen na/dvě. s.pu-. o-sé,; navzájem, nezávislé, otočné části Via, Vib ./(pbr..1). „Jednu z těchto .-.dvojic tvoří ózubená! -kola 51, 61,, z nichž prvé ozubené kolo 51. spoje;ié s prvým hřídelem V pánvové části převodové. skříně, zabírá ;,s; dni· hýui ozubeným kolem,6,1 prvé části Vía druhého hřídele,.VÍ,;. Druhá;dvojíce ;je tvořena ; ozubeným; kolem; 52 spojeným s prvým- hřídelem V této; posuvové části převodové sikří-. ně;;.a'.,ozubenýnjko-leťu 62. -druhé, části Vib; druhého, jej.ího'.;hříde.le. VI. Prvá dvojice' ozubených .kol· 31,; 61 vytváří; -redukční převod i51 a druhá dvojice ,,ozube,n.ých kol 52, 62 . převod do';řychla; 1.52..Tito. dr.uhý hřídel .VI;'· produkuje dvoje otáčky, které jsou pak přenášeny na třetí hřídel Vil (obr. lj, který je opět rozdělen na dva souosé navzájem nezávisle-.Otočné; díly Víla.-a VÍIb,.-Tento.přenos se .děj-s/dvojí cestou ..-—..jednou /se vytvářejí'/ ijtáčk-y /. othotex třetího . hřídele/. 'VII /pro pracovní posuvy .a druhou/.jeho otáčky..pro rychloposuvy//Posuvové otáčky.',: zp.r ostře ch. kuje;/dvojice, vzájemně ' zaměnitelných ; o-zuv berných 'kol: 63· 73 ,/s převodem uplatnitelným jednou jako převod do pomala i63?a podruhé' jako: převod do' .rychlá (obr. 3).

r to/;';..:y-.'·/;//·'/// ‘ i63 ;.·'/

Rychlpposuvové otáčky 'zprostředkuje pak sada .variabilně vyměnitělnýčh ozubených kol 64, 74 ná nezávisle otočných částech či díjeich Vib a VÍIb druhého hřídele Vi a třetího hřídele Vil posuvové části převodové skříně. Podle schématu převodů na obr. 3 je patrné, že tato- sada variabilně vyměnitelných ozubených kol 64, 74 je v daném případě tříčlenná — představuje tedy tři dvojice is převody iS4, IBS, iB6. Z třetího hřídele Víl jsou pak posuvové otáčky přenášeny na předlohový . hřídel. VIII, a to sadou . vzájemně zaměnitelných ozubených kol 71, 81 s převodem jednou uplatnitelným jako převod do pomala.17.1 a podruhé jako pře- ;

vod do rychlá —— ..

Pro pokrytí požadovaného počtu výstupních otáček posuvů jsou v sadě ještě další vzájemně zaměnitelná kola k realizaci převodů 172, Ϊ73, 174, i75, i76, Ϊ77, i78 a jejich reciprokými hodnotami

1 1 1 1

Í72 . Í73 i78 Í74 175 i76 .

a převodu i79, který je převodem 1 : 1. Z předlohového hřídele Vlil se otáčky přenášejí na spojkový hřídel IX, a to jednak ríá rychloposuvovou spojku S2, jejíž ozubené kóto 92 . je v přímém záběru s ozubeným kolem 82 předlohového hřídele VIII, které je poháněno- ozubeným kolem 72· dřůhéhici dílu Vlíb- třetího hřídele VII posuvové části převodové skříně, jednak na posavovou spojku S3-, jejíž ozubené kolo 93 přímo- zabírá s ozubeným kolem. 83 předlohového· hřídele VIII. Sepnutím spojky posuvové S3, případně řych. loposuvové spojky S2 se otáčení předlohového! hřídele VIII přenáší na spojkový hřídel IX, jehož pevně s ním spojené Ozubené kolo 91 zabírá -se stejně velkým ozubeným kolem 101 náhonového hřídele X vybaveného brzdou 5. Ozubenými koly 91, 101 je tedy realizován .převed i9 o velikosti 1 : 1, zatím co ozubenými koly 83, 93 je mezi předlohovým hřídelem VlH a spojkovým hřídelem IX realizován redukční převod ilO. Otáčky náhonového hřídele X se dále redukují kuželovými koly, totiž kuželovým pastorkem 102 a kuželovým kolem 112 hřídele XI šneku 113, který zabírá se šnekovým kole-m 114' (obr. Ϊ j -posuvdvého hřídele XII. -Mez-i kůže-/ lovým pastorkem102 a kuželovým kolem 112 je redukční převod ill a převod il2 m-eži šnekem 113 a šnekovým kolem 114 je rovněž redukční. /.'/'..

Tím, že jsou posuvy a /.rychloposuvy odvozovány od otáček hřídele části převodové skříně, která zabezpečil je pohon pracovních _: vřeten stroje, jsou velikosti posuvů tedy závislé i na otáčkách těchto- pracovních vřeten stroje. V do-lní části -schématu převodů na obr. 3 jsou vyznačeny rozsahy jednotlivých řad otáček pracovních vřeten. 01, 02, 03, 04 strojů dané typové řady, přičemž řada Pl posuvů a řada P2 rychloposuvů jsou zakresleny v ho,rní části tohoto schématu.

Claims (1)

1. Převodová skříň, zejména pro něfcolikavřetenové soustruhy jedné typové řády, sestávající z části pro pohon pracovních vřeten a z čásiti pro pohon posuvů a rychloposuvů pracovních suportů, kteréžto obě její části jsou vybaveny společným poháněcím elektromotorem, vyznačená tím, že prvý hřídel (lj části pro pohon pracovních vřeten — opatřený spojkou (Sl) — je s druhým hřídelem (II) téže části kinematicky svázán podle volby vždy jednou ze čtyř dvojic výměnných ozubených kol (11, 21) a tento druhý hřídel (II) s třetím hřídelem (III) vzájemně zaměnitelnými ozubenými koly (22, 32) s převodem uplatnitelným jednou jako převod do rychlá a podruhé jako· převod do pomala, přičemž tento třetí hřídel (III), svázaný kinematicky s dutým hlavním hřídelem (IV) stálým převodem ozubených kol (31, 41) pro jedny výstupní otáčky pracovních vřeten, je spojovatelný i s hřídelem (IVa), souose uloženým v dutém hlavním hřídeli (IV), pro· druhé výstupní otáčky nastavitelné na zvolených pracovních vřetenech stroje, a to alternativně -buď stejně velikým. ozubeným kolem (141), jako je větší výměnné ozubené kolo (22), nebo· menším ozubeným kolem shodným s menším ozubeným kolem (32) z dvojice vyměnitelných vzájemně zaměnitelných ozubených kol (22, 32) mezi druhým hřídelem (II) a třetím hřídelem (III), vytvářejícím s dvojicemi těchto výměnných kol (2.2, 32) dvojitě vázané převody, nebo jinou dvojicí vzájemně zaměnitelných ozubených kol (33, 143), zatímco prvý hřídel (V) posuvové části je vázán trvalým záběrem· pro jednotlivé členy typové řady přímo určených ozubených kol (23, 53) s druhým hřídelem (II) části pro pohon

   VYNÁLEZU pracovních vřeten a s druhým hřídelem (VI) části pro pohon posuvů — rozděleným ma dvě souosé navzájem nezávisle otočné části (Via, VIb) — dvěma dvojicemi trvale zabírajících ozubených kol, totiž jednou dvojicí pevně s hřídelemi spojených kol (51, 61) a druhou dvojicí ozubených kol (52, 62) oddělených od prvé dvojice volně otočným uložením mezi oběma částmi (Via, VIb) druhého hřídele (VI) této posuvové části, jejíž třetí hřídel (VII) — opět rozdělený na dva souosé navzájem nezávisle otočné díly (Vila, Vllhj —· je s předchozím· druhým· hřídelem (VI) pohybově vázán jednak pevným převodem vzájemně zaměnitelných ozubených kol (63, 73), jednak vždy jednou z variabilně vyměnitelných dvojic ozubených kol (64, 74) pohybově spojujících protilehlé nezávisle volně otočné díly (VIb, Vllb) těchto hřídelů, z nichž je jeden nezávisle otočný díl (Vllb) kinematicky spojen přes předlohioivý hřídel (VIII), vázaný s třetím hřídelem (VII) opět vždy jednou z variabilně vyměnitelných dvojic ozubených kol (71, 81), jednou trojící nevýměnných ozubených kol (72, 82, 92) dvojitě vázaného převodu s jednou spojkou (S2) spojkového hřídele (IX), vázaného druhou svou spojkou (S3) s předlohovým hřídelem· (VIII) druhou dvojicí ozubených kol (83, 93), kterýžto spioljkoivý hřídel (IX) je vázán prostřednictvím ozubeného kola (91), spina,telného podle volby vždy jednou ze spojek (S3, S2) pro¹ posuv či rychloposuv, a s ním spoluzabírajícíhio' kola (101) s náhonovým hřídelem (X) opatřeným brzdou (5) a prostřednictvím jeho kuželového pastorku (102) a kuželového kola (112) s hřídelem šneku (113) zabírajícího se šnekovým kolem (114) posuvového hřídele (XII).