CZ20041100A3 - Posuvový mechanismus suportu velkého obrábecího stroje - Google Patents

Abstract

Posuvový mechanismus je opatren hnacím ústrojím, kulickovým sroubem tvoreným závitovým hrídelem (6)s kulickovou maticí (7) a brzdou pro rychlé zastavení. Kulicková matice (7) je upevnena v maticovémpouzdre (8) otocne ulozeném v telese (10) saní suportu (3), ke kterému je pripevnena pevná cást (14) brzdy a je napojena na hnací ústrojí. Závitový hrídel (6) je usporádán v pruchozím otvoru posuvné cásti (13) brzdy, je ulozen neposuvne ve smeru svépodélné osy vuci telesu (10) saní suportu (3) a je podepren alespon dvema posuvnými podporami (16).Hnací ústrojí je tvoreno servomotorem (11) a remenovým prevodem (12) napojeným na maticové pouzdro (8) a je opatreno snímacem poruchy napojeným na ovládací prvky posuvné cásti (13) brzdy. Brzdou je hydraulicky ovládaná kuzelová brzda, jejíz posuvná cást (13) je opatrena kuzelovým otvorem (18) a maticové pouzdro (8) je opatreno kuzelovým ukoncením (17) privráceným ke kuzelovému otvoru (18). Závitový hrídel (6) je v posuvných podporách (16) usporádán v excentrických pouzdrech (25). Posuvné podpory (16) jsou ulozeny na lineárních vedeních (22) upevnených v telese prícníku (2) a jsou vzájemne propojeny taznými tycemi (23).

Description

kuličkovým šroubem tvořeným závitovým hřídelem (6) s kuličkovou maticí (7) a brzdou pro rychlé zastavení. Kuličková matice (7) je upevněna v maticovém pouzdře (8) otočně uloženém v tělese (10) saní suportu (3), ke kterému je připevněna pevná část (14) brzdy a je napojena na hnací ústrojí. Závitový hřídel (6) je uspořádán v průchozím otvoru posuvné části (13) brzdy, je uložen neposuvně ve směru své podélné osy vůči tělesu (10) saní suportu (3) aje podepřen alespoň dvěma posuvnými podporami (16). Hnací ústrojí je tvořeno servomotorem (11) a řemenovým převodem (12) napojeným na maticové pouzdro (8) aje opatřeno snímačem poruchy napojeným na ovládací prvky posuvné části (13) brzdy. Brzdou je hydraulicky ovládaná kuželová brzda, jejíž posuvná část (13) je opatřena kuželovým otvorem (18) a maticové pouzdro (8) je opatřeno kuželovým ukončením (17) přivráceným ke kuželovému otvoru (18). Závitový hřídel (6) je v posuvných podporách (16) uspořádán v excentrických pouzdrech (25). Posuvné podpory (16) jsou uloženy na lineárních vedeních (22) upevněných v tělese příčníku (2) a jsou vzájemně propojeny tažnými tyčemi (23).

V 2.00 - O/oo

Posuvový mechanismus suportu velkého obráběcího stroje

Oblast techniky

Vynález se týká posuvového mechanismu suportu velkého obráběcího stroje, zejména svislého soustruhu, přičemž posuvový mechanismus je opatřen hnacím ústrojím, kuličkovým šroubem tvořeným závitovým hřídelem s kuličkovou maticí a brzdou pro rychlé zastavení.

Dosavadní stav techniky

Na pohony posuvů velkých a těžkých obráběcích strojů jsou kladeny stále větší požadavky. Především se jedná o požadavek vysokých rychlostí, vysokých výkonů v širokém rozsahu otáček, přesnosti polohování a v neposlední řadě co největší délky posuvu poháněné části obráběcího stroje.

V současné době je známo několik posuvových mechanismů, které zajišťují posuv suportů velkých obráběcích strojů.

První, který dnes již ustupuje, využívá k zajištění posuvu suportu kluzného šroubu a matice. Nevýhodou tohoto řešení je nízká rychlost posuvu, malá účinnost a značné opotřebení převodových prvků.

Další možností je pohon posuvu pomocí pastorku a ozubeného hřebene. Toto řešení je používáno především tam, kde je požadována velká délka zdvihu. Bez vymezení vůlí je však pohon značně nepřesný. Výhodou je vysoká účinnost ale menší tuhost. Pro bezvůlový chod pastorku a hřebene se dnes využívá pohonu typu Master - Slavě.

Třetí možností pohonu posuvu suportu je použití kuličkového šroubu tvořeného závitovým hřídelem s kuličkovou maticí. Výhodou tohoto řešení je vysoká účinnost, minimální oteplování posuvového mechanismu během provozu, možnost úplného odstranění vůle a malé opotřebení zatěžovaných prvků. Omezujícím hlediskem je však délka závitového hřídele a tím délka pojezdu suportu, neboť při větší délce závitového hřídele může dojít k průhybu hřídele jeho vlastní hmotností. V případě rotujícího závitového hřídele je omezující veličinou též hodnota jeho kritických otáček.

• · · · • · ·· «· ♦ • » • · · • · · · ·

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje posuvový mechanismus velkého obráběcího stroje, zejména svislého soustruhu, opatřený hnacím ústrojím, kuličkovým šroubem tvořeným závitovým hřídelem s kuličkovou maticí, a dále opatřený brzdou pro rychlé zastavení, v provedení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že kuličková matice je upevněna v maticovém pouzdře otočně uloženém v tělese saní suportu, ke kterému je připevněna pevná část brzdy, a je napojena na hnací ústrojí, zatímco závitový hřídel je uspořádán v průchozím otvoru posuvné části brzdy, je uložen neposuvně ve směru své podélné osy vůči tělesu saní suportu a je podepřen alespoň dvěma posuvnými podporami.

V jednom z konkrétních provedení je hnací ústrojí tvořeno servomotorem a řemenovým převodem napojeným na maticové pouzdro.

Hnací ústrojí je opatřeno snímačem poruchy napojeným na ovládací prvky posuvné části brzdy.

Je výhodné, jestliže brzdou je hydraulicky ovládaná kuželová brzda, jejíž posuvná část je opatřena kuželovým otvorem, a maticové pouzdro je opatřeno kuželovým ukončením přivráceným ke kuželovému otvoru posuvné části brzdy.

Závitový hřídel je na obou koncích otočně uložen v domcích pevně spojených s tělesem příčníku a je opatřen zajišťovacími prvky proti samovolnému otáčení.

Z důvodu minimalizace zatížení posuvných podpor vlastní hmotností závitového hřídele je závitový hřídel v posuvných podporách uspořádán v excentrických pouzdrech.

V konkrétním provedení jsou posuvné podpory uloženy na lineárních vedeních upevněných v tělese příčníku.

Posuvné podpory jsou vzájemně propojeny tažnými tyčemi, přičemž první posuvná podpora je přes pružný doraz v dotyku s tělesem saní suportu, kterým volně procházejí tažné tyče spojené s druhou posuvnou podporou.

·· · · • · · · · • · · · • · · · · • · · · • * »· · • · • · · • · · · · • · • · ·

Posuvový mechanismus podle vynálezu umožňuje dosáhnout vysoké přesnosti poloho vání posunované části obráběcího stroje, vysokého výkonu v širokém rozsahu, velké posuvové rychlosti a značné délky posuvu. To je umožněno tím, že pro zajištění posuvu je použit přesný kuličkový šroub, jehož délka nemusí být omezena. Podepření závitového hřídele kuličkového šroubu posuvnými podporami umožňuje minimalizovat průhyb závitového hřídele vlivem jeho hmotnosti a tím eliminovat nežádoucí zatížení kuličkové matice radiální silou. Změnou počtu posuvných podpor a změnou jejich vzájemné polohy lze kompenzovat velikost průhybu závitového hřídele na potřebnou hodnotu. Změnou excentricity excentrických pouzder, prostřednictvím kterých je závitový hřídel v posuvných podporách uložen, lze do jisté míry měnit též průhyb závitového hřídele i zatížení posuvných podpor.

Přehled obrázků na výkresech

Posuvový mechanismus suportu velkého obráběcího stroje podle vynálezu je schematicky znázorněn na připojených výkresech. Na obr. 1 je svislý soustruh, u kterého je použit posuvový mechanismus, v bokorysu, obr. 2 znázorňuje část příčníku bez krytování s posuvovým mechanismem, v částečném pohledu, na obr. 3 je zobrazen náhon kuličkové matice a uspořádání brzdy, v částečném podélném řezu, obr. 4 znázorňuje uložení závitového hřídele v posuvných podporách, opět v částečném podélném řezu, a na obr. 5 je posuvná podpora kuličkového šroubu včetně jejího vedení, v bočním pohledu a částečném příčném řezu.

Příklady provedení vynálezu

Velký obráběcí stroj, např. svislý soustruh, je tvořen rámem i, po kterém se ve svislém směru přestavuje příčník 2 chráněný proti poškození teleskopickými kryty, po příčníku 2 se ve vodorovném směru pohybuje suport 3, z něhož se ve svislém směru vysouvá smykadlo 4. Po odjetí suportem 3 na konec příčníku 2 je možno ve smykadle 4 automaticky vyměnit nástroj ze zásobníku 5. Obrobek se upíná na upínací desku spojenou s rámem I stroje.

• 9 *« ··

9 9 ·

9 99

9 9 9 9 • 9 9 9

9

9 9

9 9 9

9 9 9 9 • · 9

9

Posuvový mechanismus suportu 3 sestává z hnacího ústrojí, z kuličkového šroubu tvořeného závitovým hřídelem 6 s kuličkovou maticí 7 a z hydraulicky ovládané kuželové brzdy pro rychlé nouzové zastavení. Poháněna je kuličková matice 7, která je upevněna v maticovém pouzdře 8 otočně uloženém pomocí přesných vřetenových ložisek 9 v tělese ΙΌ saní suportu 3. Hnací ústrojí sestává ze servomotoru 11 a řemenového převodu 12 napojeného na maticové pouzdro 8. Závitový hřídel 6, na kterém je kuličková matice 7 uložena, je umístěn v průchozím otvoru posuvné části 13 brzdy, jejíž pevná část 14 je připevněna k tělesu 10 saní suportu 3. Závitový hřídel 6 je na obou koncích uložen v domcích 15 pevně spojených s tělesem příčníku 2 a je podepřen posuvnými podporami 16.

Maticové pouzdro 8 je opatřeno kuželovým ukončením 17 přivráceným ke kuželovému otvoru 18 posuvné části 13 brzdy. Hnací ústrojí je opatřeno snímačem poruchy napojeným na ovládací prvky brzdy. Při bezporuchovém provozu je posuvná část 13 brzdy držena v zadní poloze pružinami 19. Při poruše pohonu, např. přetržení řemene, je brzda aktivována. Tlakem oleje na píst hydraulického ovládání brzdy je překonána síla pružin 19 a posuvná část 13 brzdy s kuželovým otvorem 18 je naražena na kuželové ukončení 17 maticového pouzdra 8, čímž dojde k okamžitému zastavení otáčení kuličkové matice 7. Tlakem oleje na opačnou stranu pístu pak dojde k vyražení posuvné části 13 z kuželového ukončení 17 maticového pouzdra 8.

Závitový hřídel 6 je v domcích 15 uložen ve valivých ložiskách 20. Proti samovolnému otáčení je zajištěn dvěma nástrčnými pery 21. Po odstranění nástrčných per 21 je možno závitovým hřídelem 6 ručně otáčet. Závitový hřídel 6 je podepřen dvěma posuvnými podporami 16, které jsou uloženy na lineárních vedeních 22 upevněných v tělese příčníku 2. Posuvné podpory 16 jsou vzájemně propojeny tažnými tyčemi 23 a jejich pohyb je zajišťován tak, že první posuvná podpora 16 je tlačena přes pružný doraz 24 tělesa 10 saní suportu 3 a druhá posuvná podpora 16 je tažena tažnými tyčemi 23, které tělesem 10 saní suportu 3 volně procházejí. Pro delší posuvy je možno použít více posuvných podpor 16.

Závitový hřídel 6 je v posuvných podporách 16 umístěn v plastových excentrických pouzdrech 25. Tato pouzdra 25 jsou excentrická o naměřenou potřebnou hodnotu tak, aby došlo k minimalizaci průhybu závitového hřídele 6 jeho vlastní hmotností a tím k eliminování nežádoucího zatížení kuličkové matice 2 radiální silou, a aby byly co nejméně zatíženy posuvné podpory 16. Změnou excentricity lze do jisté míry měnit jak průhyb závitového «« · ♦ · 9 · • 9 99

9 9 9 9

9 9 9

99 » » ·· « • * · * · « « • « · « · · • * ♦ · · ···· * · · · ♦ • · < · · · « · * hřídele 6, tak i zatížení posuvných podpor 16. Velikost průhybu závitového hřídele 6 lze kompenzovat na potřebnou hodnotu změnou počtu posuvných podpor 16 a jejich vzájemnou polohou.

Průmyslová využitelnost

Posuvový mechanismus podle vynálezu je určen zejména pro posuv suportů velkých a těžkých obráběcích strojů.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (7)

1. Posuvový mechanismus suportu velkého obráběcího stroje, zejména svislého soustruhu, opatřený hnacím ústrojím, kuličkovým šroubem tvořeným závitovým hřídelem s kuličkovou maticí, a dále opatřený brzdou pro rychlé zastavení, vyznačující se tím, že kuličková matice (7) je upevněna v maticovém pouzdře (8) otočně uloženém v tělese (10) saní suportu (3), ke kterému je připevněna pevná část (14) brzdy, a je napojena na hnací ústrojí, zatímco závitový hřídel (6) je uspořádán v průchozím otvoru posuvné části (13) brzdy, je uložen neposuvně ve směru své podélné osy vůči tělesu (10) saní suportu (3) a je podepřen alespoň dvěma posuvnými podporami (16).

2. Posuvový mechanismus podle nároku 1vyznačující se tím, že hnací ústrojí je tvořeno servomotorem (11) a řemenovým převodem (12) napojeným na maticové pouzdro (8).

3. Posuvový mechanismus podle nároku 1., vyznačující se tím, že hnací ústrojí je opatřeno snímačem poruchy napojeným na ovládací prvky posuvné části (13) brzdy.

4 · 4 4 4 4 4 · 4

44 44 444 444 44 ·

8. Posuvový mechanismus podle nároku 7., vyznačující se tím, že posuvné podpory (16) jsou vzájemně propojeny tažnými tyčemi (23), přičemž první posuvná podpora (16) je přes pružný doraz (24) v dotyku s tělesem (10) saní suportu (3), kterým volně procházejí tažné tyče (23) spojené s druhou posuvnou podporou (16).

é-r

4 44 44 4 4 44 44444

4. Posuvový mechanismus podle nároku 1., vyznačující se tím, že brzdou je hydraulicky ovládaná kuželová brzda, jejíž posuvná část (13) je opatřena kuželovým otvorem (18), a maticové pouzdro (8) je opatřeno kuželovým ukončením (17) přivráceným ke kuželovému otvoru (18) posuvné části (13) brzdy.

5. Posuvový mechanismus podle nároku 1., vyznačující se tím, že závitový hřídel (6) je na obou koncích otočně uložen v domcích (15) pevně spojených s tělesem příčníku (2) a je opatřen zajišťovacími prvky proti samovolnému otáčení.

6. Posuvový mechanismus podle nároku 1., vyznačující se tím, že závitový hřídel (6) je v posuvných podporách (16) uspořádán v excentrických pouzdrech (25).

7. Posuvový mechanismus nároku podle nároku 1., vyznačující se tím, že posuvné podpory (16) jsou uloženy na lineárních vedeních (22) upevněných v tělese příčníku (2).

44 »4 * · ·· 4

4444 ·4 44 444

44 44 4 4 444«

7>t/ Ζ&(%· ·· ·· ♦ 99 9