CZ299631B6 - Posuvový mechanismus, zejména pro sane suportu upravené na prícníku velkého obrábecího stroje, jako je svislý soustruh - Google Patents

Abstract

Posuvový mechanismus sestává z hnacího ústrojí napojeného na maticové pouzdro (8), které je otocne uložené ve válcové dutine telesa (10) saní suportu(3) a které je pevne spojené s kulickovou maticí (7) usporádanou na závitovém hrídeli (6), a z brzdy pro rychlé zastavení. Ve válcové dutine telesa (10) saní suportu (3) je upevnena pevná cást (14) brzdy, v níž je podélne posuvne usporádána, závitový hrídel (6) obepínající, posuvná cást (13) brzdy,urcená k zastavení maticového pouzdra (8). Závitový hrídel (6) je uložen podélne neposuvne v prícníku (2) a je podepren alespon dvema na prícníku (2)usporádanými posuvnými podporami (16). Hnací ústrojí je opatreno snímacem poruchy napojeným na ovládací prvky posuvné cásti (13) brzdy. Brzdou je hydraulicky ovládaná kuželová brzda, jejíž posuvná cást (13) je opatrena kuželovým otvorem (18) a maticové pouzdro (8) je opatreno kuželovým ukoncením (17) privráceným ke kuželovému otvoru (18). Závitovýhrídel (6) je v posuvných podporách (16) usporádán v excentrických pouzdrech (25). Posuvné podpory (16) jsou uloženy na lineárních vedeních (22) upevnených v telese prícníku (2) a jsou vzájemne propojeny tažnými tycemi (23).

Description

Posuvový mechanismus, zejména pro saně suportu upravené na příčníku velkého obráběcího stroje, jako je svislý soustruh

Oblast techniky

Vynález se týká posuvového mechanismu, zejména pro saně suportu upravené na příčníku velkého obráběcího stroje, jako svislý soustruh, sestávajícího z hnacího ústrojí napojeného na maticové pouzdro, které je otočně uložené ve válcové dutině tělesa saní suportu a které je pevně spojené s kuličkovou maticí uspořádanou na závitovém hřídeli, a z brzdy 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 úěinnost, 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, zejména pro saně suportu upravené na příčníku velkého obráběcího stroje, jako je svislý soustruh, sestávající z hnacího ústrojí napojeného na maticové pouzdro, které je otočně uložené ve válcové dutině tělesa saní suportu a které je pevně spojené s kuličkovou maticí uspořádanou na závitovém hřídeli, a z brzdy pro rychlé zastavení, v provedení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že ve válcové dutině tělesa saní suportu je upevněna pevná část brzdy, v níž je podélně posuvně uspořádána, závitový hřídel obepínající, posuvná část brzdy, určená k zastavení maticového pouzdra, přičemž závitový hřídel je uložen podélně neposuvně v příčníku a je podepřen alespoň dvěma na příčníku uspořádanými posuvnými podporami.

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

-1 CZ 299631 B6

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 polohování 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, znázorněn v bokorysu, obr. 2 znázorňuje část příčníku bez krytování s posuvovým mechanismem, v částečném pohledu, na obr. 3 je zobrazen náhon maticového pouzdra pevně spojeného s kuličkovou maticí a uspořádání brzdy, v částečném podélném řezu, obr. 4 znázorňuje uložení závitového hřídele kuličkového šroubu v domcích a jeho podepření posuvnou podporou, opět v částečném podélném řezu, a na obr. 5 je znázorněna posuvná podpora závitového hřídele 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.

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. Hnací ústrojí je tvořeno servomotorem 11 pohánějícím prostřednictvím řemenového převodu 12 maticové pouzdro 8, které je otočně uložené pomocí přesných vřete-2CZ 299631 B6 nových ložisek 9 ve válcové dutině tělesa 10 saní suportu 3 a které je pevně spojené s vnějším povrchem kuličkové matice 7.

Ve válcové dutině tělesa 10 saní suportu 3 je upevněna pevná část 14 brzdy, ve které je podélně posuvně uspořádána posuvná část i, 3 brzdy určená k zastavení maticového pouzdra 8. Posuvná část 13 brzdy obepíná závitový hřídel 6, na kterém je kuličková matice 7 uložena. Závitový hřídel 6 je na obou koncích uložen v domcích 15 pevně spojených s tělesem příčníku 2 a je podepřen posuvnými podporami 16.

io Maticové pouzdro 8 je opatřeno kuželovým ukončením 17 přivráceným ke kuželovému otvoru 18 posuvné části B brzdy. Hnací ústrojí je opatřeno snímačem poruchy napojeným na ovládací prvky brzdy. Při bezporuchovém provozu je posuvná část 1, 3 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 kuželo15 vým otvorem 18 je naražena na kuželové ukončení 17 maticového pouzdra 8, čímž dojde k jeho okamžitému zastavení, a tím i k 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 2T Po odstranění nástrčných per 1 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 7 radiální silou, a aby byly co nejméně zatíženy posuvné podpory 16. Změnou excentricity lze do jisté míry měnit jak průhyb závitového hřídele 6, tak i zatížení posuvných podpor 16. Velikost průhybu závitového hřídele 6 lze kompenzovat na potřebnou hodnotu změnou počtu posuvných podpor 16 ajejich vzájemnou polohou.

Průmyslová využitelnost

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

Claims (7)

1. Posuvový mechanismus, zejména pro saně suportu upravené na příčníku velkého obráběcího stroje, jako je svislý soustruh, sestávající z hnacího ústrojí napojeného na maticové pouzdro (8),

50 které je otočně uložené ve válcové dutině tělesa (10) saní suportu (3) a které je pevně spojené s kuličkovou maticí (7) uspořádanou na závitovém hřídeli (6), a z brzdy pro rychlé zastavení, vyznačující se tím, že ve válcové dutině tělesa (10) saní suportu (3) je upevněna pevná část (14) brzdy, v níž je podélně posuvně uspořádána, závitový hřídel (6) obepínající,

-3CZ 299631 B6 posuvná část (13) brzdy, určená k zastavení maticového pouzdra (8), přičemž závitový hřídel (6) je uložen podélně neposuvně v příčníku (

2) a je podepřen alespoň dvěma na příčníku (2) uspořádanými posuvnými podporami (16).

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

3. Posuvový mechanismus podle nároku 1, vyznačující se tím, že brzdou je hydraulicky ovládaná kuželová brzda, jejíž posuvná část (13) je opatřena kuželovým otvorem

10 (18), a maticové pouzdro (8) je opatřeno kuželovým ukončením (17) přivráceným ke kuželovému otvoru (18) posuvné části (13) brzdy.

4. 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) aje

15 opatřen zajišťovacími prvky proti samovolnému otáčení.

5. Posuvový mechanismus podle nároku 1, vyznačující se tím, že závitový hřídel (

6) je v posuvných podporách (16) uspořádán v excentrických pouzdrech (25).

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

7, Posuvový mechanismus podle nároku 6, vyznačující se tím, že posuvné podpory (16) jsou vzájemně propojeny tažnými tyčemi (23), přičemž první posuvná podpora (16)

25 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).