CZ303448B6

CZ303448B6 - Prevodová skrín, zejména pro pohon polohování upínací desky obrábecího stroje

Info

Publication number: CZ303448B6
Application number: CZ20090239A
Authority: CZ
Inventors: Marek@Jirí; Frkal@Vojtech
Original assignee: Toshulin, A. S.
Priority date: 2009-04-17
Filing date: 2009-04-17
Publication date: 2012-09-19
Also published as: CZ2009239A3

Abstract

Prevodová skrín (9) je opatrena šnekovým soukolím s minimální vulí, které tvorí první prevodový stupen a jehož šnekové kolo (14) je otocne uloženo na axiálne posuvné hrídeli (15), na které jsou upevneny pastorky (19, 20) druhého prevodového stupne, které jsou v záberu s ozubenými koly (21, 22) druhého prevodového stupne upevnenými na výstupních hrídelích (22, 23) opatrených výstupními pastorky (10, 11). Pastorky (19, 20) a ozubená kola (21, 22) mají šikmá ozubení, avšak první pastorek (19) a první ozubené kolo (21) mají opacný smer sklonu zubu než druhý pastorek (20) a druhé ozubené kolo (22). Šnekové kolo (14) je pevne spojitelné s axiálne posuvnou hrídelí (15) prostrednictvím na ní usporádané posuvné spojky (16). Posuvnou spojkou (16) je hydraulicky ovládaná trecí spojka, jejíž cinná cást (18) je tvorena prstencem s kuželovou plochou na vnejší strane, která je v záberu posuvné spojky (16) v dotyku s kuželovou plochou vytvorenou na šnekovém kole (14) a s válcovou plochou axiálne posuvné hrídele (15). Axiálne posuvná hrídel (15) je opatrena na jednom konci prvním axiálním ložiskem (26) zajištujícím prenos síly od mechanismu ovládání jejího posunutí a na opacném konci druhým axiálním ložiskem (28), kterým se opírá o mechanický doraz (27).

Description

Oblast techniky

Vynález se týká převodové skříně určené zejména pro pohon potahování upínací desky obráběcího stroje, např. svislého soustruhu nebo svislého soustružnického obráběcího centra.

Dosavadní stav techniky

Svislý soustruh a svislé soustružnické obráběcí centrum jsou obráběcí stroje primárně sloužící pro obrábění rotačních obrobků, jejichž průměr je obvykle větší než jejich výška. Obrobek se upíná na upínací desku. Při soustružení koná obrobek hlavní řezný pohyb, jímž je rotace kolem jeho svislé osy, vedlejší řezné pohyby vykonává nástroj. Při obrábění rotačními nástroji koná hlavní řezný pohyb nástroj. Vedlejší řezné pohyby vykonává nástroj, který se obvykle pohybuje v rovině „x, z“ kolmé na povrch upínací desky, a obrobek, který může rotovat kolem svislé osy (interpolační osy „c“). Osa „x“ je rovnoběžná s povrchem upínací desky, osa „z“ je kolmá na povrch upínací desky. V některých případech se relativní pohyb mezi obrobkem a nástrojem skládá z pohybu ve třech osách „x, y, z“, kde pohyb ve směru osy „y“ může být realizován pohybem nástroje nebo obrobku.

Pohon pro potahování upínací desky je mechanismus zajišťující rotaci upínací desky s obrobkem v době, kdy se obrábí pomocí rotačního nástroje. Ve spojení s řídicím systémem stroje tento me25 chanismus zajišťuje pohyb upínací desky definovanou rychlostí současně s řízením její orientace vůči souřadnému systému stroje. Tento mechanismus také zajišťuje zastavení upínací desky v zadané poloze. Pro dosažení požadovaných pracovních vlastností obráběcího stroje je nutné, aby celý mechanismus vykazoval co nejvyšší tuhost a co nej menší vůli při reverzaci pohybu.

Pohon pro potahování upínací desky obráběcího stroje se většinou skládá z motoru, spojky a mechanického převodu. Výstupním členem mechanického převodu je soukolí pastorek ozubený věnec, přičemž ozubený věnec je pevně spojen s upínací deskou. Vymezení vůle v mechanismu náhonu potahování se realizuje jako předpětí v tvarovém dotyku příslušných součástí. Předpětí se nejčastěji vymezuje mechanicky nebo elektricky. Dosud známá řešení převodových skříní neumožňují mechanicky dosáhnout přesné potahování upínací desky obráběcího stroje bez ohledu na směr jejího pohybu.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje převodová skříň, zejména pro pohon potahování upínací desky obráběcího stroje, v provedení podle vynálezu, jehož podstata spočívá vtom, že je opatřena šnekovým soukolím s minimální vůlí, které tvoří první převodový stupeň a jehož šnekové kota je otočně utaženo na axiálně posuvné hřídeli, na kteréjsou upevněny pas45 torky druhého převodového stupně, kteréjsou v záběru s ozubenými koly druhého převodového stupně upevněnými na výstupních hřídelích opatřených výstupními pastorky, kde pastorky druhého převodového stupně a ozubená kola druhého převodového stupně mají šikmá ozubení, avšak první pastorek druhého převodového stupně a první ozubené kota druhého převodového stupně mají opačný směr sklonu zubů než druhý pastorek druhého převodového stupně a druhé ozubené kota druhého převodového stupně, přičemž šnekové kota je pevně spojitelné s axiálně posuvnou hřídelí prostřednictvím na ní uspořádané posuvné spojky.

V konkrétním provedení je posuvnou spojkou hydraulicky ovládaná třecí spojka, jejíž činná část je tvořena prstencem s kuželovou plochou na vnější straně, která je při záběru posuvné spojky

- 1 CZ 303448 B6 v dotyku s kuželovou plochou vytvořenou na šnekovém kole a s válcovou plochou axiálně posuvné hřídele.

Axiálně posuvná hřídel je opatřena na jednom konci prvním axiálním ložiskem zajišťujícím přenos síly od mechanismu ovládání jejího posunutí a na opačném konci druhým axiálním ložiskem, kterým se opírá o mechanický doraz.

Převodová skříň podle vynálezu umožňuje přesné nastavení požadované polohy poháněného mechanismu, např. otočné upínací desky obráběcího stroje, a tím rozšíření typů pracovních operací prováděných na obráběcím stroji. Toho je dosaženo použitím šnekového převodu s minimální vůlí současně s mechanismem pro minimalizaci vůle v záběru dvou výstupních pastorků s poháněným zařízením. Použitím soukolí šnek - šnekové kolo je dosaženo vysokého převodového čísla mechanismu při velmi malých nárocích na zastavěný prostor. Vymezení vůle mezi výstupními pastorky a ozubeným věncem upínací desky je realizováno vzájemným pootočením výstupních pastorků v opačném směru v rámci zubových mezer záběru s ozubeným věncem. Pro každý směr otáčení upínací desky je funkční jeden z výstupních pastorků. V okamžiku reverzace pohybu se začne kroutící moment přenášet přes ten výstupní pastorek, který má v daném směru nastavenu minimální vůli v záběru s ozubeným věncem. Funkce vymezování vůle je ovládána hydraulicky. Vzájemné pootočení výstupních hřídelí, na kterých jsou výstupní pastorky upevněny, je vyvoláno posunutím axiálně posuvné hřídele. Třecí spojka použitá v mechanismu převodové skříně plní kromě své hlavní funkce, tj. přenosu kroutícího momentu ze šnekového kola na axiálně posuvnou hřídel, také funkci bezpečnostního prvku, který brání případnému poškození šnekového soukolí v okamžiku přetížení.

Přehled obrázků na výkresech

Převodová skříň podle vynálezu je znázorněna na připojených výkresech. Na obr. 1 je zobrazen svislý soustruh, u kterého je převodová skříň použita, v Čelním pohledu, na obr. 2 a 3 je schéma pohonu polohování upínací desky svislého soustruhu s převodovou skříní, na obr. 4 je zobrazena převodová skříň v půdorysném pohledu, na obr. 5 je převodová skříň v podélném řezu rovinou A-A vyznačenou na obr. 4 a obr. 6 znázorňuje převodovou skříň v částečném podélném řezu rovinou B-B, rovněž vyznačenou na obr. 4.

Příklady provedení vynálezu

Svislý soustruh, v jehož pohonu polohování upínací desky je převodová skříň použita, je tvořen rámem j_, po kterém se ve svislém směru přestavuje příčník 2, po příčníku 2 se ve vodorovném směru pohybuje suport 3, z něhož se ve svislém směru vysouvá smýkadlo 4. Obrobek 5 se upíná na polohovanou upínací desku 6. Zdrojem kroutícího momentu je elektromotor 7, jehož výstupní hřídel je přes spojku 8 spojena se vstupní hřídelí převodové skříně 9. Výstupní pastorky 10, Ij převodové skříně 9 jsou v záběru s ozubeným věncem 12 pevně spojeným s upínací deskou 6.

Vlastní převodová skříň 9 obsahuje dva převodové stupně. První převodový stupeň je tvořen šnekovým soukolím s minimální vůlí, jehož šnek 13 je součástí vstupní hřídele převodové skříně 9 a jehož šnekové kolo 14 je otočně uloženo pomocí kuličkových ložisek na samostatném čepu pevně spojeném s axiálně posuvnou hřídeli j_5. Ve šnekovém převodu je použit šnek J_3 s proměnným stoupáním typu „duplex“, který umožňuje snadné seřízení minimální vůle v soukolí. Osa axiálně posuvné hřídele 15 je svislá, zatímco osa šneku 13 je vodorovná. Axiálním posunutím šneku 13 lze při montáži nastavit minimální vůli v záběru se šnekovým kolem 14.

Přenos kroutícího momentu ze Šnekového kola 14 na axiálně posuvnou hřídel 15 zajišťuje třecí spojka J_6, která je ovládaná dvěma hydraulickými válci 17. Činná část J_8 třecí spojky 16 je prs-2 CZ 303448 B6 tenec s kuželovou plochou na vnější straně. Při záběru třecí spojky 16 je prstenec zatlačen do štěrbiny, která je tvořena z vnější strany kuželovou plochou vytvořenou na šnekovém kole 14az vnitřní strany válcovou plochou na axiálně posuvné hřídeli 15. Třecí spojka 16 je v záběru při polohování upínací desky 6. V režimu stroje, kdy upínací deska 6 je poháněna jiným pohonem, např. při soustružení, není třecí spojka 16 v záběru.

Druhý převodový stupeň převodové skříně 9 sestává ze dvou pastorků 19, 20 druhého převodového stupně, které jsou upevněny na axiálně posuvné hřídeli 15, a z ozubených kol 21, 22 druhého převodového stupně, která jsou upevněna na výstupních hřídelích 23, 24 opatřených výstupní10 mi pastorky Í0, J_L Osa výstupních hřídelí 23, 24 je svislá. Pastorky 19, 20 druhého převodového stupně a ozubená kola 21, 22 druhého převodového stupně mají čelní šikmá ozubení se stejným úhlem sklonu zubů, avšak směr sklonu zubů prvního pastorku 19 druhého převodového stupně a prvního ozubeného kolo 21 druhého převodového stupně je opačný než směr sklonu zubů druhého pastorku 20 druhého převodového stupně a druhého ozubeného kola 22 druhého převodového stupně.

Posune-li se axiálně posuvná hřídel 15 v axiálním směru, dojde k pootočení výstupních hřídelí 23, 24 s výstupními pastorky 10, 11, avšak vlivem sklonu zubů v soukolích druhého stupně se každá z výstupních hřídelí 23, 24 pootočí jiným směrem. Velikost úhlu vzájemného pootočení je dána délkou posunutí axiálně posuvné hřídele 15. Posunutí axiálně posuvné hřídele 15 je ovládáno hydraulickým válcem 25. Síla od hydraulického válce 25 je na axiálně posuvnou hřídel 15 přenášena přes první axiální ložisko 26. Délka posunutí axiálně posuvné hřídele 15 je nastavena mechanickým dorazem 27. Axiálně posuvná hřídel 15 se o mechanický doraz 27 opírá přes druhé axiální ložisko 28. Úhel vzájemného pootočení výstupních pastorků 10, JJ je seřízen tak, že při požadavku na pohyb upínací desky 6 vjednom nebo druhém směru je vždy jeden z výstupních pastorků 10, 11 v záběru s ozubením ozubeného věnce 12 s minimální vůlí.

Průmyslová využitelnost

Převodovou skříň podle vynálezu lze využít zejména ve stavbě obráběcích strojů jako mechanismus k přesnému ustavení obrobku vůči nástroji nebo otáčení obrobkem vůči nástroji řízenou rychlostí. Lze ji však využít i u jiných pohonných mechanismů, u kterých je požadováno přesné polohování poháněného zařízení.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Převodová skříň, zejména pro pohon polohování upínací desky obráběcího stroje, vyznačující se tím, že je opatřena šnekovým soukolím s minimální vůlí, které tvoří první převodový stupeň a jehož šnekové kolo (14) je otočně uloženo na axiálně posuvné hřídeli

45 (15), na které jsou upevněny pastorky (19, 20) druhého převodového stupně, které jsou v záběru s ozubenými koly (21, 22) druhého převodového stupně upevněnými na výstupních hřídelích (23, 24) opatřených výstupními pastorky (10, 11), kde pastorky (19, 20) druhého převodového stupně a ozubená kola (21, 22) druhého převodového stupně mají šikmá ozubení, avšak první pastorek (19) druhého převodového stupně a první ozubené kolo (21) druhého převodového stupně mají

50 opačný směr sklonu zubů než druhý pastorek (20) druhého převodového stupně a druhé ozubené kolo (22) druhého převodového stupně, přičemž šnekové kolo (14) je pevně spojitelné s axiálně posuvnou hřídelí (15) prostřednictvím na ní uspořádané posuvné spojky (16).

-3 CZ 303448 B6
2. Převodová skříň podle nároku 1, vyznačující se tím, že posuvnou spojkou (16) je hydraulicky ovládaná třecí spojka, jejíž činná část (18) je tvořena prstencem s kuželovou plochou na vnější straně, která je při záběru posuvné spojky (16) v dotyku s kuželovou plochou vytvořenou na šnekovém kole (14) a $ válcovou plochou axiálně posuvné hřídele (15).
3. Převodová skříň podle nároku 1, vyznačující se tím, že axiálně posuvná hřídel (15) je opatřena na jednom konci prvním axiálním ložiskem (26) zajišťujícím přenos síly od mechanismu ovládání jejího posunutí a na opačném konci druhým axiálním ložiskem (28), kterým se opírá o mechanický doraz (27),