PL233655B1 - Stol obrotowy - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest stół obrotowy, do podziału ciągłego urządzeń obrotowych, mających zastosowanie do ustawiania położenia kątowego elementów maszyn lub przedmiotów obrabianych.

Znane są sposoby dyskretnego podziału w urządzeniach obrotowych. W urządzeniach tych zadane pozycje uzyskuje się poprzez połączenia kształtowe, np.: tarcze z systemem otworów, wielokarby, wielowypusty, elementy uzębione. Znane są także urządzenia do ciągłego podziału kątowego o napędzie bezpośrednim lub zbudowane na systemie przekładni mechanicznych. Dopuszczalne obciążenie elementu pozycjonowanego zależy od rodzaju przekładni mechanicznej, wymiarów gabarytowych, geometrii i materiału z jakiego są wykonane jej elementy. W precyzyjnych stołach obrotowych znalazły zastosowanie różne rozwiązania przekładni ślimakowych lub spiroidalnych. Przekładnie ślimakowe stosowane w stołach obrotowych składają się ze ślimacznicy, która współpracuje z ślimakiem. Przekładnie ślimakowe są wykorzystywane w napędach stołów obrotowych produkowanych między innymi przez firmy Nikken i Haas Automation. Przekładnie spiroidalne wykorzystywane w stołach obrotowych składają się ze ślimaka walcowego lub stożkowego, który współpracuje z uzębieniem czołowym lub stożkowym. Znane są również rozwiązania przekładni spiroidalnych, wykorzystywane do napędu tarczy stołu obrotowego na przykład według wynalazku P. 396825, w których ślimak walcowy współpracuje z dwoma uzębieniami czołowymi.

Istotą wynalazku jest stół obrotowy składający się, w tym rozwiązaniu, z monolitu wrzeciona-tarczy osadzonego na łożysku precyzyjnym w korpusie, w którym osadzony jest ułożyskowany wał ze zwojem ślimaka walcowego lub stożkowego przekładni spiroidalnej oraz zwojem ślimaka walcowego przekładni ślimakowej. Zwój ślimaka walcowego lub stożkowego przekładni spiroidalnej może być nacięty bezpośrednio na wale lub na tulei osadzanej na wale i połączonej z nim, na przykład za pomocą kleju lub układu zaciskowego. Zwój ślimaka walcowego przekładni ślimakowej może być nacięte bezpośrednio na wale lub na tulei osadzanej na wale i połączonej z nim, na przykład za pomocą kleju lub układu zaciskowego. Na wrzeciono-tarczy są osadzone współosiowo trzy koła zębate tj. pierścień z uzębieniem czołowym niejednorodnym, uzębienie czołowe przekładni spiroidalnej i ślimacznica. Pierścień z uzębieniem czołowym niejednorodnym jest połączony z wrzeciono-tarczą za pomocą wpustu oraz śrub. Uzębienie czołowe przekładni spiroidalnej jest osadzone na łożysku tocznym, które jest osadzone na wrzeciono-tarczy, co umożliwia obrót na nim uzębienia czołowego przekładni spiroidalnej względem wrzeciono-tarczy. Uzębienie czołowe przekładni spiroidalnej ma dodatkowy wieniec zębaty o uzębieniu czołowym niejednorodnym. Ślimacznica jest zamocowana do wrzeciono-tarczy za pomocą kołków i śrub.

Uzębienie czołowe przekładni spiroidalnej osadzone obrotowo na wrzeciono-tarczy jest zazębione ze znajdującym się na wale ślimakiem walcowym lub stożkowym przekładni spiroidalnej. Ślimacznica zamocowana do wrzeciono-tarczy zazębiona jest ze zwojem ślimaka walcowego przekładni ślimakowej znajdującego się na wale.

Współosiowo do wrzeciono-tarczy osadzona jest tarcza, na której znajdują się zęby dwóch uzębień czołowych niejednorodnych o większej średnicy podziałowej i o mniejszej średnicy podziałowej. Tarcza ma możliwość przesuwu osiowego, który uzyskuje się na przykład za pomocą elektromagnesu osadzonego w korpusie stołu obrotowego. Uzębienie czołowe niejednorodne tarczy o mniejszej średnicy podziałowej tworzy połączenie sprzęgłowe z pierścieniem o uzębieniu czołowym niejednorodnym, które może zazębić się tylko w jednym położeniu kątowym. Uzębienie czołowe niejednorodne tarczy o większej średnicy podziałowej tworzy połączenie sprzęgłowe z wieńcem zębatym o uzębieniu czołowym niejednorodnym, które może zazębić się tylko w jednym położeniu kątowym.

Działanie mechanizmu obrotowego wrzeciono-tarczy stołu obrotowego uzależnione jest od położenia tarczy z dwoma uzębieniami czołowymi niejednorodnymi, która tworzy sprzęgłowe połączenia rozłączne. W wyniku przesuwu osiowego tarczy z dwoma uzębieniami czołowymi niejednorodnym i następuje załączanie lub rozłączanie połączeń sprzęgłowych.

W przypadku gdy sprzęgła są rozłączone, wrzeciono-tarcza stołu obrotowego obracana jest tylko za pomocą ślimacznicy, która napędzana jest przez zwój ślimaka walcowego przekładni ślimakowej znajdującego się na wale. Uzębienie czołowe przekładni spiroidalnej napędzane przez zwój ślimaka walcowego przekładni spiroidalnej obraca się swobodnie, względem wrzeciono-tarczy, na łożysku tocznym nie przenosząc napędu na wrzeciono-tarczę stołu obrotowego. W przypadku gdy sprzęgła są załączone, wrzeciono-tarcza stołu obrotowego obracana jest jednocześnie przez ślimacznicę, która napę

PL 233 655 B1 dzana jest przez zwój ślimaka walcowego przekładni ślimakowej znajdującego się na wale oraz uzębienie czołowe przekładni spiroidalnej napędzane przez zwój ślimaka walcowego przekładni spiroidalnej, które połączone jest z wrzeciono-tarczą przez układ sprzęgieł.

Między wrzeciono-tarczą a łożyskiem tocznym, na którym jest osadzone uzębienie czołowe przekładni spiroidalnej z dodatkowym wieńcem zębatym znajduje się tuleja dystansowa, która służy do regulowania luzu między zębami uzębienia czołowego przekładni spiroidalnej a zwojem ślimaka walcowego lub stożkowego przekładni spiroidalnej znajdującego się na wale. Między łożyskiem tocznym a ślimacznicą znajduje się tuleja osadcza do regulacji położenia ślimacznicy względem wału, na którym znajduje się zwój ślimaka walcowego przekładni ślimakowej. Do wrzeciono-tarczy stołu obrotowego zamocowane jest łożysko precyzyjne, które z drugiej strony połączone jest z korpusem. Łożysko precyzyjne pełni w rozwiązaniu rolę prowadnicy tocznej ruchu obrotowego zespołu wrzeciona-tarczy względem korpusu.

Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku uzyskano następujące efekty technicznoużytkowe:

- sumaryczne zwiększenie powierzchni współpracy uzębień, dzięki jednoczesnej współpracy zwoju ślimaka walcowego lub stożkowego przekładni spiroidalnej z uzębieniem czołowym przekładni spiroidalnej oraz współpracy zwoju ślimaka walcowego przekładni ślimakowej ze ślimacznicą,

- zwiększenie trwałości i obciążalności stołu obrotowego dzięki zwiększeniu powierzchni współpracy uzębień przekładni,

- zwiększenie sprawności układu napędowego wrzeciono-tarczy stołu obrotowego powyżej 60% przy jednoczesnym zachowaniu jego samohamowności, poprzez zastosowanie dwóch rodzajów przekładni o różnych sprawnościach do jednoczesnego napędzania wrzeciono-tarczy,

- zwiększenie sprawności układu napędowego wrzeciono-tarczy stołu obrotowego powyżej 80% dzięki możliwości rozłączania samohamownej przekładni spiroidalnej i napędzaniu wrzeciono-tarczy przekładnią ślimakową (projektowaną w rozwiązaniu jako niesamohamowna),

- poprawa stabilności, dynamiki oraz dokładności pozycjonowania dzięki zastosowaniu połączenia dwóch rodzajów przekładni.

Wynalazek w przykładowym rozwiązaniu uwidoczniono w przekrojach na rysunkach, na którym fig. 1. prezentuje przykładowe rozwiązanie zamocowania kół zębatych do wrzeciono-tarczy, a fig. 2. przedstawia przykładowe rozwiązanie wału ze zwojem ślimaka walcowego przekładni spiroidalnej i zwojem ślimaka walcowego przekładni ślimakowej.

Stół obrotowy składa się z monolitu wrzeciono-tarczy 1. Do wrzeciono-tarczy 1 przymocowane jest łożysko precyzyjne 2 pełniące rolę prowadnicy tocznej. Z drugiej strony łożysko precyzyjne 2 jest przykręcone do korpusu 3 stołu obrotowego śrubami 17. Uzębienie czołowe przekładni spiroidalnej 8 jest osadzone na łożysku tocznym 10, które jest zamocowane na wrzeciono-tarczy 1. Na uzębieniu czołowym przekładni spiroidalnej 8 znajduje się dodatkowy wieniec zębaty 20 o uzębieniu czołowym niejednorodnym. Ślimacznica 13 przekładni ślimakowej jest zamocowana do wrzeciono-tarczy 1 za pomocą śrub 21 i kołków 22. Pierścień 7 z uzębieniem czołowym niejednorodnym jest osadzony na wrzeciono-tarczy 1 i połączony przez pierścień łożyska precyzyjnego 2 na przykład za pomocą wpustu 7 i śrub 16. Pomiędzy wrzeciono-tarczą 1 a łożyskiem tocznym 10 znajduje się tuleja dystansowa 9. Pomiędzy łożyskiem tocznym 10 a ślimacznicą 13 znajduje się tuleja osadcza 11.

Współosiowo do wrzeciono-tarczy 1 jest osadzona tarcza 5. Na tarczy 5 nacięte są dwa uzębienia czołowe niejednorodne o większej średnicy podziałowej 19 i o mniejszej średnicy podziałowej 18. Uzębienia 18 i 19 tworzą rozłączne połączenia sprzęgłowe, w których: uzębienie czołowe niejednorodne o większej średnicy podziałowej 19 zazębia się z wieńcem zębatym o uzębieniu czołowym niejednorodnym 20, a uzębienie czołowe niejednorodne o mniejszej średnicy podziałowej 18 zazębia się z pierścieniem z uzębieniem czołowym niejednorodnym 7 połączonym z wrzeciono-tarczą 1.

Tarcza 5 ma możliwość przesuwu osiowego wzdłuż osi wrzeciono-tarczy 1. Przesuw tarczy 5 jest sterowany przez umiejscowiony w korpusie 3 stołu obrotowego elektromagnes 4.

Zmiana pozycji kątowej wrzeciono-tarczy 1 dokonywana jest przez obrót wału 12, na którym nacięty jest zwój ślimaka walcowego przekładni spiroidalnej 14 i zwój ślimaka walcowego przekładni ślimakowej 15, które w wyniku współpracy zwoju ślimaka walcowego przekładni spiroidalnej 14 z uzębie

PL 233 655 B1 niem czołowym przekładni spiroidalnej 8 i zwoju ślimaka walcowego przekładni ślimakowej 15 ze ślimacznicą 13 powodują ich obrót. Obrót uzębienia czołowego przekładni spiroidalnej 8 - połączonego z wrzeciono-tarczą 1 za pomocą połączenia sprzęgłowego, tworzonego przez zazębione uzębienie czołowe niejednorodne o większej średnicy podziałowej 19 z wieńcem zębatym 20 o uzębieniu czołowym niejednorodnym oraz zazębione uzębienie czołowe niejednorodne o mniejszej średnicy podziałowej 18 z pierścieniem 7 z uzębieniem czołowym niejednorodnym - oraz obrót ślimacznicy 13 sztywno połączonej z wrzeciono-tarczą 1, powoduje zmianę pozycji kątowej wrzeciono-tarczy 1.

Obracanie wału 12 odbywa się poprzez koło zębate 23 przekładni bezluzowej, które jest napędzane pasem zębatym niewidocznym na rysunku. Cewka elektromagnesu 4 jest sterowana przez układ elektryczny nie uwidoczniony na rysunkach.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Stół obrotowy zawierający wrzeciono-tarczę osadzoną na zespołach tocznych i połączoną z mechanizmem napędowym, znamienny tym, że mechanizmem napędowym wrzeciono-tarczy (1) są usytuowane współosiowo uzębienie czołowe przekładni spiroidalnej (8) i ślimacznica (13), które są zazębione ze znajdującymi się na wale (12) odpowiednio zwojem ślimaka walcowego przekładni spiroidalnej (14) oraz zwojem ślimaka walcowego przekładni ślimakowej (15), przy czym ślimacznica (13) jest sztywno połączona z wrzeciono-tarczą (1), a uzębienie czołowe przekładni spiroidalnej (8) jest osadzone obrotowo na wrzeciono-tarczy (1) na łożysku tocznym (10) i połączone z wrzeciono-tarczą (1) poprzez rozłączalne sprzęgło zębate, na które składa się stanowiący korzystnie monolit z uzębieniem czołowym przekładni spiroidalnej (8) wieniec zębaty o uzębieniu czołowym niejednorodnym (20) i zamocowany do wrzeciono-tarczy (1) pierścień z uzębieniem czołowym niejednorodnym (7), które zazębiają się odpowiednio z uzębieniem czołowym niejednorodnym o większej średnicy podziałowej (19) i uzębieniem czołowym niejednorodnym o mniejszej średnicy podziałowej (18), które są nacięte na tarczy (5), która jest osadzona współosiowo do wrzeciono-tarczy (1) i ma możliwość przesuwu wzdłuż osi wrzeciono-tarczy (1), który to przesuw sterowany jest za pomocą elektromagnesu (4) zamocowanego w korpusie (3) stołu obrotowego.