Устройство для доворота и фиксирования шпинделя

Своз Советскнк Сецналнстнческнх РвсублнкОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 111657956 61) Дополнительное к авт. сри/20 В ьсударствеииыи коми СССР по делам изобретеии и открытийСВОРОТА И ФИКСИРОВАНИЯ ДЕЛЯ ртвой ов ого: мех р и ыт плоскиминиейчаст ок,бжен торИзобретение относится к области станкостроения и может быть использовано в случаях, когда требуется останавливать и фиксировать шпиндель в определенном угловом положении,Известны устройства для доворота и фиксирования шпинделя, в том числе низкооборотного, в определенном угловом положении, содержашие кулачковый:механизм; с кулачком и роликом, ось которого параллельна оси шпинделя, и гидроцилиндр для перемешения ролика в направлении, перпендикуляр-. ном оси шпинделя, несушвго кулак 11.Ролик уреплен на штоке поршня гидроцилиндра, а кулак сердцевидной формы очерчен двумя архимедовыми спиралями.Недостатками этих устройств являют.ся сложность конструкции иэ-за необходимости изготовлять профилиро. ванный криволинейный кулак и недостаточная надежность устройства, поскольку кулачковый механизм имее мертвую точку.Наиболее близким по технической спешности и достигаемому результату является устройство для доворота и фиксирования шпинделя, которое содержит кинематическую пару для исключекторское бюро по проектированию и радиально-сверлильных станков ния ме точки кулачк а"низма 2) .Кинематическая пара состоит из втоого кулака также сердцевидной Форьывторого ролика. Второй кулак смОнтирован на шпинделе так, что его мертвая точка смещена на некоторый угол относительно мертвой точки основного кулака, На штоке поршня цилиндра установлен второй ролик, взаимодействующий с вторым кулаком. Надежность этого устройства выше, так как теперь в любой момент времени по меньшей мере один ролик контактирует с профилем кулака не в мертвой точке. Вместе с тем надежность устройства снижается пружиной между штоком поршня и вторым роликом. Пов шается сложность конструкции, в Которой имеются два приволинейных кулака, два ролика, пружина и т.п.Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности.Для этого кулак выполнен с прямолинейной образующей л профиля и имеет утолщенный у а шпиндель несет ролик и сна цовым выступом, выполненным в вид" штыря, размещенного на большем рас зстоянии от оси шпинделя, чем ролик,причем утолщенный участок кулака иштырь образуют упомянутую кинематическую пару, а штырь выполнен срезаннымдля исключения мертвой точки самойкинематической пары,Прямолинейная образующая линияпрофиля кулака выполнена ломаной.На фиг.1 изображено устройствос кулаком, прямолинейная направляющая линия которого выполнена ломаной(нариант 1); на фиг.2 - разрез А-Лна Фиг.1; на Фиг.З - разрез Б-Б нафиг.1; на фиг,4-7 - различные моменты работы устройства (нариант 1); нафнг,8 показано устройство с кулаком,прямолинейная направляющая линия 35которого выполнена прямой (вариант 2);на фиг,9 - момент работы устройства(вариант 2),На наружном торце шкива 1, закрепленного на шпинделе 2, установлена 20ось 3, параллельная оси 0-0 шпинделяи несущая ролик 4Расстояние междуосями шпинделя и ролика равно В. Нарадиусе В ) Н, на шкиве 1 расположенторцовый выступ 5, выполненный в виде 25штыр,На корпусе б шпиндельного узлаустановлен гидроцилиндр 7 с поршнем 8,шток 9 которого перпендикулярен осишпинделя, 2 и направляется крышкой10. С штоком связан плоский кулак11, расположе.ный в направляющих 12,закрепленных на корпусе б.Образующая линия профиля кулакаможет быть выполнена в виде ломанойлинии йЬс. На грани с образующей Симеется утолщенный участок Й профилякулака, обращенный к шкиву 1.Высота торцоного выступа 5 меньше расстояния между наружным торцомшкива 1 и обращенной к нему стороной 40плоского кулака 11, Таким образом,торцовый выступ 5 может взаимодействовать только с утолщенным участкомй кулака, так какмежду остальнойчастью кулака и торцовым выступом 45имеется зазорЬ.Кулак 11 и ролик 4 образуют ,кулачковый механизм устройства, утолщенный участок профиля кулака и торцовый выступ 5 представляют собой 50кинематическую пару для Исключениямертвой точки кулачкового механизма.В свою очередь мертвая точка этойкинематической пары исключена срезомЕ на штыре (выступе) 5. 55Балансировка шкива 1, нарушеннаяосью 3, роликом 4 и штырем 5, восстановлена двумя отверстиями д.Работает устройство следующим образом. 60 В исходном положении давление пбдключено к штоконой полости гидро- цилиндра 7, кулак 11 находится вне траектории ролика 4 и выступа 5, вращающихся совместно со шпинделем. Посб 4ле выключения вращения и остановки шпинделя в произвольном угловом положении давление подключается к поршневой полости гидроцилиндра, в результате чего шток 9 перемещает кулак 11 вниз, При этом грани кулака взаимодействуют с роликом 4, занимающим произвольное угловое положение.Если при ходе кулака вниз ролик 4 оказался на пути грани с образующейц (см.фиг.4), то ролик контактирует с этой гранью, а затем с гранью с образующей Ь. Шпиндель доворачивается против часовой стрелки до углового положения, в котором ролик заключен в ловителе (это положение устройства изображено на Фиг.1 и 4 штрих-пунктирными линиями), Зазор д между поршнем 8 и крышкой 10 гарантирует точную Фиксацию ролика ловит. ел ем.Если встреча ролика с кулаком произошла на гранях с образующими Ь или с, то шпиндель донорачинается по часовой стрелке до того же углового положения (см.фиг.5).Мертвая точка кулачкового механизма, состоящего из кулака 11 и ролика 4, нозможна, когда с роликом контактирует линия пересечения граней с образующими а и Ь, а нормальная сила давления Р 4 на ролик проходит через ось шпинделя, Это положение 11, (см.фиг.б) исключено торцовым нЬступом 5, который взаимодействует только с утолщенным участком Й в зоне, когда возможна мертвая точка механизма, и поворачивает шпиндель из положения Г н положение 111. Последнее положение характерно тем, что кинематическая пара еще взаимодействует, а кулачковый механизм начинает работать, причем нормальная сила давления Р на ролик не проходит через центр О, создавая крутящий момент, поворачивающий шпиндель против часовой стрелки. Таким образом, и результате работы" кинематической пары шпиндель поворачивает.ся на некрторый угол, минуя зону мертвой точки кулачкового механизма.Мертвая точка кинематической пары возможна, когда с круглой понерхностью штыря 5 контактирует угол утолщенной части Й, а нормальная сила давления Рэ на штырь проходит через центр 0 (см.фиг.7). Это положение исключено срезом 6, позволяющим кулаку свободно пройти до позиции, в которой начинает взаимодействовать кулачковый механизм, вызывающий силу давления Р 4,проходящую мимо центра О.Перед включением вращения шпинделя давление подается в штоковую полость гидроцилиндра 7, вследствие чего кулак отводится в исходное положение.Размеры устройства, в.частности, взаимное положение ролика, торцового выступа, среза на нем и утолщенного участка кулака определяется графически или расчетом, причем утолщенный участок может быть выполнен на одной иэ трех рабочих граней профиля кула" ка.Второй вари ан т выполн ени я устройства показан на фиг.8. Отличие его состоит в кулаке 13, рабочий профиль 5 которого выполнен в виде одной прямолинейной линии. Остальные элементы устройства те же, что и на фиг.1.Мертвая точка этого кулачкового механизма возможна, если кулак взаимодействует с роликом 4, остановленным в положении, показанном на фиг.9. Поворот механизма из этого положения осуществляется кинематической парой, состоящей как и в первом примере из срезанного штыря 5 и утолщенной части й кулака.При касании ролика с кулаком слева от изображенного на Фиг.9 положения шкив 1 со шпинделем поворачивается против часовой стрелки,при касании . справа - по часовой стрелке. В крайнем нижнем положении поршень касается крышки цилиндра (зазор йаотсутствует) . Поэтому после дово 25 рота шпиндель останавливается в пределах угла 26. Аналогичное исполнение возможно и для первого варианта. Оно характеризуется несколько меньшей точностью доворота шпинделя, но одно 30 временно позволяет освободить зафиксированный шпиндель от нагрузок, создаваемых гидроцилиндром. Формула изобретения1. Устройство для доворота и фиксирования шпинделя в определенном угловом положении, содержащее кулачковый механизм, силовой орган для перемещения одного из звеньев кулачкового механизма в направлении, перпендикулярном оси шпинделя, несущего второе звено кулачкового механизма, ось которого параллельна оси шпинделя, и кинематическую пару для исключения мертвой точки кулачкового механизма, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, кулак выполнен плоским с прямолинейной образующей линией профиля и имеет утолщенный участок, а шпиндель несет ролик и снабжен торцовым выступом, вынолненным в виде штыря, размещенного на большем расстоянии от оси шпинделя, чем ролик причем утолщенный участок кулака и штырь образуют упомянутую кинематическую пару, а штырь вйпол" нен срезанным для исключения мертвой точки самой кинематической пары.2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что прямолинейная образующая линия профиля кулака выпЬлнена ломаной.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 155382, кл. В 23 О 5/20, 19161.2. Авторское свидетельство СССР Р 350623, кл. В 23 Я 1/08, 19714-4