Роторный автомат

2 щ) В 23 Ц 39/02 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН А ВТОРСКОМ ДЕТЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРР 1437190, кл, В 23 .Ц 39/02, 1987.(57) Изобретение относится к станкостроению, в.частности к многопозиционным роторным автоматам. Цельизобретения - повьппение долговечности автомата в работе за счет исключения износа взаимодействующихмежду собой элементов привода. В ротор-.ном автомате, в котором соосно расположенные на валу инструментальныйи шпиндельный барабаны совершаютсоответственно качательное и прерывисто поворотное движения от общегопривода, в результате чего в процессе обработки заготовки они осущест1579727 35 вляют совместное вращение, между инструмейтальным барабаном и станиной 1 свободно размещен механизм демпфирования. Он выполнен в виде коль 5 ца 19 с радиально расположенными лопатками 20, жестко закрепленными на кольце 19, и подпружиненных собачек 21, равномерно расположенных по окружности с возможностью взаимодействия с инструментальным барабаном и станиной 1. В процессе совместного вращения барабанов механизм демпфироваИзобретение относится к станко,строению, в частности к многопозицион ным роторным автоматам и являетсяусовершенствованием изобретения по,авт. св. Р 1437190.Цель изобретения - повьппение дол,говечности роторного автомата эа счет 25исключения износа взаимодействующихмежду собой элементов привода,На фиг,1 представлена конструктивная схема автомата; на фиг.2разрез А-А на фиг.1; на фиг.3разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - схема движения инструментального барабана; на фиг5 - график зависимостикинетической энергии ротора и угладвижения между кривошипом и кулисойот угла поворота кулисы.1Роторный автомат содержит станину1, на которой установлен технологический ротор 2, состоящий из вала 3,шпиндельного 4 и инструментального 405 барабанов. Шпиндельный барабан 4жестко соединен с валом 3, а инструментальный 5 установлен на валу 3 спомощью подшипников 6 с возможностьюкачательного движения, Внутри инструментального барабана 5 на валу 3установлен диск 7 с цевками 8, количество которых равно числу шпинделей9. Снизу на инструментальном бараба.не 5 закреплен диск 10 с радиальнымпазом 11 (кулиса), а на нем на направляющих 12 установлены подпружиненный ползун 13, передняя частькоторого выполнена в виде клиновогопаза, а в задней части полэуна имеется. выступ 14, входящий в паз 1 1 диска10. В этот паэ снизу входит кривошип15, установленный на выходном валу16 привода, Диск 10 с пазом 11 и криния совершает вращение совместно синструментальным барабаном. Когдапрекращается совместное вращение барабанов инструментальный барабан стре"мится вернуться в исходное положение,т,е. повернуться обратно. Подпружиненные собачки 21 механизма демпфирования, взаимодействуя со стенкамистанины 1, препятствуют его обратномувращению, а сам механизм скользит поконической поверхности инструменталь"ного барабана. 5 ил. вошип 15 представляют собой кривошипнокулисный механизм, а диск 7 сцевками 8 и подпружиненный полэун13 - механизм прерывистого движениятехнологического ротора 2. На инструментальном барабане 5 установленысуппорты 17, взаимодействующие ссоответствующими кулачками 18, закрепленными на станине 1. Периферийная часть инструментального барабана5 выполнена в виде конуса, на немустановлен механизм демпфирования,.выполненный в виде кольца 19 с радиальными лопатками 20, жестко закрепленными на его внутреннем диаметре в плоскости, перпендикулярнойплоскости кольца 19, и подпружиненными собачками 21, равномерно расположенными по наружной окружности кольца.19, установленными с возможностьювзаимодействия со станиной 1 автомата. В станине 1 выполнено окно 22и установлен лоток 23 для отводасмазочно-охлаждающей жидкости и струж-КиеРоторный автомат работает следующим образом.Привод автомата обеспечивает равномерное вращение кривошипа 15 .поокружности с центром в точке 0.1(фиг.4). Кривошип 15 постояннонаходится в радиальном пазу 11 инструментального барабана .5, поэтому последний совершает начальное движениев пределах угла ВОВ , где О - осьтехнологического ротора; ОВп, ОВ ,и т.д. - положения оси паза 11,Одному циклу работы автоматасоответствует один оборот кривошипа15. В исхопном положении кпивощип 5находится в точке А, ось паза 115 15797 на луче О В, полэун 3 - в контакте с одной из цевок 8 диска 7, при этом шпиндельный 4 и инструментальныйбарабаны 5 соединены между собой.При вращении кривопипа 15 по дуге5 АА,А технологический ротор как одно целое поворачивается на уголВ О В и в процессе этого движения суппорты 17, взаимодействуя с кулачками 18, совершают рабочий ход и-обрабатывают заготовки, установленные в шпинделях 9. Когда ось кривошипа 15 находится в точке Л технологи - ческий ротор 2 находится в неподвижном состоянии, суппорты 17 отведены в исходное положение. При дальнейшем вращении кривошипа 15 по дуге АЛ он, взаимодействуя с выступом 14ползуна 13, выводит последний из 20 контакта с цевкой 8 диска 7. В это время шпиндельный барабан 4 заФиксирован от самопроизвольного поворота подпружиненным Фиксатором (не показан), 2 ловая скорость вращени кривошип угол его 4 сворота,гия инструментальз Формулы. к г етическая эн барабана (Е) 5 При постоянстве момента ин инструментального барабана енение его кинетической энер иэ- и висим этого от угла поворо 1 на рабана соответствует кр иг.5. Такое изменение эн рументального барабана оретическим, оно соотве аю, когда электродвигате является ствует слуль привода 5При дальнейпем движении кривошипа 15 по дуге А АЛ, инструментальный барабан 5 ускоренно возвращается в исходное положение. При подходе оси . кривошипа 15 к точке А ползун 13 30 вводится в контакт со следующей цевкой 8. При достижении кривошипом 15положения А сцепление инструментального 5 и шпиндельного 4 барабанов заканчивается, затем следует новый цикл работы автомата.При равномерном вращении кривошипа 15 величина угловой скорости .инструментального барабана 5 может быть определена по уравнению40+ 2 соарЯ =Я (1)М5 + 4 соз(Если обозначи ние может быт о предыдущее ура реобразовано к в(4 1сс 1, уравнеуравнением (1), жение инструмен-.будет совпадать О, т,впадает ние (4) со и в этом с тального б ае двбана теоретическим,Реально величина КО и поэтомуреальное изменение энергии инструментального барабана 5 будет описыватьсякривой П на фиг,5, которая построенапо уравнению (4) при К = 3. Иэ сравнения кривых 1 и 11 следует, чтоэнергия инструментального барабанапри его возвращении в исходное поло-жение в любой промежуточный моментвсегда больше, чем теоретически необходимо для безударной работы кривошипно-кулисного механизма,Вместе с тем при обратном движенииинструментального барабана 5 послеего разгона в первой Фазе поворота научастке А А(Фиг.4) во второй Фазена участке АЗАО он становится ведущимзвеном механизма, передавая вращениекривошипу 15. Угол давления междуними определяется соотношением 27 6 работает строго в режимах двигателя и генератора. Однако реально электродвигатель привода при относительно небольшом увеличении его оборотов в режим генератора не входит, и поэтому в период времени когда угловая скорость инструмейтального барабана 5 уменьшается, его кинетическая энергия переходит в кинетическую энергию зубчатых колес привода, Величина угловой скорости вращения инструментального барабана 5 в этом случае может быть определена если наряду с уравнением (1) использовать дополнительно уравнение закона сохранения энергии1 осЯ + 1 уЯ = 2 А = сопят, (3) где 1 в .приведенный момент инерцииприводаИсходя из этого имеютИзменение угла давления в зави,симости от угла ь 6 положения инструментального барабана 5 сооветствует кривой Ш на фиг.5. Из кривой Ш следует, что примерно эа 5 до окончаония возврата инструментального барабана 5 в исходное положение угол давления превышает 55 , что ведет к 1 О резкому возрастанию усилий при вэаимодействии инструментального барабана 5 с приводом.Величина ударной нагрузки определяется разностью энергий ЬЕ между 15 кривыми 1 и 11 на фиг.5 при угле К,соответствующем предельному углу давления ( = 55) между кулисой (инструментальным барабаном 5) и кривошипом 15. Для исключения ударов 20 величину избыточной энергии инструментального барабана 5 Д Е необходимо рассеять при повороте его на указанный уголиз среднего положения.Это достигается соответствующим подбором массы. Фрикционного механизма демпфирования. Он установлен свободно на конусной части инструментального барабана 5 и вращается вместе с технологическим ротором 2 при совместном движении шпиндельного 4 и инструментального 5 барабанов. После того, как в точке А происходит расцепление шпиндельного и инструментального барабанов и последний начи нает возвращаться в исходное положение, подпружиненные собачки 21 механизма демпфирования взаимодействуют с вертикальными стенками станины 1 и препятствуют его обратному враще нию. При этом механизм демпфирования, скользя своими лопатками 20 по конусной части инструментального бара бана 5, образует вместе с последним диссипативную систему, в которой избыточная энергия инструментального барабана переходит в работу сил трения, что исключает удары при возврате инструментального барабана в исходное положение.Работа сил трения равнаА т = Рт 8 шКМргде Р - коэффициент трения;ш - масса механизма демпфирования 1К - средний радиус трения лопа"ток,механизма демпфирования;М - угол поворота кулисы,Из условия Д Е = А получаетсяформула для определения необходимоймассы механизма демпфированияЬЕш ФеееркинПрименительно к конкретному случаю при 1= 108 кгм ,т. = 36 кгмзК = 3, К = 0,38 м, ьС = 0,26 рад,Д,Е = 3,5 Дж находят ш = 35 кг.При работе автомата механизм демпфирования одновременно выполняетФункцию стружкосборника, сдвигая сконической части инструментальногобарабана при его обратном ходе образующуюся в процессе обработки стружкус помощью лопаток 20. Периодическоеодностороннее движение механизмадемпфирования обеспечивает транспортирование стружки к окну 22, из которого по лотку 23 она удаляется иэавтомата,Формула изобретенияРоторный автомат по авт. св,У 1437190, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения долговечности, автомат снабжен механизмомдемпфирования, выполненным в видекольца с радиально направленными лопатками, жестко закрепленными на еговнутренней поверхности в плоскости,перпендикулярной плоскости кольца,и собачками, подпружиненными в сторону его наружной поверхности, причемкольцо установлено с возможностьювзаимодействия посредством лопаток синструментальным барабаном, а собачек - со станиной,