Роторный автомат

 

Изобретение относится к станкостроению, в частности к многопозиционным роторным автоматам. Цель изобретения - повышение долговечности автомата в работе за счет исключения износа взаимодействующих между собой элементов привода. Сущность изобретения: автомат снабжен механизмом демпфирования, выполненным в виде кольца с радиально направленными лопатками, жестко закрепленными на его внутренней поверхности в плоскости, перпендикулярной плоскости кольца, и собачками, подпружиненными в сторону его наружной поверхности, причем кольцо установлено с возможностью взаимодействия посредством лопаток с инструментальным барабаном, а собачек - со станиной. 2 ил.

А2

Щ) В 23 Ц 39/02 К0МИтру

%) H306P gHR H 0Нры

ПРИ ГКНТ tQ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1437190 (21) 4447233/40-08 (22) 24.06.88 (46) 23.07.90. Бюл. К - 27 (72) Ю.Н.Коршунов, Е.В.Меликов и О.А.Гришакова (53) 621.6-114 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1437190, кл, В 23 .Q 39/02, 1987. (54) РОТОРИЬЙ АВТОМАТ (57) Изобретение относится к станкостроению, в.частности к многопози2 ционным роторным автоматам. Цель изобретения — повьппение долгов ечности автомата в работе за счет ис ключения износа взаимодействующих между собой элементов привода. В ротор-. ном автомате, в котором соосно расположенные на валу инструментальный и шпнндельный барабаны совершают соответственно качательное и прерывисто поворотное движения от общего привода, в результате чего в процессе обработки заготовки они осущест1579727

35 вляют совместное вращение, между инструмейтальным барабаном и станиной 1 свободно размещен механизм дем1 пфирования. Он выполнен в виде коль5 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-20 ным роторным автоматам и является усовершенствованием изобретения по ,авт. св. Р 1437190. !

Цель изобретения — повьппение дол(,говечности роторного автомата эа счет 25 исключения износа взаимодействующих между собой элементов привода.

На фиг.l представлена конструктивная схема автомата; на фиг.2 разрез А-А на фиг.l; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.l; на фиг.4 — схема движения инструментального барабана; на фиг ° 5 — график зависимости кинетической энергии ротора и угла движения между кривошипом и кулисой от угла поворота кулисы.

Роторный автомат содержит станину

1, на которой установлен технологический ротор 2, состоящий иэ вала 3, шпиндельного 4 и инструментального 40

5 барабанов. Шпиндельный барабан 4 жестко соединен с валом 3, а инструментальный 5 установлен на валу 3 с. помощью подшипников 6 с возможностью качательного движения. Внутри инстру- 45 ментального барабана 5 на валу 3 установлен диск 7 с цевками 8, количество которых равно числу шпинделей

9. Снизу на инструментальном бараба.не 5 закреплен диск 10 с радиальным пазом 11 (кулиса), а на нем на направляющих 12 установлены подпружиненный ползун 13, передняя часть которого выполнена в виде клинового паза, а в задней части полэуна имеется. выступ 14, входящий в паз 1 1 диска

10. В этот паэ снизу входит кривошип

15, установленный на выходном валу

16 привода. Диск 10 с пазом 11 и криния совершает вращение совместно с инструментальным барабаном. Когда прекращается совместное вращение барабанов инструментальный барабан стремится вернуться в исходное положение, т,е. повернуться обратно. Подпружиненные собачки 21 механизма демпфирования, взаимодействуя со стенками станины 1, препятствуют его обратному вращению, а сам механизм скользит по конической поверхности инструментального барабана. 5 ил. вошип 15 представляют собой кривошипнокулисный механизм, а диск 7 с цевками 8 и подпружиненный полэун

l3 — механизм прерывистого движения технологического ротора 2. На инструментальном барабане 5 установлены суппорты 17, взаимодействующие с соответствующими кулачками 18, закрепленными на станине 1. Периферийная часть инструментального барабана

5 выполнена в виде конуса, на нем установлен механизм демпфирования,. выполненный в виде кольца 19 с радиальными лопатками 20, жестко закрепленными на его внутреннем диаметре в плоскости, перпендикулярной плоскости кольца 19, и подпружиненными собачками 21, равномерно расположенными по наружной окружности кольца.

19, установленными с воэможностью взаимодействия со станиной 1 автомата. В станине ) выполнено окно 22 и установлен лоток 23 для отвода смазочно-охлаждающей жидкости и струж-

Кие

Роторный автомат работает следующим образом.

Привод автомата обеспечивает равномерное вращение кривошипа 15 .по окружности с центром в точке 0.1 (фиг.4). Кривошип 15 постоянно находится в радиальном пазу 11 инструментального барабана 5, поэтому последний совершает начальное движение в пределах угла В О В, где Π— ось технологического ротора; О ВО, О В и т.д. — положения оси паза Il.

Одному циклу работы автомата соответствует один оборот кривошипа

15 ° В исхопном положении кпивоюип 15 находится в точке А» ось паза 11

15797 на луче 0 8, ползун 13 - в контакте с одной из цевок 8 диска 7, при этом шпиндельный 4 и инструментальный барабаны 5 соединены между собой.

При вращении кривопипа 15 по дуге

AoA,А технологический ротор как одно целое поворачивается на угол

В 0 В и в процессе этого движения суппо рты 17, взаимодействуя с к улачками 18, совершают рабочий ход и-обрабатывают заготовки, установленные в шпинделях 9. Когда ось кривошипа

15 находится в точке Л 1 технологи— ческий ротор 2 находится в неподвижном состоянии, суппорты 17 отведены в исходное положение. При дальнейшем вращении кривошипа 15 по дуге А Л он, взаимодействуя с выступом 14 ползуна 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) .

При дальнейшем движении кривошипа

15 по дуге А А Л, инструментальный барабан 5 ускоренно возвращается в исходное положение. При подходе оси . кривошипа 15 к точке А ползун 13 вводится в контакт со следующей цевкой 8. При достижении кривошипом 15 положения 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 уравнению

1 + 2соас

Я =Я (1)

М 5 + 4соз(25

Если обозначить

I oL

К, Ф то предыдущее уравнение может быть

30 преобразовано к в

2А (Д

Ч (4) При К = 0, т,е, I с(I уравне- . ние (4) совпадает с уравнением (1), и в этом случае движение инструмен-. тального барабана 5 будет совпадать с теоретическим.

Реально величина К 0 и поэтому реальное изменение энергии инструментального барабана 5 будет описываться кривой П на фиг.5, которая построена по уравнению (4) при К = 3. Из срав45 нения кривых I u II следует, что энергия инструментального барабана при его возвращении в исходное поло- жение в любой промежуточный момент всегда больше, чем теоретически необходимо для безударной работы кривошипно-кулисного механизма, Вместе с тем при обратном движении инструментального барабана 5 после его разгона в первой фазе поворота на

55 участке А А > (Фиг. 4) во второй фазе на участке АЗАО он становится ведущим звеном механизма, передавая вращение кривошипу 15. Угол давления между ними определяется соотношением где Q — угловая скорость вращения кривошипа; — угол его поворота, а кинетическая энергия инструментального барабана (Е) из ФормулыЕ (2)

При постоянстве момента инерции

Т инструментального барабана 5 изменение его кинетической энергии в зависимости от угла поворота этого барабана соответствует кривой I на фиг.5. Такое изменение энергии инструментального барабана 5 является теоретическим, оно соответствует случаю, когда электродвигатель привода

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 энергии

Igg<+ Iy+ =- 2А = const, (3) где I †.приведенный момент инерции привода °

Исходя из этого имеют

1579727

)3 =CP — К, (5)

Изменение угла давления в зави,симости от угла с6 положения инструментального барабана. 5 сооветствует кривой Ш на фиг.5. Из кривой Ш следует, что примерно эа 15 до оконча,о ния возврата инструментального барабана 5 в исходное положение угол давления превышает 55, что ведет к 10

6 резкому возрастанию усилий при вэа( имодействии инструментального барабана 5 с приводом.

Величина ударной нагрузки определяется разностью энергий ЬЕ между 15 кривыми I u II на фиг.5 при угле a ,соответствующем предельному углу

|давления ((= 55 ) между кулисой ! (инструментальным барабаном 5) и кривошипом 15. Для исключения ударов 20 ! величину избыточной энергии инструментального барабана 5 ДЕ необходимо рассеять при повороте его на указанный угол с из 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- 35 нает возвращаться в исходное положение, подпружиненные собачки 21 механизма демпфирования взаимодействуют с вертикальными стенками станины 1 и препятствуют его обратному враще- 40 нию.

При этом механизм демпфирования, скользя своими лопатками 20 по конусной части инструментального бара- 45 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 равна

Aт = F p S fmgRoLð где f — коэффициент трения;

m — - масса механизма демпфирования;

R — средний радиус трения лопаток,механизма демпфирования;

OL — - угол поворота кулисы.

Из условия Д F. = А получается формула для определения необходимой массы механизма демпфирования

6F.

tpRoC

Применительно к конкретному случаю при Ig = 108 кгм >.7. = 36 кгм з

К = 3, R = 0,38 м, oC = 0,26 рад, Е = 3,5 Дж находят m = 35 кг.

При работе автомата механизм демпфирования одновременно выполняет функцию стружкосборника, сдвигая с конической части инструментального барабана при его обратном ходе образующуюся в процессе обработки стружку с помощью лопаток 20. Периодическое одностороннее движение механизма демпфирования обеспечивает транспортирование стружки к окну 22, из которого по лотку 23 она удаляется иэ автомата, Формула изобретения

Роторный автомат по авт. св.

N- 1437190, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности, автомат снабжен механизмом демпфирования, выполненным в виде кольца с радиально направленными лопатками, жестко закрепленными на его внутренней поверхности в плоскости, перпендикулярной плоскости кольца, и собачками, подпружиненными в сторону его наружной поверхности, причем кольцо установлено с возможностьювзаимодействия посредством лопаток с инструментальным барабаном, а собачек — со станиной,,5!

579727

Составитель З.Комаров

Техред М. Ходанич. Корректор Т.Малец

Редактор Л.Зайцева

Заказ 1981 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101