Червячный привод для металлорежущих станков

Полезная модель относится к области станкостроения и может быть использована в металлообрабатывающих станках с ЧПУ различного назначения. Техническим результатом заявленного решения является возможность минимизации зазора между червячным колесом и червяком, что увеличивает кинематическую точность передачи, при этом обеспечивается максимально возможное пятно контакта, что в свою очередь повышает долговечность передачи и качество механической обработки металлорежущим станком, оснащенным червячным приводом. Заявленный червячный привод для металлорежущих станков смонтирован в корпусе 1 с установленным в нем на подшипниках 2, 3 качения поворотным шпинделем 4 с закрепленной на нем планшайбой 5 и червячным колесом 6, находящимся в зацеплении с червяком 7. Шпиндель 4 в подшипниках 2, 3 качения с червячным колесом 6 смонтированы в гильзе 8, выполненной с эксцентриситетом, и имеющей возможность поворота с помощью соответствующего механизма 9 поворота. Оптимальная величина эксцентриситета должна обеспечить компенсацию в радиальном направлении бокового зазора в червячной передаче и обеспечить ее настройку путем поворота гильзы 8 для обеспечения прочности гильзы 8 в месте ее выреза под червяк 7.

Полезная модель относится к области станкостроения и может быть использована в приводах с круговыми координатами металлорежущих станков, в том числе с ЧПУ различного назначения.

Из уровня техники известны червячные приводы в поворотных узлах станков с устройствами выборки зазора в червячной передаче с использованием червяков с прогрессивным шагом, червяков составных из двух частей, с использованием приводов с двумя червяками с осевой регулировкой люфта и др. (книга Станки с числовым программным управлением (специализированные) / В.А.Лещенко, Н.А.Богданов, И.В.Вайнштейн и др.; Под общ. ред. В.А.Лещенко. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1988.; глава 3.5) (1).

Недостатками подобных, известных из уровня техники, устройств является следующее:

- в устройствах с использованием червяков с прогрессивным шагом - малое пятно контакта в зацеплении и, как следствие, повышенный износ;

- в устройствах с червяками, состоящими из двух подвижных частей - технологическая сложность изготовления и пониженная жесткость конструкции пары;

- в устройствах с использованием в приводе двух червяков с осевой регулировкой люфта - относительно низкий КПД передачи.

Наиболее близким к заявленному техническому решению по технической сути и достигаемому результату является устройство выборки зазора в червячных передачах с использованием червяков с прогрессивным шагом. Периодическими смещениями червяка вдоль его оси, включение в зацепление с червячным колесом более плотными витками позволяет добиться требуемого результата (см. (1) стр.104).

Недостатком данного решения является относительно небольшое пятно контакта и повышенный износ червячной пары.

Техническим результатом заявленного решения является возможность минимизации зазора между червячным колесом и червяком, что увеличивает кинематическую точность передачи, при этом обеспечивается максимально возможное пятно контакта, что в свою очередь повышает долговечность передачи и качество механической обработки металлорежущим станком, оснащенным червячным приводом.

Заявленный технический результат достигается за счет того, что червячный привод для металлорежущих станков состоит из корпуса, опор, планшайбы, установленной в опорах с возможностью поворота относительно корпуса, червячного колеса и червяка, согласно полезной модели, он дополнительно снабжен гильзой, которая установлена с эксцентриситетом относительно червячного колеса с возможностью его охвата и поворота относительно его оси, для обеспечения возможности минимизации зазора между червячным колесом и червяком.

Заявленный червячный привод для металлорежущих станков состоит из корпуса с установленной внутри гильзой со шпинделем и червячным колесом, находящимся в зацеплении с червяком.

Конструкция заявленного червячного привода для металлорежущих станков поясняется графической иллюстрацией.

Заявленный червячный привод для металлорежущих станков смонтирован в корпусе 1 с установленным в нем на подшипниках 2, 3 качения поворотным шпинделем 4 с закрепленной на нем планшайбой 5 и червячным колесом 6, находящимся в зацеплении с червяком 7. Шпиндель 4 в подшипниках 2, 3 качения с червячным колесом 6 смонтированы в гильзе 8, выполненной с эксцентриситетом, и имеющей возможность поворота с помощью соответствующего механизма 9 поворота.

Оптимальная величина эксцентриситета должна обеспечить компенсацию в радиальном направлении бокового зазора в червячной передаче и обеспечить ее настройку путем поворота гильзы 8 для обеспечения прочности гильзы 8 в месте ее выреза под червяк 7.

Заявленный привод для металлорежущих станков работает следующим образом: перед выполнением операции настройки червячной передачи (с периодичностью один раз в 2-3 года) по устранению избыточного люфта, гильза 8 расфиксируется и с помощью соответствующего механизма 9 поворота поворачивается. Люфт в червячной передаче при повороте гильзы 8 будет уменьшаться вследствие уменьшения величины межцентрового расстояния в пределах величины эксцентриситета гильзы 8. Изменение взаимного положения червяка 7 и червячного колеса 6 не нарушает работоспособности передачи. Пятно контакта увеличивается.

Контроль величины остаточного люфта определяется с помощью стандартных угловых измерительных средств и методики контроля точности позиционирования, а нагрузка холостого хода привода контролируется по величине тока в цепи питания приводного электродвигателя.

После окончания регулировки и настройки привода угловое положение гильзы 8 фиксируется зажимным устройством.

Дальнейшие регулировки привода можно производить для упрощения операции ориентируясь только на величину тока холостого хода.

В процессе настройки передачи гильза с червячным колесом поворачивается с уменьшением межцентрового расстояния, за счет чего достигается выборка люфта в передаче.

Таким образом, заявленные существенные признаки, изложенные в формуле полезной модели, позволяют обеспечить возможность минимизации зазора между червячным колесом и червяком, что увеличивает кинематическую точность передачи, при этом обеспечивается максимально возможное пятно контакта, что в свою очередь повышает долговечность передачи и качество механической обработки металлорежущим станком, оснащенным червячным приводом.

Описанные выше технические результаты позволяют использовать заявленный привод в металлорежущих станках (в том числе с ЧПУ) различного назначения.

Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в формуле признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности неизвестной на дату приоритета из уровня техники необходимых признаков, достаточной для получения требуемого синергетического (сверхсуммарного) технического результата.

Свойства, регламентированные в заявленном устройстве отдельными признаками, не описанными в материалах заявки, общеизвестны из уровня техники и не требуют дополнительных пояснений.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:

- объект, воплощающий заявленное решение, при его осуществлении предназначен для использования в металлообрабатывающей промышленности, в частности в металлообрабатывающих станках (в том числе с ЧПУ) различного назначения;

- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в формуле полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в материалах заявки известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении, способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата, описанного в материалах заявки.

Исходя из изложенного, заявленный объект, по мнению заявителя, соответствует требованиям условий патентоспособности: новизна и промышленная применимость по действующему законодательству.

Червячный привод для металлорежущих станков, состоящий из корпуса, опор, планшайбы, установленной в опорах с возможностью поворота относительно корпуса, червячного колеса и червяка, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен гильзой, которая установлена с эксцентриситетом относительно червячного колеса с возможностью его охвата и поворота относительно его оси, для обеспечения возможности минимизации зазора между червячным колесом и червяком.