Устройство натяжения ремня привода

Предлагаемая полезная модель относится к устройствам натяжения ременной передачи крутящего момента от шпиндельного узла многоцелевых станков и предназначена для минимизации осевых биений при высокоскоростных режимах обработки. Устройство натяжения ремня привода работает следующим образом. На корпусе 13 привода вращения шпинделя в сборе с помощью втулки 9, закрепленной двумя гайками 8, установлена ось 1, доработанная под установку рычага 4 через пригоняемую шайбу 3, где рычаг фиксируется шпонкой 6 и двумя гайками 11. С другой стороны ось 1 фиксируется в корпусе 13 через фланец 2 с помощью гайки прижимной 12 и шайбы 5. Использование предлагаемого устройства натяжения ремня привода позволяет значительно упростить конструкцию шпиндельной бабки, снизить шумовые характеристики станка и вибрации шпинделя станка и тем самым увеличить геометрическую точность обрабатываемых деталей. При этом натяжение зубчатого ремня 10 привода вращения шпинделя обеспечивается доработкой механизма натяжения привода вращения шпинделя, а именно использование регулируемого натяжного ролика 7 относительно зубчатого ремня 10. Точность положения обеспечивается методом пригонки. При правильном расположении зубчатого ремня не требуется дополнительное (слишком сильное) натяжение.

Предлагаемая полезная модель относится к машиностроению, а более конкретно к станкостроению, и может быть использована в обрабатывающих центрах с перемещающимися по управляемым координатам шпинделем инструмента с ременным приводом вращения.

Основными характеристиками устройства являются: снижение вибраций при высокоскоростных режимах резания за счет применения упрощенной кинематической связи между подвижными элементами устройства, повышение надежности работы устройства за счет точного регулирования посредством метода пригонки шайбы.

Из уровня техники известно натяжное устройство, содержащее: вал, имеющий часть вала, выполненную с возможностью зацепления с установочной поверхностью; поворотный рычаг, установленный на валу с возможностью поворота вокруг оси; пластину, жестко закрепленную на валу и расположенную на конце вала напротив части вала; торсионную пружину, зацепленную между поворотным рычагом и пластиной для смещения поворотного рычага, при этом торсионная пружина расположена напротив части вала и непосредственно примыкает к пластине; шкив, установленный на поворотном рычаге, причем центр вращения поворотного рычага расположен эксцентрично относительно центра вращения пластины; при этом поворотный рычаг имеет ушко, которое взаимодействует с частью на пластине для указания относительного положения поворотного рычага относительно пластины во время установки; и часть для размещения инструмента на пластине для вращательного регулирования пластины во время установки. (Заявка на изобретение РФ 2009139082, F16H 7/12, 2008 г.)

Недостатком этого устройства является необходимость использования торсионной пружины, а также дополнительную степень свободы относительного положения рычага и пластины, что затрудняет точность позиционирования и регулирования натяжения ремня.

Наиболее близким к заявленному изобретению является известное из уровня техники устройство натяжения ремня привода, которое содержит ролик и запрессованный в гнезде ролика подшипник. В центральной части ролика эксцентрично по отношению к его оси выполнено отверстие, в котором с возможностью поворота и вращения расположена втулка. Во втулке эксцентрично выполнено отверстие со смещением его оси в сторону от оси ролика. В отверстии втулки установлено средство поворота втулки. Кронштейн для крепления ролика к корпусу двигателя имеет фиксирующий элемент, на котором зафиксирован один конец рабочей пружины. Соединенный с роликом упорный рычаг одним концом соединен с втулкой, а на другом его конце выполнен фиксирующий элемент, на котором зафиксирован второй конец рабочей пружины. Между роликом и втулкой расположена надетая на втулку и соединенная с кронштейном направляющая втулка таким образом, что ось направляющей втулки по отношению к оси ролика имеет эксцентриситет.(Патент РФ 2452885, F16H 7/12, 2010 г.).

Основными недостатками известного из уровня техники решения является: жесткая фиксация рабочей пружины на кронштейне, необходимость обеспечения точных значений допусков сопрягаемых деталей.

Техническим результатом, на решение которого направлена заявленная полезная модель, является обеспечение правильного осевого положения натяжного ролика относительно зубчатого ремня, при использовании шайбы, где точность положения обеспечивается методом пригонки шайбы.

Данный технический результат достигается посредством того, что устройство натяжения ремня привода, содержащее корпус привода вращения шпинделя, в котором размещены ось с установленными на ней фланцем, втулкой и рычагом, отличающаяся тем, что ось снабжается шайбой, выставляемой на требуемый зазор методом пригонки, с установленной на ней рычагом, фиксируемом двумя гайками и шпонкой, при этом ось фиксируется в корпусе посредством втулки и фланца с прижимной гайкой и шайбой, где прижимная гайка отвечает за угол поворота рычага с роликом, а позиционирование ролика относительно зубчатого ремня осуществляется методом пригонки шайбы.

Заявленная полезная модель поясняется графическими материалами, где на фигурах 1 и 2 изображено устройство натяжения ремня привода.

Устройство натяжения ремня привода содержит ось 1 (доработка детали станка), фланец 2, шайбу 3 (метод пригонки), рычаг 4, шайбу 5, шпонку 6, ролик 7 в сборе (MADLER), гайку 8, втулку 9, зубчатый ремень 10, гайку 11, гайку прижимную 12, корпус 13 привода вращения шпинделя в сборе.

Устройство натяжения ремня привода работает следующим образом.

На корпусе 13 привода вращения шпинделя в сборе с помощью втулки 9, закрепленной двумя гайками 8, установлена ось 1, доработанная под установку рычага 4 через пригоняемую шайбу 3, где рычаг фиксируется шпонкой 6 и двумя гайками 11. С другой стороны ось 1 фиксируется в корпусе 13 через фланец 2 с помощью гайки прижимной 12 и шайбы 5.

Известные конструкции регулирования расположения прижимного ролика в шпиндельном узле предусматривают наличие регулируемых элементов, создающих длинные кинематические цепи, что является причиной возникновения вибрации, шума при работе шпинделя. Вибрации шпинделя значительно снижают геометрическую точность обрабатываемых деталей, что совершенно недопустимо для высокоточных станков.

Недостатками традиционных решений компоновки являются: сложность конструкции шпиндельной бабки, обусловленная расположением ее составных механизмов на разных осях; повышение вибрации и шум, обусловленные длинной кинематической цепью; невозможность получения высокой геометрической точности обрабатываемых деталей при достижении максимальных частот вращения шпинделя, так как с увеличением оборотов шпинделя вибрация его увеличивается.

Целью изменения конструкции является ее упрощение, снижение вибраций и повышение точностных характеристик при максимальных частотах вращения шпинделя при обработке легких сплавов на повышенных скоростях резания при большой мощности и незначительном крутящем моменте.

Использование предлагаемого устройства натяжения ремня привода позволяет значительно упростить конструкцию шпиндельной бабки, снизить шумовые характеристики станка и вибрации шпинделя станка и тем самым увеличить геометрическую точность обрабатываемых деталей.

При этом натяжение зубчатого ремня 10 привода вращения шпинделя обеспечивается доработкой механизма натяжения привода вращения шпинделя, а именно использование регулируемого натяжного ролика 7 относительно зубчатого ремня 10. Точность положения обеспечивается методом пригонки. При правильном расположении зубчатого ремня не требуется дополнительное (слишком сильное) натяжение.

Целью предлагаемого изобретения «Устройство натяжения ремня привода» является повышение эффективности обработки.

Таким образом, заявленная совокупность признаков, изложенная в формуле полезной модели, позволяет посредством применения указанных изменений обеспечить устойчивую работу шпинделя при высоких оборотах и мощностях, что в итоге позволяет повысить качество обрабатываемых деталей. Помимо этого, вследствие использования в устройстве стандартных узлов и деталей, реализуется возможность гибкого интегрирования данного устройства в разнообразное станочное оборудование.

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

Свойства, регламентированные в заявленной полезной модели, соединены отдельными признаками, 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 техническое решение, при его осуществлении предназначен для использования в машиностроительной промышленности;

- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте формулы 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.

Следовательно, заявленный объект соответствует условиям патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.

Устройство натяжения ремня привода, содержащее корпус привода вращения шпинделя, в котором размещены ось с установленными на ней фланцем, втулкой и рычагом, отличающееся тем, что ось снабжается шайбой, выставляемой на требуемый зазор методом пригонки, с установленным на ней рычагом, фиксируемым двумя гайками и шпонкой, при этом ось фиксируется в корпусе посредством втулки и фланца с прижимной гайкой и шайбой, где прижимная гайка отвечает за угол поворота рычага с роликом, а позиционирование ролика относительно зубчатого ремня осуществляется методом пригонки шайбы.