Устройство для позиционирования

Предлагаемая полезная модель относится к области машиностроения, в частности, к конструкциям гидроцилиндров, применяемых в качестве исполнительных механизмов в приводах с фиксацией штока в любой точке перемещения поршня с последующей его доводкой точного позиционирования, а именно, в суппортах металлорежущих станков при бескопирной обработке ступенчатых поверхностей с высокой степенью точности. Такая возможность появляется благодаря тому, что в устройстве для позиционирования, содержащем основной и дополнительный поршни со штоками, зафиксированные от проворота в корпусе с крышками, поршневую, межпоршневую и штоковую полости, каналы для отвода и подвода к ним рабочей жидкости, регулирующий стержень с центральным отверстием и упором в форме гайки на одном конце, другой конец последнего снабжен зубчатой полумуфтой, шариковым стопорным устройством и подпружиненным малым поршнем, расположенными в крышке корпуса, на наружной поверхности регулировочного стержня нарезана профильная резьба, образующая винтовую пару качения с резьбовой втулкой, которой снабжен основной поршень, упор оснащен винтом с профильной резьбой, образующим с гайкой винтовую пару качения, и закрепленным в полом штоке дополнительного поршня, на конце которого выполнена полость под регулировочный механизм, установленный на винте, а обе винтовые пары качения имеют разно шаговую профильную резьбу.

Предлагаемая полезная модель относится к области машиностроения, в частности, к конструкциям гидроцилиндров, применяемых в качестве исполнительных механизмов в приводах с фиксацией штока в любой точке перемещения поршня с последующей его доводкой точного позиционирования.

Из патентной литературы известен двухступенчатый телескопический гидроцилиндр, а.с. №709845, F 15 B 15/16, содержащий корпус в котором размещен поршень с полым штоком первой ступени и установленный в последнем поршень со штоком второй ступени, каналы подвода прямого и обратного хода, поршень второй ступени снабжен механическим замком, а в корпусе установлен гидравлически управляемый двух линейный двухпозиционный золотниковый распределитель, один торец которого сообщен с каналом подвода прямого хода, а другой подпружинен, причем линии распределителя сообщены с

каналом повода обратного хода, в котором параллельно распределителю установлен обратный клапан.

Недостаток описанного устройства заключается в ограниченных технологических возможностях, объясняемых остановом и фиксацией поршня только в конце его хода.

Этот недостаток частично устранен в конструкции гидроцилиндра по патенту №1036965, F 15 B 15/24, который можно считать наиболее близким аналогом к предлагаемому. С целью повышения точности позиционирования поршня на промежуточном упоре, он содержит корпус с крышками, основной и плавающий поршни со штоками, размещенные в корпусе с образованием поршневой, межпоршневой и штоковой полостей, резьбовой регулирующий стержень с упором, закрепленный в крышке и установленный в корпусе с возможностью взаимодействия с полым штоком плавающего поршня, и каналы для подвода и отвода рабочей жидкости, причем плавающий поршень со штоком выполнен со сквозным центральным отверстием для размещения резьбового регулирующего стержня, шток основного поршня выполнен полым и снабжен продольными пазами, шток плавающего поршня размещен в полости основного поршня, с возможностью осевого перемещения, упор выполнен в форме гайки, размещенной с возможностью осевого перемещения в пазах основного штока, а канал подвода рабочей жидкости в межпоршневую полость выполнен в виде центрального сквозного отверстия в резьбовом стержне.

Недостаток этой конструкции - ненадежность, объясняемая тем, что для останова поршня в промежуточном положении необходимо переключение напорных и сливных магистралей.

Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель - расширение технологических возможностей, повышение надежности и точности позиционирования.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для позиционирования, содержащем основной и дополнительный поршни со штоками, зафиксированные от проворота в корпусе с крышками, поршневую, межпоршневую и штоковую полости, каналы для отвода и подвода к ним рабочей жидкости, регулирующий стержень с центральным отверстием и упором в форме гайки на одном конце, другой конец регулирующего стержня снабжен зубчатой полумуфтой, шариковым стопорным механизмом и подпружиненным малым поршнем, расположенными в крышке корпуса, на наружной поверхности регулировочного стержня нарезана профильная резьба, образующая винтовую пару качения с резьбовой втулкой, которой снабжен основной поршень, упор оснащен винтом с профильной резьбой, образующим с гайкой винтовую пару качения, и закрепленным в полом штоке дополнительного поршня, на конце которого выполнена полость под регулировочный механизм, установленный на винте, а обе винтовые пары качения имеют разно шаговую профильную резьбу.

На фиг.1 изображено устройство для позиционирования в разрезе, на фиг.2 - тоже в крайнем левом положении, на фиг.3 - разрез А-А фиг.1, зубчатая полумуфта при стопорении изображение снизу, а при расстопорении - сверху, на фиг.4 - регулировочный механизм, разрез Б-Б фиг.1.

Устройство для позиционирования содержит основной 1 и дополнительный 2 поршни со штоками, размещенными в корпусе 3, крышки 4 и 5, регулирующий стержень 6, зубчатую полумуфту 7, шариковый стопорный механизм 8, резьбовую втулку 9, гайку 10, винт 11, регулировочный механизм 12, поршневую 13, межпоршневую 14, штоковую 15 полости, шпонки 16,17, подшипниковые опоры 18, 19, рукоятку 20, малый поршень 21 и поршневую полость 22 шарикового стопорного механизма 8.

Устройство работает следующим образом:

Рабочая среда подается под давлением через напорный канал корпуса 3 в поршневую 13 и межпоршневую 14 полости, вследствие чего основной поршень 1 начинает

перемещаться вправо. Резьбовая втулка 9, жестко закрепленная на поршне 1, через шарики и профильную резьбу регулирующего стержня 6, начинает вращать поршень 1.

В этот момент, расположенные в крышке 5 шарики стопорного механизма 8 выведены из зацепления с зубчатой полумуфтой 7, установленной жестко на конце регулировочного стержня 6 (верхняя часть фиг.3).

Гайка 10 упора, жестко установленная на другом конце регулировочного стержня 6, комплектом шариков взаимодействует с профильной резьбой винта 11 (который застопорен регулировочным механизмом 12) и перемещает его, а вместе с ним и поршень, связанный с последним через опору 19.

Угол наклона винтовой линии профильной резьбы регулировочного стержня 6 и винта 11 обеспечивают свободное вращение резьбовой втулки 9 и гайки 10 при их взаимном перемещении относительно друг друга, а разношаговость - обеспечивает увеличение скорости перемещения дополнительного поршня 2 и величину его хода.

От поворота относительно корпуса 3 и друг друга поршни 1 и 2 имеют шпонки 16,17, которые взаимодействуют с продольными пазами на наружной поверхности поршня 1 и его штока.

Для фиксации поршней 1 и 2 в любой точке достаточно подать давление в поршневую полость 22 шарикового стопорного механизма 8. Подпружиненный малый поршень 21 будет перемещаться вправо, а шток своим конусным участком - взаимодействовать с шариками стопорного механизма 8, вводя их в зацепление с зубчатой полумуфтой 7 (нижняя часть фиг.3)

В конце хода поршня 1 шпонка 16 упирается в торцевую поверхность продольного паза, а дополнительный поршень 2 останавливается, не доходя до ограничивающей его перемещение, крышки 4.

Для более точного позиционирования дополнительного поршня 2, при зафиксированном положении регулировочного стержня 6 стопорным устройством 8, необходимо

повернуть рукоятку 20 регулировочного механизма 12 в любую сторону. При этом червячная передача регулировочного механизма 12 приводит во вращение винт 11, который воздействуя на гайку 10 и регулировочный стержень 6 доводит дополнительный поршень 2 до нужной точки позиционирования.

Для возвращения поршней 1 и 2 в исходное положение необходимо сбросить давление в поршневой полости 22 малого поршня 21, который под воздействием пружины займет исходное положение, а шарики стопорного устройства 8 выйдут из зацепления с зубчатой полумуфтой 7, и подать давление через канал в крышке 4 в штоковую полость 15, а винт 11, зафиксированный регулировочным механизмом 12, воздействует на гайку 10, которая вращает регулировочный стержень 6, перемещая резьбовую втулку 9 и основной поршень 1.

Перемещение поршней 1 и 2 влево будет происходить до соприкосновения основного поршня 1 с торцевой поверхностью корпуса 3.

Согласованная работа элементов устройства для позиционирования: шарикового стопорного механизма, винтовых пар качения, основного и дополнительного поршней, и наличие ручной доводки - позволяют расширить технологические возможности, повысить надежность и точность позиционирования.

Это дает возможность использовать предлагаемое устройство позиционирования в суппортах металлорежущих станков при бескопирной обработке ступенчатых поверхностей с высокой степенью точности.

Устройство для позиционирования, содержащее основной и дополнительный поршни со штоками, зафиксированные от проворота в корпусе с крышками, поршневую, межпоршневую и штоковую полости, каналы для отвода и подвода к ним рабочей жидкости, регулирующий стержень с центральным отверстием и упором в форме гайки на одном конце, отличающийся тем, что другой конец регулирующего стержня снабжен зубчатой полумуфтой, шариковым стопорным устройством и подпружиненным малым поршнем, расположенными в крышке корпуса, на наружной поверхности регулировочного стержня нарезана профильная резьба, образующая винтовую пару качения с резьбовой втулкой, которой снабжен основной поршень, упор оснащен винтом с профильной резьбой, образующим с гайкой винтовую пару качения, и закрепленным в полом штоке дополнительного поршня, на конце которого выполнена полость под регулировочный механизм, установленный на винте, а обе винтовые пары качения имеют разношаговую профильную резьбу.