RU2203161C2 - Apparatus for rotating spindle - Google Patents
Apparatus for rotating spindle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2203161C2 RU2203161C2 RU2001109143A RU2001109143A RU2203161C2 RU 2203161 C2 RU2203161 C2 RU 2203161C2 RU 2001109143 A RU2001109143 A RU 2001109143A RU 2001109143 A RU2001109143 A RU 2001109143A RU 2203161 C2 RU2203161 C2 RU 2203161C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spindle
- intermediate shaft
- gear wheel
- additional
- main
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Turning (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, в частности станкостроения, и может быть использовано в станках для круглого фрезерования деталей, например коленчатых и распределительных валов, ободов колес, валов-шестерен и т.д. The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular machine tools, and can be used in machines for round milling of parts, such as crankshafts and camshafts, wheel rims, gear shafts, etc.
Известно устройство для вращения шпинделя, имеющее возможность передачи на шпиндель крутящих моментов, значения которых отличаются в большом диапазоне. Оно содержит шпиндель и промежуточный вал, расположенные параллельно друг другу в корпусе шпиндельной бабки. На шпинделе расположены шкив и зубчатые колеса, имеющие возможность зацепления с зубчатыми колесами, расположенными на промежуточном валу. Кроме того, на шпинделе расположена муфта, имеющая возможность сцепления со шкивом ременной передачи, который установлен на шпинделе с возможностью вращения вокруг его оси [Кучер И.М. Металлорежущие станки. Основы конструирования и расчета -Л.: Машиностроение, 1970 с. 253]. A device for rotating the spindle is known having the ability to transmit torques to the spindle, the values of which differ in a wide range. It contains a spindle and an intermediate shaft located parallel to each other in the headstock housing. On the spindle there is a pulley and gears, which can be engaged with gears located on the countershaft. In addition, on the spindle there is a clutch having the ability to engage with the belt pulley, which is mounted on the spindle with the possibility of rotation around its axis [I. Kucher Metal cutting machines. Fundamentals of design and calculation -L .: Engineering, 1970 p. 253].
Данное устройство обеспечивает передачу крутящего момента от привода вращения шпинделя непосредственно через ременную передачу или через перебор зубчатых колес промежуточного вала. Это позволяет вести обработку как в токарном режиме, так и режиме фрезерования. Однако данное устройство при передаче крутящего момента на шпиндель через промежуточный вал не может обеспечить равномерное его вращение, что обусловлено дефектами изготовления зубчатых колес, составляющих кинематическую цепь устройства. This device provides the transmission of torque from the spindle rotation drive directly through a belt drive or through the exhaust gears of the intermediate shaft. This allows processing both in turning mode and milling mode. However, this device when transmitting torque to the spindle through the intermediate shaft cannot ensure its uniform rotation, due to defects in the manufacture of gears that make up the kinematic chain of the device.
Неравномерность вращения шпинделя данного устройства существенно возрастет при осуществлении обработки методом фрезерования с круговой подачей детали. Это обусловлено тем, что при обработке многолезвийным инструментом деталь подвергается действию сил резания, которые имеют циклический характер. Под действием переменных сил резания механизм вращения шпинделя испытывает постоянные вибрации, в результате действия которых постоянно изменяется величина упругих деформаций кинематической цепи вращения шпинделя. Это приводит к изменению зазоров в передачах, обуславливает неравномерность вращения детали, что снижает стойкость режущего инструмента. The non-uniformity of the spindle rotation of this device will increase significantly when machining by milling with a circular feed of the part. This is due to the fact that when machining with a multi-blade tool, the part is subjected to the action of cutting forces, which are cyclical in nature. Under the influence of variable cutting forces, the spindle rotation mechanism experiences constant vibrations, as a result of which the magnitude of the elastic deformations of the kinematic chain of rotation of the spindle is constantly changing. This leads to a change in the gaps in the gears, causes uneven rotation of the part, which reduces the resistance of the cutting tool.
Для устранения данных явлений в приводах вращения шпинделей, осуществляющих круговую подачу детали, используют устройства для осуществления предварительного нагружения кинематической цепи механизма вращения. Величина предварительного нагружения устанавливается обычно на 5-10% больше сил трения и сил упругих деформаций, возникающих в механизмах вращения детали при их нагружении силами резания [Ермаков Ю.М. Технология и станки тангенциального точения. -М.: Машиностроение, 1979, с. 112]. To eliminate these phenomena in the spindle drives, providing a circular feed of the part, use devices for the preliminary loading of the kinematic chain of the rotation mechanism. The magnitude of the preload is usually set at 5-10% more friction and elastic deformation forces that occur in the mechanisms of rotation of the part when they are loaded by cutting forces [Yermakov Yu.M. Technology and tangential turning machines. -M.: Engineering, 1979, p. 112].
Известно устройство для вращения шпинделя, которое содержит промежуточный вал, установленный в корпусе шпиндельной бабки, тормозное кольцо и зубчатую передачу. Ведущее колесо этой передачи установлено на промежуточном валу с возможностью перемещения вдоль него и контакта с тормозным кольцом, расположенным на опоре промежуточного вала. Ведомое колесо установлено на шпинделе неподвижно. A device for rotating the spindle is known, which comprises an intermediate shaft mounted in the housing of the headstock, a brake ring and a gear transmission. The drive wheel of this gear is mounted on the intermediate shaft with the possibility of movement along it and contact with the brake ring located on the support of the intermediate shaft. The driven wheel is fixed on the spindle.
Такое устройство может осуществлять вращение детали как при токарной обработке, так и при фрезеровании с круговой подачей детали. Such a device can rotate a part both during turning and during milling with a circular feed of the part.
При работе устройства вращение на шпиндель передается через зубчатую передачу, ведущее колесо которой, перемещаясь вдоль оси промежуточного вала, входит в зацепление с ведомым колесом на шпинделе. Торец ведущего колеса при этом контактирует с торцом тормозного кольца. Вследствие этого при передаче крутящего момента на шпиндель устройство для его вращения преодолевает некоторый момент сил трения, возникающий на ведущем колесе при его контакте с тормозным кольцом. С помощью подобного предварительного нагружения кинематической цепи устройства для вращения шпинделя осуществляется не только выбор зазоров в передачах, но и устранение перемещений различных элементов цепи, вызванных ее упругими деформациями, которые обусловлены погрешностями изготовления деталей, составляющих кинематическую цепь механизма вращения детали. [А.с. 1704932, В 23 В 19/02. Привод вращения шпинделя, БИ 2 от 15.01.92. ]. When the device is operating, rotation to the spindle is transmitted through a gear transmission, the drive wheel of which, moving along the axis of the intermediate shaft, is engaged with the driven wheel on the spindle. The end face of the drive wheel in this case is in contact with the end face of the brake ring. As a result of this, when transmitting torque to the spindle, the device for its rotation overcomes a certain moment of friction forces arising on the drive wheel in contact with the brake ring. Using such a preliminary loading of the kinematic chain of the device for rotating the spindle, not only the selection of the gaps in the gears is carried out, but also the displacements of various elements of the chain caused by its elastic deformations, which are caused by manufacturing errors of parts making up the kinematic chain of the part rotation mechanism, are eliminated. [A.S. 1704932, B 23 V 19/02. Spindle rotation drive,
Недостатки данного устройства. The disadvantages of this device.
Неполное исключение неравномерности вращения шпинделя. Incomplete exclusion of uneven spindle rotation.
Это обусловлено тем, что тормозное кольцо и контактирующее с ним зубчатое колесо установлены на предпоследнем звене кинематической цепи привода вращения шпинделя. Соответственно зазоры и упругие деформации последнего звена этой цепи в данном устройстве не компенсированы. Это обуславливает неравномерность вращения детали и неравномерную круговую подачу заготовки при фрезеровании. This is due to the fact that the brake ring and the gear in contact with it are mounted on the penultimate link of the kinematic chain of the spindle rotation drive. Accordingly, the gaps and elastic deformations of the last link of this chain in this device are not compensated. This leads to uneven rotation of the part and uneven circular feed of the workpiece during milling.
Интенсивный износ тормозного кольца. Intense brake ring wear.
Это обусловлено тем что кольцо установлено неподвижно относительно ведущего колеса, поэтому относительная скорость поверхностей трения кольца и зубчатого колеса является наибольшей из всех возможных в данном механизме. This is due to the fact that the ring is fixedly mounted relative to the drive wheel, therefore, the relative speed of the friction surfaces of the ring and gear is the largest of all possible in this mechanism.
Изобретением решаются следующие задачи:
- повышение равномерности вращения шпинделя за счет предварительного нагружения конечного звена кинематической цепи устройства для его вращения;
- уменьшение интенсивности износа тормозного кольца за счет уменьшения скорости относительного движения поверхностей трения.The invention solves the following tasks:
- increasing the uniformity of rotation of the spindle due to the preliminary loading of the final link of the kinematic chain of the device for its rotation;
- a decrease in the wear rate of the brake ring due to a decrease in the speed of the relative motion of the friction surfaces.
Для достижения указанного технического результата устройство для вращения шпинделя содержит промежуточный вал, расположенный в корпусе шпиндельной бабки, тормозное кольцо, зафиксированное в окружном направлении, и основную зубчатую передачу, ведущее колесо которой установлено на промежуточном валу, а ведомое неподвижно на шпинделе. To achieve the technical result, the device for rotating the spindle comprises an intermediate shaft located in the headstock housing, a brake ring fixed in the circumferential direction, and a main gear transmission, the drive wheel of which is mounted on the intermediate shaft, and the driven one is stationary on the spindle.
Новым в изобретении является то, что устройство снабжено пружиной сжатия и дополнительной зубчатой передачей, ведомое колесо которой установлено на шпинделе с возможностью вращения вокруг его оси, а ведущее на промежуточном валу. Ведущие колеса основной и дополнительной зубчатых передач установлены на промежуточном валу неподвижно, тормозное кольцо установлено на шпинделе с возможностью замыкания с торцом ведомого колеса дополнительной передачи посредством пружины сжатия. Дополнительная зубчатая передача выполнена с передаточным числом, большим, чем основная. New in the invention is that the device is equipped with a compression spring and an additional gear transmission, the driven wheel of which is mounted on the spindle with the possibility of rotation around its axis, and the drive on the intermediate shaft. The drive wheels of the main and additional gears are fixed on the countershaft, the brake ring is mounted on the spindle with the possibility of closing with the end face of the driven wheel of the additional gear by means of a compression spring. An additional gear transmission is made with a gear ratio greater than the main one.
На фиг.1 представлена кинематическая схема устройства для вращения шпинделя станка для круглого фрезерования; на фиг.2 - узел А на фиг.1 (сборочный чертеж, разрез). Figure 1 presents the kinematic diagram of a device for rotating the spindle of a machine for circular milling; figure 2 - node a in figure 1 (assembly drawing, section).
Устройство для вращения шпинделя 1 расположено в корпусе шпиндельной бабки 2, которая установлена на станине 3 станка для круглого фрезерования. Промежуточный вал 4 установлен в корпусе шпиндельной бабки 2 и связан через червячный редуктор 5 с бесступенчатым приводом 6. Устройство снабжено основной и дополнительной зубчатыми передачами. Ведущие колеса 7 и 8 основной и дополнительной передач установлены на промежуточном валу 4 неподвижно относительно оси его вращения. Ведомое колесо 9 основной зубчатой передачи установлено неподвижно на шпинделе 1, а ведомое колесо 10 дополнительной передачи установлено на шпинделе 1 с возможностью вращения вокруг его оси 11. Устройство содержит тормозное кольцо 12, установленное неподвижно в окружном направлении на шпинделе 1, торец которого замкнут с торцом зубчатого колеса 10 пружиной сжатия 13, которая регулируется гайкой 14, также установленной на шпинделе 1. A device for rotating the spindle 1 is located in the housing of the
Для уменьшения интенсивности износа тормозного кольца 12 передаточное число дополнительной передачи 8, 10 больше, чем основной 7, 9. To reduce the wear rate of the
Работает устройство следующим образом. The device operates as follows.
Вращение от бесступенчатого привода 6 через червячный редуктор 5 передается на промежуточный вал 4 и от него через основную зубчатую передачу (колеса 7,9) на шпиндель 1. Частота вращения шпинделя 1 определяется передаточным числом этой передачи. Ведущее колесо 8 дополнительной зубчатой передачи передает вращение от вала 4 ведомому колесу 10, которое вращается относительно оси 11 шпинделя 1. Поскольку передаточное число дополнительной передачи (колеса 8, 10) больше, чем основной (колеса 7, 9), то колесо 10 вращается вокруг оси 11 шпинделя 1 медленнее, чем прижатое к его торцу тормозное кольцо 12, вращающееся со скоростью шпинделя 1. Между торцами кольца 12 и зубчатого колеса 10 возникает момент сил трения, определяющий величину предварительного нагружения всей кинематической цепи. Величина момента сил трения определяется усилием прижатия кольца 12 к зубчатому колесу 10. The rotation from the stepless drive 6 through the worm gear 5 is transmitted to the intermediate shaft 4 and from it through the main gear (wheels 7.9) to the spindle 1. The speed of the spindle 1 is determined by the gear ratio of this gear. The
Разность скоростей вращения кольца 12 и колеса 10 составляет не более 5-10%, что обуславливает незначительную скорость относительного движения, а соответственно и интенсивность истирания фрикционной поверхности тормозного кольца 12. Поскольку усилие предварительного нагружения осуществляется непосредственно на шпинделе 1, то это позволяет исключить раскрытие зазоров в кинематической цепи вращения шпинделя по всей ее длине. Кроме того, незначительная разность в скоростях вращения шпинделя 1 и колеса 10, препятствующего его вращению, обеспечивает высокую долговечность тормозного кольца. The difference in the rotational speeds of the
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001109143A RU2203161C2 (en) | 2001-04-05 | 2001-04-05 | Apparatus for rotating spindle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001109143A RU2203161C2 (en) | 2001-04-05 | 2001-04-05 | Apparatus for rotating spindle |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2001109143A RU2001109143A (en) | 2003-01-20 |
| RU2203161C2 true RU2203161C2 (en) | 2003-04-27 |
Family
ID=20248093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001109143A RU2203161C2 (en) | 2001-04-05 | 2001-04-05 | Apparatus for rotating spindle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2203161C2 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1581409A (en) * | 1977-06-08 | 1980-12-10 | Gildemeister Ag | Brake device for a rotatable spindle |
| SU1704932A1 (en) * | 1987-01-06 | 1992-01-15 | Ивановское Специальное Конструкторское Бюро Расточных Станков | Spindle rotation drive |
-
2001
- 2001-04-05 RU RU2001109143A patent/RU2203161C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1581409A (en) * | 1977-06-08 | 1980-12-10 | Gildemeister Ag | Brake device for a rotatable spindle |
| SU1704932A1 (en) * | 1987-01-06 | 1992-01-15 | Ивановское Специальное Конструкторское Бюро Расточных Станков | Spindle rotation drive |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ЕРМАКОВ Ю.М. Технология и станки тангенциального точения. - М.: Машиностроение, 1972, с.111 и 112, рис.56. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SG184521A1 (en) | Gear train unit and arrangement for a stamping press | |
| KR100415734B1 (en) | Method and apparatus for polishing external-tooth gears | |
| US5092190A (en) | Transmission device | |
| KR101456304B1 (en) | Driving device of rotary table | |
| RU2123627C1 (en) | Cycloidal reduction gear | |
| RU2203161C2 (en) | Apparatus for rotating spindle | |
| HU209638B (en) | Method and apparatus for generating machining with abrasive belt | |
| CA1181260A (en) | Variable speed rotary power transmission | |
| RU2071405C1 (en) | Feeler spindle rotational drive of cam shaft working machine | |
| US4479294A (en) | Secondary working apparatus | |
| CN215239283U (en) | Spoon structure double-shaft rotary table combining worm and gear with toothed belt | |
| KR100225137B1 (en) | Manufacturing method of inner roller and outer roller of inner gear planetary gear structure | |
| RU2117573C1 (en) | Circular saw | |
| SU1214337A1 (en) | Metal-working machine tool | |
| SU1747148A1 (en) | Grain processing device | |
| RU2242649C2 (en) | Clearanceless reduction gear | |
| WO2024063709A1 (en) | Roller bearing assembly driven reducer with camshaft | |
| KR830000933B1 (en) | Overload release clutch | |
| SU1678607A1 (en) | Hinge of manipulator | |
| CN100436890C (en) | Auxiliary start device | |
| SU1235069A2 (en) | Metal-working machine tool | |
| RU2062213C1 (en) | Device for two-sided finishing of planes | |
| SU1720845A1 (en) | Apparatus for diamond ironing of cylindrical parts | |
| KR200309520Y1 (en) | planetary roller reduction gear | |
| RU2011538C1 (en) | Crank press drive |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200406 |