Пристрій для затиску пруткового матеріалу

1. Пристрій для затиску пруткового матеріалу, на шпинделі якого розташовані затискний патрон та з'єднана з ним труба з рухомою приводною втулкою, який відрізняється тим, що пристрій оснащений додатково електроприводом, який виконаний у вигляді електродвигуна, статор якого жорстко з'єднаний із шпиндельним барабаном, а ротор змонтований на шпинделі з можливістю одночасної силової взаємодії з приводною втулкою та шпинделем, а також з можливістю обертальнопоступального руху по гвинтовій поверхні шпинделя. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що для покращення силових характеристик електроприводу між ротором електродвигуна та приводною втулкою встановлено передавальнопідсилювальний механізм. Винахід належить до галузі металообробки, а саме до верстатобудування, і може бути використаний для затиску пруткового матеріалу у верстатах-автоматах. Відома конструкція механізму затиску пруткового матеріалу, що містить затискну муфту, важелі, які кінематично зв'язані з рухомою втулкою, диск і гайку, що встановлена на трубі затиску, при цьому механізм затиску пруткового матеріалу оснащений підпружиненими клинами з фасками на кінцях і стаканом з конусним буртиком на одному кінці внутрішньої поверхні, а на диску і гайці виконані радіальні похилі пази, в яких встановлені клини, крім того, стакан закріплений на затискній муфті і його конусний буртик призначений для взаємодії з фасками клинів, а механізм оснащений стержнями, що встановлені у отворах, які виконані в диску і гайці, [див. А. с. СРСР №917924 МПК В23В13/00. Опубл. 07.04.82]. Недоліком такої конструкції є її відносно невисока надійність при роботі в автоматичному режимі та складність конструкції. Відомий також механізм затиску і подачі прутка токарного багатошпиндельного автомата, який містить корпус, привод довороту регулювальної гайки, що виконаний у вигляді електродвигуна з редуктором, який зв'язаний через зворотний зв'язок з пристроєм вимірювання діаметра прутка з вимірювальним стержнем, розподільчий вал з кулачками затиску, подачі та упора прутка, важільні передачі, повзун подачі, що кінематично зв'язаний з подавальною трубою і повзун затиску, що зв'язаний з встановленими з можливістю осьового переміщення муфтами, які взаємодіють похилими поверхнями з важелями, що змонтовані в рухомих втулках, і взаємодіючими з вказаними важелями через виконані у вигляді зубчатих коліс, які кінематично зв'язані з зубчатим редуктором, регулювальні гайки, що встановлені на трубах затиску, які впливають на затискні цанги, що розміщені в шпинделях. При цьому вимірювальний стержень оснащений власним приводом, стержень і повзун подачі прутка оснащені упорами а на станині розміщені кінцеві вимикачі, [див. А. с. СРСР №872038 МПК В23В13/00. Опубл. 15.10.81]. Недоліком механізму затиску і подачі прутка є складність конструкції. (19) UA (11) 95323 (13) C2 (21) a200906409 (22) 19.06.2009 (24) 25.07.2011 (46) 25.07.2011, Бюл.№ 14, 2011 р. (72) КУЗНЄЦОВ ЮРІЙ МИКОЛАЙОВИЧ, ПРИДАЛЬНИЙ БОРИС ІВАНОВИЧ, РЕДЬКО РОСТИСЛАВ ГРИГОРОВИЧ (73) ЛУЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ (56) EP 0475152 A2, 18.03.1992 SU 343774 A, 07.07.1972 SU 657917 A1, 25.04.1979 SU 1572754 A1, 23.06.1990 SU 764851 A1, 23.09.1980 SU 917924 A, 07.04.1982 SU 872038 A, 15.10.1981 UA 28411 U, 10.12.2007 DE 3709246 A1, 06.10.1988 3 Найбільш близьким за технічною суттю до пристрою для затиску пруткового матеріалу, що заявляється, є пристрій для затиску пруткового матеріалу, що містить шпиндель, у якому розміщені цанга і з'єднана з нею труба, що несе рухому приводну втулку, при цьому на приводній втулці закріплений диск, який є якорем електромагніта, котушка якого встановлена на шпиндельному барабані, крім того, між котушкою і диском розташована зворотна пружина [див. А. с. СРСР №343774 МПК В23В13/00. опубл. 07.07.1972]. Суттєвим недоліком пристрою для затиску пруткового матеріалу є те, що для підтримання зусилля затиску прутка під час його обробки споживається така кількість електроенергії та наявність її під час повного технологічного циклу, що призводить до відносно високих витрат енергії та понижує рівень безпеки через неконтрольований розтиск заготовки в разі аварійної втрати живлення, крім того, механізм не забезпечує надійного закріплення пруткового матеріалу з великими відхиленнями діаметра тому, що зусилля затиску прутка не є стабільним і залежить від величини відхилення його діаметра (при збільшенні діаметра - сила затиску падає через збільшення відстані між торцями магніту та диска). Задачею, на вирішення якого спрямований винахід, що заявляється, є підвищення якості та надійності закріплення прутка за рахунок стабілізації зусилля затиску незалежно від величини відхилення його радіальних розмірів шляхом зміни конструкції. Поставлена задача вирішується таким чином. У відомому пристрої для затиску пруткового матеріалу, на шпинделі якого розташовані затискний патрон та з'єднана з ним труба з рухомою приводною втулкою, а також частина електропривода, згідно з винаходом, що заявляється, частина електроприводу виконана у вигляді електродвигуна, статор якого жорстко з'єднаний із шпиндельним барабаном, а ротор електродвигуна змонтований на шпинделі з можливістю одночасної силової взаємодії з приводною втулкою та шпинделем, а також з можливістю обертальнопоступального руху по гвинтовій поверхні шпинделя. Крім того, для покращення силових характеристик між ротором електродвигуна та приводною втулкою встановлено передавальнопідсилювальний механізм. Суть винаходу пояснюється кресленнями, де на Фіг. 1 зображений поздовжній розріз запропонованого пристрою для затиску пруткового матеріалу в стані "затиснуто", на Фіг. 2 - в стані "розтиснуто"; на Фіг. 3 зображений поздовжній розріз запропонованого пристрою для затиску пруткового матеріалу в стані "затиснуто" з конструктивними елементами, які підсилюють технічний результат, на Фіг. 4 - те саме, в стані "розтиснуто". Пристрій для затиску пруткового матеріалу містить встановлений на шпинделі 1 (Фіг. 1, 2) та застрахований від провертання відносно нього шпонкою 2 корпус 3 з розміщеними на ньому затискною муфтою 4, а також ротором 5 електродвигуна та гайкою 6, що базуються на різьбовій поверх 95323 4 ні корпуса 3, причому затискна муфта 4 має можливість силової взаємодії із стаканом 7. На задньому кінці шпинделя 1 встановлена рухома в осьовому напрямі приводна втулка 8, що має можливість одночасної силової взаємодії з гайкою 9, нагвинченою на трубу затиску 10, та стаканом 7 за допомогою набору пружних елементів 11, для попереднього натягу яких використана гайка 12, що встановлена на приводній втулці 8. Правим кінцем труба затиску 10 з'єднана з затискним патроном (на кресленні не показано). На роторі 5 розміщені електричні обмотки 13, які мають можливість електромагнітної взаємодії з електричними обмотками 14, які розміщені на статорі 15, що жорстко зв'язаний з шпиндельним барабаном 16. Обойма 17, що виконана як одне ціле зі статором 15, має можливість силової взаємодії з муфтою затиску 4 через опорні підшипники 18, що зафіксовані гайкою 19, встановленою на муфті 4. Робота пристрою для затиску пруткового матеріалу відбувається наступним чином. Для здійснення процесу затиску (Фіг. 1) на обмотки 14 статора 15 подається електричний струм. При цьому навколо обмоток 14 утворюється електромагнітне поле, що взаємодіє з обмотками 13 ротора 5 і спричиняє в них появу обертового моменту. Внаслідок того, що обмотки 13 жорстко зв'язані з ротором 5 обертовий момент передається на ротор 5 і спричиняє його обертально-поступальне переміщення відносно різьової поверхні корпуса 3 на величину, яка залежить від фактичного діаметра прутка, що затискається. Жорстко закріплена на роторі 5 обойма 17 передає осьове зусилля на муфту затиску 4 через опорні підшипники 18. Далі затискна муфта 4 передає осьове зусилля на трубу затиску 10 через стакан 7, набір пружних елементів 11, гайку 12, приводну втулку 8 і гайку 9. Процес затиску продовжується до моменту досягнення необхідного зусилля затиску, яке залежить лише від параметрів струму, що подається на обмотки статора 14 і є стабільним, тобто не залежить від величини відхилення радіальних розмірів оброблюваного прутка. Обертально-поступальний рух ротора 5 (процес затиску) припиняється самовільно при досягненні необхідного зусилля затиску і, як наслідок, зростання зусилля, що протидіє його осьовому переміщенню. Момент закінчення процесу затиску (зупинки ротора) відображається у характеристиках струму, що проходить в обмотках статора 14. Після закінчення процесу затиску підведення струму до обмоток статора 14 припиняється, причому підтримка зусилля затиску відбувається за рахунок самозагальмовування в різьбовому з'єднанні ротора 5 і корпуса 3. Для здійснення розтиску (Фіг. 2) на обмотки статора 14 подається струм з характеристиками, які зумовлюють рух ротора 5 в протилежному напрямі, у порівнянні з процесом затиску, до упору в гайку 6 розташовану на корпусі 3. Це спричиняє рух обойми 17, затискної муфти 4, стакана 7, приводної втулки 8 і труби затиску 10 в зворотному напрямі порівняно з процесом затиску. Заготовка розтискається під дією пружності пелюсток цангового патрона (на кресленні не показано). 5 Для покращення силових характеристик пристрою для затиску пруткового матеріалу, що заявляється, (Фіг. 3, 4) муфта 4 виконана з фасонною поверхнею, а корпус 3 оснащено важелями 20, що закріплені на осях і мають можливість провороту відносно корпусу 3 та одночасної силової взаємодії з затискною муфтою 4 і стаканом 7. При осьо 95323 6 вому переміщенні затискної муфти 4 важіль 20 провертається і передає осьове зусилля на стакан 7. В даному випадку пристрій для затиску пруткового матеріалу має покращені силові характеристики, а саме може розвинути більше вихідне зусилля на трубі затиску, при аналогічній вхідній потужності та радіальних габаритах. 7 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 95323 8 Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601