Поворотные столы. Часть 1. Привод

Поворотные столы. Часть 1. Привод.

120 руб.

Описание товара

Поворотные столы, часть 1. Привод

     Одним из основных конструктивных элементом оборудования для автоматизации технологических процессов в машиностроении являются транспортирующие механизмы, предназначенные для перемещения обрабатываемой детали или комплекта собираемых деталей с одной позиции на другую. Все эти транспортирующие механизмы можно разделить на три основные группы, это поворотные столы и шаговые транспортеры и подачи, – применение которых определяется расположением рабочих позиций нестандартного оборудования и соответственно установленной при этом траекторией перемещения детали или комплекта деталей (по окружности, или по прямой).

         Поворотные столы, а точнее поворотно – делительные столы,  наиболее часто применяются в качестве транспортирующих механизмов в многоместном нестандартном оборудовании для механизации и автоматизации технологических процессов во всех технологических переделах машиностроительного производства. Конструкция поворотного стола применяемого для конкретного вида нестандартного оборудования определяется влиянием следующих факторов:

  • величиной и направлением действия технологических усилий возникающих при работе оборудования,
  • компоновкой в составе оборудования (вертикальное или горизонтальное расположение стола, а также его расположение относительно исполнительного механизма(ов), например агрегатных или сборочных головок и их привода),
  • необходимой скоростью поворота и фиксации, устанавливаемых на основе расчета потребной производительности оборудования,
  • точностью фиксированного положения стола с установленными (с базированными и закрепленными) деталями, при их перемещении с позиции на позицию.

       Величина и направление действия сил определяет жесткость элементов конструкции поворотного стола, которые их воспринимают. Компоновкам стола в составе оборудования, а также необходимая скорость его поворота и фиксации существенным образом определяют тип привода. Точность фиксированного положения стола определяет прежде всего конструкцию механизма фиксации.

Поворотные столы могут иметь следующие виды привода: механический (электромеханический), гидравлический, пневматический, комбинированный (пневмо – гидромеханический, пневмогидравлический) привод.  В качестве механического привода поворотных столов используются механизмы периодического действия: храповой механизм, мальтийский механизм, кулачково – цевочный механизм, рычажный механизм электромеханический привод с червячной передачей. В качестве гидравлического привода поворотных столов применяются –  гидромоторы игидроповоротники, а в качестве пневматического привода – пневмоцилиндры и пневмоповоротники. При этом необходимо отметить, что гидроповоротники и пневмоповоротники применяется в поворотных столах совместно с зубчатой реечной передачей и обгонной муфтой, или храповым механизмом. Рассмотрим конструкции перечисленных типов привода поворотных столов.

Механический привод является наиболее распространенным видом привода поворотных столов благодаря, прежде всего, двум преимуществам, максимальной скорости поворота планшайбы и высокой точности ее фиксации. Основными типами механизмов позволяющими сформировать механический привод поворотного стола являются следующие: храповой механизм, мальтийский механизм, улито – цевочный механизм, рычажный механизм. Разновидностью механического привода поворотных столов является также и электромеханический привд, содержащий электродвигатель и систему механических передач.При этом различные типы и конструктивные схемы механического привода имеют специфические преимущества и недостатки привода.

      Преимуществом храпового механизма применяемого в приводе поворотного стола является простота его конструкции. К его недостаткам относятся низкая жесткость кинематической цепи привода и невысокая точность поворота на фиксированный угол, а также возможность работы только при невысоких скоростями поворота планшайбы поворотного стола. Поэтому в технологическом оборудовании такой тип привода находит ограниченное применение.

    На Рис 1 показана конструкция храпового механизма привода планшайбы поворотного стола, имеющего горизонтальную ось вращения (храповые механизмы предпочтительно применять при горизонтальной оси вращения).

1

       Он содержит, установленные на валу 1: двуплечий рычаг 2, на ведущем плече которого на оси 17 установлена ведущая собачка 3, а также храповое колесо 4, зубья которого имеют рабочие грани 6 и задние грани 7 и жестко связанную с ним планшайбу поворотного стола 5. Кроме того, храповой механизм содержит фиксрующую собачку 8 фиксирующего устройства, которая посредствам оси 10 шарнирно установлена на кронштейне 9 и несет ролик 13, постоянно поджатый пружинным фиксатором 12 к участку переменного радиуса 11 ведомого плеча рычага 2, а правый торец собачки 8 имеет возможность контактировать с задними гранями  7 зубьев храпового колеса 4. Ведущая собачка 3 посредствам пружины 15 постоянно поджата своим правым заостренным торцом к храповому колесу 4, а вал 1 на подшипниковых опорах (на Рис 1 не показаны) установлен на станине 16. Ведущая тяга 18 посредствам оси 17 шарнирно соединена с ведущей собачкой 3 рычагом 2. Регулировка положения кронштейна 9 и соответственно собачки 8 осуществляется посредствам винта 14.

       Работает храповой механизм привода поворотного стола следующим образом. При перемещении ведущей тяги 18 вправо рычаг 2 поворачивается по часовой стрелке вместе с ведущей собачкой 3, которая благодаря наличию пружины 15, упираясь своим правым заостренным торцом в рабочую грань 6 зуба храпового колеса 4, заставляет его поворачиваться вместе с планшайбой 5 поворотного стола в том же направлении. При повороте ведомого плеча рычага 2, ролик 13 перекатываясь по поверхности 11 переменного радиуса, перемещается от большего радиуса к меньшему и  при этом позволяет фиксирующей собачке 8 под действием пружинного фиксатора 12 поворачиваться против часовой стрелки. В конце хода рычага 2 фиксирующая собачка 8 упирается своим правым торцом в заднюю грань 7 зуба храпового колеса 4, чем достигается фиксация храпового колеса 4 вместе с планшайбой 5 поворотного стола и  исключается  проскальзывание подвижных частей под действием сил инерции.  После этого ведущая тяга 18 перемещается влево и поворачивает рычаг 2 вместе с собачкой 3 против часовой стрелки, которая  будучи прижата пружиной 15 к храповому колесу 4 скользит по его нерабочей поверхности и в конце хода заходит за рабочую грань 6 следующего зуба храпового колеса.

      Мальтийские механизмы в приводе поворотных столов используются гораздо чаще, чем храповые механизмы, поскольку, имея относительно простую конструкцию, обладают более высокой кинематической жесткостью, что позволяет им работать с повышенной скоростью, а использование дополнительных механизмов фиксации (см. статью «Поворотные столы, часть 2 «Механизмы фиксации») позволяет обеспечить удовлетворительную точность фиксированного положения планшайбы поворотного стола.

2

     На Рис 2 показана типовая конструкция привода планшайбы поворотно – делительного  стола, выполненная на базе мальтийского механизма. Он содержит планшайбу 3, установленную  посредствам подшипника скольжения 5 на оси 4 и опирающуюся своей нижней базовой плоскостью на ответную поверхность сборного корпуса стола, состоящего из тумбы 1 и плиты 2, а также червячное колесо 6, которое с помощью подшипника скольжения 7 и упорного шарикоподшипника 8 установлено с возможностью вращения на оси 4 (привод червячного колеса на Рис 2 не показан),  на котором закреплен кривошип 9 с цевкой 10, зацепляющейся с мальтийским крестом 12, жестко закрепленным посредствам фланца 11 на промежуточном валу 13, на котором также закреплено ведущее зубчатое колесо 17, находящееся в зацеплении с шестерней 18, установленной на планшайбе 3. Ведущий кривошип 9 мальтийского механизма снабжен радиусным выступом, который при фиксации планшайбы поворотного стола находится в контакте с ответной радиусной выборкой мальтийского креста 12. При этом промежуточный вал 13 на шарикоподшипниках 14 расположен в вертикальной расточке корпуса 1 поворотного стола, а шестерня 18 закреплена на планшайбе 3 посредствам винтов 19 и штифтов (штифты на Рис 2 не показаны). Планшайба 3 имеет шесть базовых отверстий 20 расположенных равномерно по окружности, которые обеспечивают точное центрирование приспособлений – спутников, устанавливаемых на ее верхнюю базовую поверхность.

Рис 3new     На Рис 3 показан механический привод поворотного стола с использованием мальтийского механизма, оригинальная конструкция которого позволяет получить увеличенную по продолжительности остановку планшайбы, достигаемую за счет остановки ведущего кривошипа. Этот привод содержит ведущий вал 1, на котором закреплен зубчатый сектор 2, шестерню 6, с которой он зацепляется, установленную на одном валу с криво-шипом 7, имеющим радиусный сектор 9 и несущим ролик 3, входящий в зацепление с пазами 8 мальтийского креста 4 жестко связанным с планшайбой поворотного стола (на Рис 3 не показана). Число зубьев зубчатого сектора 2 соответствует числу зубьев шестерни 6, а мальтийский крест снабжен пальцами 5, которые охватывают при контакте наружную цилиндрическую поверхность радиусного сектора 9 кривошипа 7, фиксируя, таким образом, мальтийский крест, когда ролик 3 кривошипа выходит из зацепления с очередным пазом. Во время остановки кривошипа 7 зубчатый сектор 2 выходит из зацепляется с ним, что увеличивает паузу в повороте стола, которая заканчивается, когда сектор 2 опять входит в зацепление с шестерней 6. Такой привод поворотного стола по сравнению с храповым механизмом может работать с более высокими скоростями и передавать большие крутящие моменты, однако точность фиксации планшайбы невысока.
В ряде случаев в процессе работы технологического оборудования всвязи с изме-не6нием параметров технологического процесса возникает необходимость менять продолжительность выстоя планшайбы поворотного стола по отношению ко времени его поворота. Конструкции такого привода планшайбы поворотного стола выполненного на основе оригинального мальтийского механизма со встроенными дополнительными устройствами показаны на Рис 4 и 5.

Рис 4new       На Рис. 4 показана конструкция привода поворотного стола, выполненного на основе мальтийского механизма со встроенными кулачками, позволяющего получить продолжительную паузу во вращении мальтийского креста. Оно состоит из корпуса 1, на котором установлена опора 2 с ведущим валом 3, с конической шестерней 4 на конце, а также промежуточный вал 5 с неподвижно закрепленным на нем кривошипом 6 и выходной вал 10 с закрепленным на нем мальтийским крестом 11. Кроме того, на корпусе 1 установлен кронштейн 12, в котором расположен подвижный в вертикальном направлении фиксирующий шток 13, верхний конец которого шарнирно соединен с расположенным на оси 14 двуплечим рычагом 15, несущим на противоположном плече палец 16, взаимодействующий с пазом кулачка 24, установленного на оси 22. Вал 5 имеет возможность возвратно – поступательного перемещения в вертикальном направлении, которое осуществляется за счет установки на его верхнем конце кулачка 7, с пазом которого контактирует палец 19 коромысла 18, шарнирно установленного на кронштейне 17, который закреплен на корпусе 1. Коническая шестерня 4 зацепляется с коническим зубчатым колесом 8, образующим единый блок с цилиндрической шестерней 9, зацепляющейся с зубчатым колесом 23, которое жестко соединено с кулачком 24, а последний соединен с кулачком 25, с пазом которого взаимодействует палец 21 коромысла 18.

       Работает устройство следующим образом. В исходном положении фиксатор 13 находится в верхнем положении, а движение от ведущего вала 3 через коническую зубчатую передачу 4–8 передается промежуточному валу 5 и кривошипу 6. После совершения кривошипом 6 поворота на угол φ, соответствующий повороту мальтийского креста на угол ψ (ψ = 〖360〗^0/n; где: n – число пазов мальтийского креста), фиксирующий шток 13 перемещается в направляющих кронштейна 12 вниз, получая при этом привод от двуплечего рычага 15, палец 16 которого взаимодействует с пазом кулачка 24 и фиксирует положение мальтийского креста 11. После этого, вал 5 вместе с кривошипом 6 начинает перемещаться вверх, по закону, определяемому профилем паза кулачка 25, а кривошип 6, продолжая вращение, к концу подъема вала 5 поворачивается на угол 〖360〗^0. Далее начинается вращение кривошипа 6 вхолостую, на целое число оборотов, которое зависит от передаточного отношения зубчатой передачи 9 – 23. После поворота кривошипа 6 на угол равный 〖360〗^0k(где k – целое число оборотов кривошипа 6), он возвращается в крайнее нижнее положение и своим пальцем входит в паз мальтийского креста 11, при этом фиксирующий шток 13 выводится из фиксирующего паза мальтийского креста. На этом один цикл работы устройства заканчивается.

Рис 5new       Различные по продолжительности паузы во вращении планшайбы поворотного стола могут быть получены за счет последовательного соединения двух мальтийских механизмов, конструкция которых показана на Рис. 5. Это привод поворотного стола содержит ведущий вал 1, промежуточный вал 2, ведомый вал 3 (на этом валу крепится планшайба поворотного стола), ведущий мальтийский механизм 4 и ведомый 5. Ведущий мальтийский механизм 4 состоит из установленного на валу 1 диска 6 с пальцами 7–9, имеющими различную длину, соединенного с фиксирующим диском 10, выполненным из сегментов 11–13, с различными центральными углами, а также мальтийский крест 14, закрепленный на промежуточном валу 2. Диск 6 и фиксирующий диск 10 установлены на ведущем валу 1 с возможностью перемещения вдоль оси 15 посредством вилки 16. Ведомый мальтийский механизм 5 состоит из кривошипа 17 с пальцем 18 и фиксирующего диска 19, закрепленных на валу 2, а также мальтийского креста 20, закрепленного на ведомом валу 3.

       Работает устройство следующим образом. В крайнем левом положении диска 6 с фиксирующим диском 10 палец 7 периодически взаимодействует с мальтийским крестом 14. При перемещении диска 6 в среднее положение в зацеплении с крестом 14 участвуют пальцы 7 и 8, а в крайнем положении диска 6 и 7 – 9. Каждому фиксированному положению диска 6 и фиксирующего диска 10 на ведущем валу 1 соответствует свой закон прерывистого вращения мальтийского креста 20 с ведомым валом 3. Таким образом, ступенчатое изменение отношения времени поворота ко времени выстоя вала 3 обеспечивается перемещением диска 6 из одного положения в другое, которое осуществляется в период выстоя мальтийского креста 20 и при нахождении одного из пальцев 7 – 9 в зацеплении с мальтийским крестом 14.

       Улито – цевочный механизм в общем случае  состоит из вращающегося с постоянной скоростью ведущего вала 1 на котором жестко установлен пространственный кулачок 2 (улита) с разомкнутым профилем, с рабочей поверхностью которого (выступом или пазом) контактируют цевки 3 (цевки выполняются в виде ролика или цилиндрического пальца), установленные с постоянным шагом на карусели 5, которая закреплена на ведомом валу 4, вращающимся с переменной угловой скоростью и делающим периодические остановки, продолжительность которых обусловлена профилем рабочей поверхности улиты 2 (см. Рис. 6а).

3

       Количество цевок на карусели определяет число ее позиций (количество периодических остановок). Карусель с цевками представляет собою z коромысел расположенных равномерно по окружности с шагом ψ = 2𝝅/z. Рабочий профиль улиты представляет собою паз, захватывающий цевку и перемещающий его с позиции на позицию в процессе вращения ведущего вала на шаг, или сопряженные винтовые поверхности (см. Рис. 6б) одновременно взаимодействующие с двумя соседними цевками. В глобоидной улите (см. Рис. 6б, 6в) ее конические боковые поверхности взаимодействуют с соседними цевками, что позволяет регулировать зазор между рабочей поверхностью улиты и цилиндрической поверхностью цевки. У цилиндрических улит оси цевок расположены параллельно оси вращения карусели, у глобоидных – перпендикулярно. Фиксация карусели в механизмах с цилиндрической улитой обычно осуществляется по двум цевкам, для чего улита снабжается соответствующим фиксирующим ободом, ширина которого равна расстоянию t между боковыми цилиндрическими поверхностями цевок (см. Рис. 6а). У механизмов с цилиндрическими улитами компактная конструкция может быть получена при количестве цевок z ≥ 10, а у глобоидных при z ≥ 6. Глобоидные вогнутые улиты могут обеспечить число остановок z ≤ 5, однако при этом количество цевок должно быть больше числа остановок карусели, поскольку в этом случае за один оборот улиты необходимо пропустить больше одного ролика, что приводит к существенному увеличению размеров улиты. Выпуклые глобоидные улиты не находят применения в механизмах прерывистого действия, поскольку не позволяют создать компактную конструкцию. Улито – цевочныемеханизмы используются, как с индивидуальным, так и с централизованным приводом. Индивидуальный привод в основном применяется в поворотных столах, а централизованный в механизмах технологического оборудования с автоматическим циклом работы.  Улито – цевочные механизмы могут работать с большими скоростями и передавать значительные нагрузки, обеспечивая при этом удовлетворительную точность фиксации карусели (планшайбы поворотного стола).

Рис 7new        На Рис. 7 показана конструкция привода поворотного стола с использованием улито-цевочного механизма. Поворотный стол 1, посредством цевок 2, число которых соответствует количеству позиций стола, контактирует с рабочей поверхностью улиты 3, установленной на валу 4, на котором также крепится шестерня 5 с фиксирующим упором 7, зацепляющаяся с зубчатым колесом 6, с ответным фиксирующим упором 8, которые установлены на валу 9.

Работает привод поворотного стола следующим образом. При повороте вала 9 вместе с зубчатым колесом 6 на определенный угол движение через шестерню 5, передается улите 3, которая поворачивается на угол 〖360〗^0, при этом поворотный стол 1, контактирующий с рабочей поверхностью улиты посредством цевок 2 поворачивается на шаг. После поворота улиты на угол 〖360〗^0, упоры 6 и 8 зубчатых колес 5 и 7 входят в контакт и тем самым жестко фиксируют поворотный стол 1. Такой привод позволяет создать более жесткую конструкцию стола и дает возможность работать с большими скоростями, но требует наличия специального оборудования для изготовления улиты и сложных приборов для ее контроля.

Рис 8new       На Рис. 8 показана конструкция улиты с устройством для выбора зазора между ее рабочей поверхностью кулачка и цевками. Наличие такого устройства повышает точность поворота планшайбы поворотного стола. Цевки выполнены в виде роликов 3 шарнирно установленных на осях закрепленных на планшайбе2 с определенным шагом и образуют с рабочей поверхностью улиты 1 зазор необходимый для компенсации погрешности изготовления деталей и сборки механизма, который однако увеличивает погрешность поворота планшайбы 2 поворотного стола. Для исключения этого зазора на рабочей поверхности улиты 1 выполнены закрытые пазы 4, в которых на ограничительных винтах 7 установлены сегментные планки 5, подпружиненные прокладкой 6 из эластичного материала.

        При работе улито – цевочного механизма зазор между роликами 3 и рабочей поверхностью улиты 1 выбирается за счет эластичной прокладки, толщина которой за счет мерной длины ограничительного винта 7 устанавливается таким образом, чтобы ролики 3 контактировали с рабочей поверхностью улиты 1 с определенным натягом, величина которого определяется экспериментально при сборке и наладке механизма.

Рычажный привод позволяют в определенной степени упростить конструкцию по-воротного стола за счет выполнения привода поворота планшайбы и устройства для ее фиксации от единого привода. Рычажный привод надежно работает в условиях средних по величине скоростей и нагрузок, обеспечивая при этом, при удовлетворительную точность фиксированного положения планшайбы.

Рис 9new    На Рис. 9 показана конструкция рычажного привода планшайбы поворотного стола. Он содержит установленные на валах вращающихся в одном направлении два трехплечих кривошипа 1 и 2, кинематически связанные между собою, при этом кривошип 1 является ведущим, а одноименные плечи кривошипов шарнирно посредством подшипников 6 соединены с кулисами 4 и 5, имеющими пазы 7, в которые входят ролики 8 установленные на выходном звене механизма которое выполнено в виде поворотного диска 9. Одноименные плечи 11 и 12 кривошипов шарнирно посредством подшипников 6 соединены между собою.

     Работает рычажный привод следующим образом. При вращении ведущего кривошипа 1 против часовой стрелки это вращение посредством тяги 10 передается ведомому кривошипу 2, в результате этого кулисы 4 и 5 начинают совершать плоскопараллельное движение, которое приводит к тому, что ролик 8 диска 9 выходит из паза 7 кулисы 4, а ролик 8а, перемещаясь вместе с кулисой 5 справа налево, поворачивает диск 9 против часовой стрелки. При дальнейшем вращении кривошипов 1 и 2 ролик 8а достигает точки возврата, которая соответствует «мертвому» положению механизма (положению, когда параллелограмм превращается в отрезок), после чего ролик 8а начинает двигаться в обратном направлении слева направо. При повороте кривошипов 1 и 2 на угол 〖180〗^0 диск 9 поворачивается на угол α, в результате чего ролик 8а занимает положение ролика 8, а на место ролика 8а приходит ролика 8б. При дальнейшем вращении кривошипов 1 и 2 цикл повторяется и при их повороте на угол 〖360〗^0 диск 9 поворачивается на угол 2α.

      Электромеханический привод поворотного стола содержащий зубчатую (червячную) передачу, обладая более высокой кинематической жесткостью, по сравнению с приводом содержащим храповые и мальтийские механизмы, способен работать с большими скоростями и передавать большие нагрузки, обеспечивая высокую точность фиксации положения планшайбы. Он чаще всего применяется в оборудовании автоматического действия и прежде всего в станках с ЧПУ.

Рис 10new      На Рис 10 показана конструкция электромеханического привода поворотного стала выполненного на основе червячной передачи. Он состоит из электродвигателя 1, на валу которого установлен стакан 4 зацепляющийся с ведомыми дисками электромагнитной муфты 3 установленной на ведущем валу 2 червячной передачи, на котором посредствам шпоночного соединения закреплен червяк 5 находящийся в зацеплении с червячным ко-лесом 6, которое жестко связано с планшайбой 7 поворотного стола и фиксирующим диском 14. При этом, червячная передача расположена в корпусе поворотного стола 8 в радиальной расточке которого установлен гидравлический механизм фиксации с фиксатором 15. На ведущем валу 2, установленном в корпусе 8 посредствам подшипников 10 и крышек 11 и 12, с обоих сторон от червяка 5 расположены упругие втулки13, а на правом конце вала 2 установлена электромагнитная муфта – тормоз 9, ведомые диски которой находятся в зацеплении с крышкой 11 выполненной в виде стакана.

       Работает привод поворотного стола следующим образом. При включении электродвигателя 1 вращение его вала посредствам стакана 4 и электромагнитной муфты 3, находящейся во включенном положении, передается ведущему валу 2, который через червяк 5 и червячное колесо 6 приводит во вращение планшайбу 7 поворотного стола вместе с фиксирующим диском 14. При этом электромагнитная муфта – тормоз 9 выключена. При повороте планшайбы 7 поворотного стола вместе с фиксирующим диском 14 на фиксированный угол срабатывает соответствующий конечный выключатель (на Рис 10 не показан) и через систему электроавтоматики подает команду на выключение электродвигателя 1 и электромагитной муфты 3, а также на включение электромагнитной муфты – тормоза 9, в результате чего вращение планшайбы 7 поворотного стола прекращается. Ее точное положение в конце поворота обеспечивается введением в соответствующий паз фиксирующего диска 14 фиксатора 15, который доворачивает планшайбу, смещая при этом в осевом направлении червяк 5, который сжимает одну из упругих втулок 13. После выполнения всех технологических и вспомогательных операций на каждой позиции поворотного стола подается команда на расфиксацию его планшайбы и фиксатор 15 выводится из паза фиксирующего диска 14, в конце хода которого срабатывает соответствующий конечный выключатель (на Рис 10 не показан), который через систему электроавтоматики подает команду на выключение электромагнитной муфты – тормоза 9 и включение электродвигателя 1 и электромагнитной муфты 3, что приводит, как уже описывалось ранее, к следующему повороту планшайбы 7 поворотного стола.

Рис 11new      В случае если необходимо получить точный поворот планшайбы поворотного стола используется программируемый электромеханический привод, в выходную передачу которого обязательно встраивается механизм для выбора бокового зазора в зубчатой передаче (см. Рис 11). Предлагаемая конструкция привода поворотного стола содержит корпус 1, в котором с возможностью вращения расположены червячное колесо 2 с планшайбой (на Рис 14 не показана), зацепляющиеся с ним червяки 3 установленные с возможностью вращения и осевого перемещения на валах 4 и 5, кинематически связанные между собой шестернями 6-9. Соосно червякам 3 в корпусе 1 установлены гидроцилиндры, содержащие корпуса 10, полые штоки-поршни 11 и ввинчиваемые в корпуса 10 крышки 12, закрывающие штоковые полости 13 гидроцилиндров. Рабочая жидкость подается в поршневые полости 15 гидроцилиндров через каналы 14. Крышки 12 снабжены зубчатыми венцами 16, взаимодействующими с регулировочными винтами 17, установленными в корпусе 1 привода. Штоки-поршни 11 взаимодействуют через стаканы 18, 19 и упорный подшипник 20 с торцами червяков 3, при этом стаканы 18, 19 и подшипник 20 поджаты к червякам 3 пружинами 21. Регулирование зазоров в червячном зацеплении осуществляется следующим образом. Регулировочными винтами 17 перемещают крышки 12 и вместе с ними штоки-поршни 11 до упора в корпуса 10 цилиндров, вытесняя при этом рабочую жидкость из поршневых полостей 15, в результате чего червяки 3 прижимаются к червячному колесу 2 только пружинами 21 через стаканы 18, 19 и подшипники 20. После этого планшайбу с червячным колесом 2 устанавливают в исходное положение, вследствие чего червячное колесо 2 поворачиваясь на некоторый угол, перемещает червяки 3 вдоль валов 4 и 5. Затем в поршневые полости 15 подается под давлением рабочая жидкость, а регулировочными винтами 17 крышки 12 и штоки – поршни 11 перемещаются в направлении червяков 3 и выбирают зазор в зацеплении. После того как зазоры выбраны, вращение винтов 17 прекращают и крышки 12 фиксируют положение шток-поршней 11

      Гидравлический привод по сравнению с механическим приводом поворотных сто-лов обладает двумя существенными преимуществами, заключающимися в том, что он легко встраивается в цикл работы гидравлического оборудования автоматического действия и может быть расположен относительно исполнительного механизма, таким образом, что позволяет получить оптимальную компоновку оборудования в целом. В качестве гидравлического привода поворотных столов используются два типа гидродвигателей, это гидромоторы и гидроповоротники.

Рис 12new    На Рис 12 показана конструкция поворотного стола с приводом от гидромотора. Он содержит корпус 9, в котором установлен гидроцилиндр точной фиксации 8, а в отверстии его полого штока смонтирован с возможностью поворота вал 13, на одном конце которого закреплена планшайба 11, а на другом зубчатое колесо 4 и делительный диск 1, при этом зубчатое колесо 4 контактирует с шестерней 6, установленной на валу гидромотора 5, а делительный диск 1 – с фиксатором 14. Кроме этого, привод поворота оснащен механизмом предварительной и точной фиксации планшайбы 11. Механизм предварительной фиксации состоит из корпуса 23 закрепленного на приливе основного корпуса поворотного стола, фиксатора 14, выполненного за одно целое со штоком 19 и поршнем 20, поджатыми пружиной 18, золотника 15, с плунжером 16, который соединен с поршнем 20 посредствам толкателя 17. Делительный диск 1, обеспечивающий предварительное положение планшайбы 11, на наружной поверхности имеет впадины 21 в которые входит фиксатор 14 и выступы 22 которые имеют профильный заходный участок, по которому перед вхождением в паз 21 скользит фиксатор 14. Механизм точной фиксации выполнен в виде сцепной зубчатой муфты, на торцах полумуфт которой неподвижной 10 и подвижной 12 предусмотрены мелкие торцовые зубья, совмещение которых при фиксации обеспечивает точность углового положения планшайбы 11 в пределах 2 – 3^ . Для поиска и индикации требуемого углового положения планшайбы 11 предусмотрено электронное устройство 3 и блока микропереключателей 2.

Работает привод поворота стола следующим образом. При поступлении команды на поворот, масло подается в нижнюю полость гидроцилиндра точной фиксации 8, что приводит к подъему его поршня со штоком и выходу подвижной полумуфты 12 из зацепления с неподвижной полумуфтой 10. Затем масло подается в штоковую полость гидроцилиндра предварительной фиксации и фиксатор 14 выводится из соответствующего паза делительного диска 1. При этом, толкатель 17, перемещаясь вместе с фиксатором 14, смещает плунжер 16 золотника 15, что приводит к подаче масла в соответствующую полость гидромотора 5 и его вал вращает шестерню 6, которая, зацепляясь с зубчатым колесом 4, поворачивает вал 13 с планшайбой 11 на требуемый угол. При подходе планшайбы к заданному положению электронное устройство поиска 3 дает команду, и подача масла в штоковую полость гидроцилиндра предварительной фиксации прекращается, при этом под действием пружины 18 и давления в поршневой полости поршень 20 со штоком 19 опускаются до контакта фиксатора 14 с профильным заходным участком выступа 22 на делительном диске 1. Далее при повороте делительного диска 1 профильный участок выступа 22 перемещает фиксатор 14 вверх, что приводит к смещению плунжера 16 посредствам толкателя 17, передающего ему движение и дросселированию его конусной поверхностью потока масла поступающего и сливающегося из гидромотора 5, что обеспечивает, плавное торможения планшайбы 11. После вхождения фиксатора 14 в паз 21 делительного диска 1 срабатывает микропереключатель 2 и дает команду на подачу масла в верхнюю полость гидроцилиндра 8 обеспечивающую перемещение его штока с валом 13 вниз, что приводит к вхождению в зацепление зубчатых полумуфт 10 и 12 и точной фиксации планшайбы 11. Для обеспечения поворота вала гидромотора, при выполнении точной фиксации планшайбы, на некоторый угол его обе полости напорная и сливная соединяются через канавку в плунжере 16 золотника 15.

Рис 13 new       Гидроповоротники имеют четыре конструктивных схемы, показанные на Рис 13. На Рис 1а показан гидроповоротник лопастного типа, состоящий из корпуса, ротора с лопастью и разделительного сегмента который вместе с лопастью разделяет внутреннюю полость корпуса на две рабочие камеры. При подаче масла под давлением в левую камеру вал с лопастью вращается против часовой стрелки, а при подаче в правую возвращается в исходное положение. Его основным преимуществом по сравнению с остальными типами гидроповоротников является компактность конструкции, позволяющая встраивать его в ограниченное пространство различных машин и технологического оборудования, устанавливая непосредственно на ведущем валу приводимого механизма. Основным недостатком лопастного гидроповоротника является ограниченный угол поворота для увеличения которого необходимо встраивать в привод повышающую передачу, что снижает передаваемый крутящий момент, а также ограничение давления масла из-за сложности уплотнения поворотной лопасти и резделительного сектора, имеющих прямоугольную форму. На Рис 1б, в показана конструкция двух типов гидроповоротников со встроенной зубчато – реечной передачей, у которых поворот выходного вала осуществляется за счет преобразования поступательного движения поршней во вращательное посредствам зубчато – реечную передачи. Такая конструкция позволяет получить угол поворота 〖360〗^0 и боле, в зависимости от величины хода гидроцилиндра, при использовании традиционных уплотнений поршня и штока, что позволяет использовать высокое давление масла. На 1б показана конструкция гидроповоротника содержащая два поршня соединенных общим штоком, выполненным за одно с зубчатой рейкой, которая постоянно находится в зацеплении с зубчатым колесом. На Рис 1в показана конструкция гидроповоротника содержащая две штоково – поршневые группы, обе зубчатые рейки которых постоянно находится в зацеплении с зубчатым колесом, что позволяет создать на выходном валу гидродвигателя увеличенный крутящий момент. Но из-за значительных габаритов такая конструкция гидроповоротника имеет определенные ограничения при компоновке в составе привода конкретного механизма. При использовании гидроповоротников, показанных на Рис 1а – 1в в качестве привода поворотных столов их выходной вал соединяется с ведущим валом механизма через обгонную муфту, наличие которой позволяет осуществлять его поворот только при одном направлении вращения. На Рис 1г показан гидроповоротник, выполненный на основе гидроцилиндра со встроенной винтовой парой. Он состоит из расположенного в корпусе приводного гидроцилиндра, на штоке которого выполнена ходовая резьба, находящаяся в постоянном контакте с ответной гайкой, закрепленной посредствам шлицевого соединения в отверстии выходного вала, который установлен в корпусе на радиально – упорных подшипниках. Этот тип гидроповоротника при малых габаритных размерах позволяет развивать большой крутящий момент при малой скорости вращения выходного вала. Его основными недостатками является низкий КПД, вызванный наличием винтовой пары, а также сложность конструкции в целом.

Рис 14new       На Рис 14 показан общий серийно изготавливаемых гидроповоротников. На Рис 14а показан лопастной гидроповоротник, на Рис 14б двухпоршневой гидроповоротник со встроенной зубчато – реечной передачей, на Рис 14в четырехпоршневой гидроповоротник со встроенной зубчато – реечной передачей, на Рис 14г гидроповоротник выполненный на основе гидроцилиндра со встроенной винтовой передачей.

Рис 15new      На Рис 15 показана типовая конструкция однолопастного гидроповоротника крышечного типа. Он состоит из сборного корпуса образованного обоймой 1 и крышками 2, 3 стянутыми болтами 11, ротора 4, выполненного за одно с лопастью 5 и установленного в центральной расточке корпуса на конических роликоподшипниках 6, а также разделительного сектора 8, закрепленного во внутренней полости корпуса посредствам штифтов 9 и 10. Внутренние поверхности крышек 2 и 3, внутренняя поверхности обоймы 1, наружная поверхность ротора 4 и лопастью 5 и разделительный сектор 8 образуют замкнутую кольцевую полость, которая лопастью 5 и разделительным сектором 8 разделена на две рабочие камеры. Рабочие камеры герметизируются по наружному кольцевому периметру уплотнительными кольцами 12, расположенными в соответствующих канавках крышек 2 и 3, по внутреннему периметру ротора 4 и лопасти 5 – манжетами 18, а в месте контакта разделительного сегмента 8 с обоймой 1 и ротором 4 – манжетами 19. Для регулировки осевого зазора в подшипниках 6 ротора в опорных расточках крышек 2 и 3 установлены регулировочные кольца 7, толщина которых подгоняется при сборке гидроповоротника. Расточки в крышках 2 и 3 под установку подшипников 6 с наружной стороны герметизированы уплотнительными кольцами 13 установленными в соответствующих канавках, выполненных на цапфах ротора 4, и соединены между собою каналами 28 также выполненными в роторе 4, которые посредствам канала 29 соединены с отверстием для слива утечек. На боковых поверхностях разделительного сектора 8 расположены клапаны прокачки 21 и 22, которые позволяют в процессе эксплуатации гидроповоротника производить замену или прокачку масла для удаления воздуха без демонтажа гидросистемы, при этом каждый клапан содержит корпус 20, пружину 23, а между собою они соединены каналами 26 и 27. Для подвода масла в рабочие камеры гидродвигателя в обойме 1 выполнены отверстия 24 и 25.

Работает гидроповоротник следующим образом. Для поворота ротора 4 против часовой стрелки масло под давлением через отверстие 24 подается в левую рабочую камеру, а из правой идет на слив через отверстие 25. За счет разности давлений в рабочих камерах лопасть 5 вместе с ротором 4 начинает двигаться против часовой стрелки. При этом давление масла в левой рабочей камере прижимает манжеты 18 и 19 к соседним поверхностям полностью герметизируя зазоры между элементами образующими рабочие камеры. В это же время под действием давления масла подаваемого через отверстие 24 открывается клапан 21, и оно через каналы 26 и 27 поступает в подклапанную полость клапана 23, дополнительно прижимая его к седлу корпуса 20. В конце поворота ротора 4 его лопасть 5 воздействует на клапан 22, и открывая его, дает возможность маслу поступающему через открытый клапан 21 и каналы 26 и 27 свободно сливаться, что приводит к снижению давления в левой рабочей камере и торможению лопасти 5 вместе с ротором 4. Для поворота ротора 4 по часовой стрелке масло под давлением через отверстие 25 подается в правую рабочую камеру гидроповоротника, работа которого осуществляется аналогичным образом.

Рис 15Аnew        Изготовление ротора гидроповоротника за одно с лопастью в определенной степени усложняет его конструкцию, но при этом увеличивает его прочность и дает возможность получить максимальны угол поворота. На Рис. 16 показана конструкция ротора крышечного гидроповоротника со съемной лопастью. При этом в роторе 1 выполнена глухая расточка перпендикулярно его продольной оси, в которую запрессован палец 3, а его на прямоугольную цапфу по переходной посадке устанавливается лопасть 2. Кроме того, палец 3 дополнительно фиксируется штифтом 4, а на его цилиндрической поверхности находящейся в теле ротора 1 выполнена канавка, в которой установлено уплотнительное кольцо 5. На боковых поверхностях лопасти выполнены отверстия, в которых расположены клапаны прокачки 7 и 8, а также в соответствующих канавках установлены манжеты 9 и 10.

Рис 16new     На Рис 17 показана типовая конструкция лопастного гидроповоротника катушечного типа. Он содержит корпус 1, с обеих торцев которого установлены крышки 2 и 3 закрепленные болтами 4 и образующие замкнутую полость, в которой на конических роликоподшипниках 5 установлен ротор 6, а в его внутренней проточке 7, образующей рабочую полость гидроповоротника, расположена лопасть 8 закрепленная на роторе посредствам болта 10 и штифтов 11 и 12, а также разделительный сектор 9, закрепленный на корпусе 1 посредствам болтов 18 и фиксирующих втулок 19. Для регулировки осевого зазора в подшипниках 5 ротора 6 в отверстии корпуса 1 со стороны левого подшипника установлено регулировочное кольцо13, толщина которого подгоняется при сборке. Осевое положение ротора 6 фиксируется крышками 2 и 3, которые при данной конструкции гидроповоротника не испытывают нагрузок от давления масла подаваемого в его рабочую полость. Герметизация наружной поверхности рабочей камеры обеспечивается резиновыми кольцами круглого сечения 16 установленными в соответствующих канавках, выполненных на образующей поверхности ротора 6. Уплотнение выходного конца ротора 6 и неподвижное уплотнение крышек 2 и 3 выполнено резиновыми кольцами круглого сечения 14 и 15. Герметизация подвижных и неподвижных соединений лопасти 6 и разделительного сектора 9 обеспечивается резиновыми манжетами U – образного профиля 17 и 20. На боковых поверхностях разделительного сектора 9 установлены клапаны прокачки 23. В роторе 6 выполнен канал 26 соединяющий подшипниковые полости с дренажным отверстием. Подвод масла в рабочие камеры гидроповоротника осуществляется через штуцеры 24 и 24, установленные в корпусе 1.

Работает гидроповоротник следующим образом. Для поворота ротора 6 по часовой стрелке масло под давлением через штуцер 24 подается в левую рабочую камеру, а из правой идет на слив через штуцер 25. За счет разности давлений в рабочих камерах лопасть 8 вместе с ротором 6 начинает двигаться по часовой стрелке. Движение лопасти происходит до упора в разделительный сектор 9, после чего масло под давлением подается в правую рабочую полость гидроповоротника, а из левой идет на слив и ротор 6 вместе с лопастью 8 возвращается в исходное положение.

Рис 17new      На Рис 18 показана конструкция поворотно – делительного стола с приводом от двухпоршневого гидроповоротника со встроенной зубчато – реечной передачей. Он со-держит массивный угольник 1, в центральном отверстии которого на подшипниках 4 установлен вал 3 с закрепленной на нем планшайбой 2, при этом на левой нерабочей плоскости угольника 1 закреплен гидроповоротник 7 со встроенной зубчатой передачей. Последний состоит из корпуса 8, в горизонтальной расточке которого установлены две гильзы 9, с размещенными в них поршнями 10, соединенными между собою штоком рейкой 11, зацепляющейся с зубчатым колесом 13, при этом, последнее через звездочку обгонной муфты 12 соединено с валом 3. Для точной фиксации положения планшайбы 2 в ней выполнены отверстия в которых установлены втулки 16 с коническим отверстием, а в угольнике закреплен фиксирующий гидроцилиндр 17 с коническим хвостовиком выполненным на его штоке, который имеет возможность контактировать с ответными коническим отверстиями втулок 16.

Поворот планшайбы осуществляется следующим образом. Масло под давление по-дается в правую рабочую полость гидроповоротника, а из левой идет на слив, в результате оба поршня 10 и шток – рейка 11 перемещаются влево, и поворачивает зубчатое колесо 13 против часовой стрелки, а последнее, при таком направлении вращения, заклинивает ро-лики обгонной муфты 12 и передает вращение ее звездочке, которая поворачивается вместе с валом 3 и планшайбой 2. После поворота планшайбы 2 на требуемый угол обе полости гидродвигателя соединяются между собой, что позволяет планшайбе иметь некоторую свободу в угловом положении. После этого включается гидроцилиндр фиксации 17 и его шток своим конусным хвостовиком входит в конусное отверстие соответствующей втулки 16, фиксируя планшайбу 2, которая, при этом, занимает точное фиксированное положение. Затем масло под давлением подается в левую рабочую полость гидроповоротника в результате чего поршни 10 и шток – рейка 11 перемещаются вправо и вращают зубчатое колесо 13 по часовой стрелке, но поскольку, при таком направлении вращения зубчатого колеса, обгонная муфта 12 расклинивается, вращение валу 3 и планшайбе 2 не передается, а привод гидроповоротника в конце хода занимает свое исходное положение.

Рис 18new    На Рис 19 показана конструкция малогабаритного двухпоршневого гидроповоротника с увеличенным крутящим моментом на выходном валу. Он содержит корпус 1 с центральным отверстием, которое с обоих сторон герметично закрыто крышками 8, а в образовавшейся при этом внутренней полости оппозитно расположены поршни 9 выполненные за одно целое с рейками 3 и 4, цилиндрическая поверхность которых контактирует с ответной поверхностью центрального отверстия корпуса, а зубья одновременно с противоположных сторон зацепляются с зубчатым колесом, выполненным за одно целое с выходным валом 5, установленным на подшипниках скольжения 7, запрессованных в буксы 6, при этом последние закреплены в расточке корпуса 1, выполненной перпендикулярно оси центрального отверстия корпуса. Подвод масла под давлением в поршневые полости гидроповоротника осуществляется через отверстия в крышках 2 и 3, а в штоковые полости подвод масла осуществляется через подвижное концевое соединение 10 и маслоподводящие каналы в выходном валу 5.

Работает гидроповоротник следующим образом. Для поворота выходного вала 5 против часовой стрелки масло под давлением подается через отверстия в крышках 8 в его поршневые полости, в результате этого поршни 9 вместе с рейками 3 и 4 перемещаются по направлению к оси выходного вала, и при этом находясь в зацеплении с зубчатым колесом выполненным за одно целое с валом, одновременно вращают его в требуемом на-правлении. При этом масло из штоковх полостей гидроповоротника через каналы, выполненные в выходном валу 5, и подвижное концевое соединение 10 идет на слив. Для поворота выходного вала 5 в противоположном направлении масло под давлением через концевое соединение 10 и каналы в валу 5 подается в штоковые полости гидроповоротника и сливается из поршневых полостей 9 через отверстия в крышках 8. Рассмотренная конструкция гидроповоротника по сравнению с показанной на Рис. 16 за счет одновременной работы обоих поршневых групп позволяет практически в два раза увеличить крутящий момент на выходном вала, а за счет одновременного зацепления реек с зубчатым колесом выходного вала с противоположных сторон существенно уменьшить его длину.

Рис 19new       На Рис 20 показана конструкция четырехпоршневого гидроповоротника с зубчато – реечной передачей и механизмом переключения зубчатого колеса для поочередного зацепления с противоположными рейками. Он содержит корпус 1, в котором выполнены две горизонтальные и одна вертикальная расточки, при этом на торцах горизонтальных расточек герметично установлены крышки 2, образующие рабочие полости гидроповоротника в которых установлены плунжеры 3 и 4 с зубчатыми рейками 5 и 6, имеющими возможность зацепляться с зубчатым колесом 7, закрепленном посредствам шлицевого соединения на выходном валу 8, который на подшипниках 9 установлен в вертикальной расточке корпуса 1. В этой расточке установлены крышки 14 и 22, при этом последняя поджимает правый подшипник 9, а в крышке 14 выполнен прилив с центральным отверстием, являющимся корпусом гидроцилиндра управления, который содержит поршень 16 и шток 17, с закрепленным на нем упорным подшипником 20, установленным в отверстии втулки 26 расположенной в центральной расточке ведомого вала 8 с возможностью осевого перемещения, причем зубчатое колесо 7 закреплено на втулке 26 посредствам штифта 21. При этом в гидроцилиндре управления образованы поршневая полость 18 и штоковая 19. В средней части зубчатого колеса 7 выполнена проточка, которая образует на нем два ряда зубьев 23 и 24, а на рейках 5 и 6 выполнена продольная канавка, образующая на них аналогичные ряды зубьев, что обеспечивает в процессе работы гидродвигателя поочередный контакт зубчатого колеса 7 с рейками 3 и 4.

Работает гидроповоротник следующим образом. Для осуществления поворота выходного вала 8 против часовой стрелки масло под давлением подается в штоковую полость 19 гидроцилиндра управления, а из поршневой полости 18 идет на слив. В результате этого поршень 16 со штоком 17 перемещаются влево и смещают посредствам упорного подшипника 20 втулку 26 в этом же направлении, которая в свою очередь посредствам штифта 21 перемещает зубчатое колесо 7 в крайнее левое положение, при котором его зубья зацепляются с зубчатой рейкой 3, а с рейкой 4 не взаимодействуют. Затем масло под давлением подается в поршневую полость 11 и плунжер 3 вместе с рейкой 5 начинает перемещаться влево, поворачивая при этом зубчатое колесо 7 с выходным валом 8 против часовой стрелки. После того, как плунжер 3 доходит до упора в крышку 2, масло под давлением подается в поршневую полость 18 гидроцилиндра управления, а из его штоковой полости 19 идет на слив, в результате этого его поршень 16 вместе со штоком 17 перемещаются вправо, что приводит к перемещению в том же направлении зубчатого колеса 7, зубья которого при этом входят в зацепление с зубьями рейки 4, с рейкой 3 не взаимодействуют. Далее масло под давлением подается в поршневую полость 12 и плунжер 4 вместе с рейкой 6 начинает перемещаться вправо, также поворачивая при этом зубчатое колесо 7 с выходным валом 8 против часовой стрелки. В дальнейшем цикл работы гидроповоротника повторяется.
Рис 20new           На Рис 21 показана конструкция гидроповоротника выполненного на основе гидроцилиндра и встроенной шарико – винтовой передачей. Он содержит сборный корпус 1 состоящий из втулки 2 и двух стаканов 3 и 4, соединенных между собою винтами 34, внутри которого установлена полая втулка 5, соединяющая поршни 6 и 7, а также сепараторы 11, 20 и 21 с шариками 10, 18 и 19 установленными в соответствующих сепараторах и муфты свободного хода 15, 16, а также вал 26 установленный в корпусе 1 на подшипниках 29, 30. На внутренней поверхности втулки 2 и на наружной поверхности втулки 5 выполнены продольные канавки 8 и 9, в которых размещены шарики 10 сепаратора 11. На внутренней поверхности втулки 5 выполнены разнонаправленные винтовые канавки 12 и 13 со стороны поршня 6 – правого направления, а со стороны поршня 7 – левого. Ответные винтовые канавки 14 и 15 выполнены на наружной поверхности обойм муфт свободного хода 16 и 17. На звездочках 22 и 23 муфт свободного хода 16 и 17 установлены упорные подшипники 24 и 25, а на валу 26 размещены упорные подшипники 27 и 28. Звездочки 22 и 23 установлены на валу 26 посредствам шлицевого соединения. На выход-ной цапфе вала 26 установлена соединительная полумуфта 31. В цилиндрах 3 и 4 корпуса 1 выполнены отверстия 32 и 33 для подвода масла в соответствующие рабочие полости гидроповоротника.

Работает гидроповоротник следующим образом. При подаче масла через отверстие 33 в цилиндр 4 поршни 6 и 7 вместе с втулкой 5 перемещаются влево, это поступательное движение преобразуется во вращательное посредствам взаимодействия шариков 18 и 19 с винтовыми канавками 12, 13 выполненными на внутренней поверхности втулки 5 и винтовыми канавками 14, 15 выполненными на наружной поверхности обойм муфт свободного хода 16 и 17, при этом сами обоймы муфты 16 и 17 получают разнонаправленное движение. Обойма муфты 17 заклинивается со звездочкой 23 и передает вращение валу 26, при этом, обойма муфты 16 расклинивается со звездочкой 22 и вращается свободно, не передавая вращения валу 26. При подаче масла через отверстие 32 в цилиндр 3 втулка 5 вместе с поршнями 6 и 7 движется вправо. При этом обоймы муфт свободного хода 16 и 17 посредствам соответствующих шарико – винтовых передач начинают вращаться в обратном направлении, в результате чего обойма муфты 16 заклинивается со звездочкой 22 и передает вращение валу 26 в прежнем направлении, а обойма муфты 17 расклинивается со звездочкой 23 и вращается свободно, не передавая вращения валу 26. Таким образом, обгонные муфты 16 и 17 при прямом и обратном ходе втулки 5 с поршнями 6 и 7 поочередно передают вращение валу 26 в одном и том же направлении. Благодаря использованию шарико – винтовых передач гидроповоротник, создавая большой крутящий момент на выходном валу, имеет высокий КПД .

Однако в ряде случаев для создания более простой и компактной конструкции
проектируемого технического объекта в его общую компоновку встраиваются поворотные столы с оригинальным гидравлическим приводом.
Рис 21new1       На Рис 22 показана конструкция лопастного гидравлического поворотника, позволяющая получить неограниченный угол поворота. Он содержит корпус 1 с разделителем 2 и ротором 3 с осевым каналом 5 для подвода масла, на котором расположена поворотная лопасть 4, выполненная в виде сектора, при этом в ней выполнен канал 7, соединяющий канал 5 ротора 3 с рабочей полостью 6 гидроповоротника. Ротор 3 снабжен кулачком 8, а разделитель 2 содержит две цилиндрические скалки 9 и 10 с каналами 11, 12 для отвода масла. Скалки 9 и 10 установлены с возможностью возвратно – поступательного перемещения, сообщаемого им цилиндрами управления 13, 14. Скалка 9 жестко связана с     цилиндром 13, а скалка 10 с цилиндром 14. На штоке 15 цилиндра 13 установлен упор16, а на штоке 17 цилиндра 14 – упор 18. Упоры 16 и 18 предназначены для взаимодействия с кулачком 8 ротора 3. Цилиндры 13 и 14 подпружинены пружинами 19 и 20 соответственно и имеют каналы 21, 22 для подвода управляющего потока масла и каналы 23, 24 для сообщения с атмосферой.

Работает гидроповоротник следующим образом. При подводе масла в отверстие 21 цилиндра управления 13, последний вместе со скалкой 9 опускается вниз, сжимая пружи-ну19, поскольку упор 16 штока 15 в данный момент контактирует с выступом кулачка 8. При этом лопасть 4 и ротор 3 продолжает вращательное движение. После прохождения лопастью 4 места установки скалки 9 подача масла в отверстие 21 цилиндра управления 13 прекращается и скалка 9 под действием пружины 19 поднимается вверх. При подходе лопасти 4 к скалке 10 кулачок 8 находит на упор 18, что приводит к опусканию скалки 10 вниз (параллельно подводится масло в отверстие 22 цилиндра управления 14). При отсутствии подвода масла в канале 22 цилиндра управления 14 шток 17 перемещается вниз, а скалка 10 с цилиндром 14 остается на месте, что приводит к остановке лопасти 4. Указанная последовательность переходов может повторяться несколько раз в зависимости от того, на какой угол необходимо повернуть ротор 3. Конструкция этого гидроповоротника позволяет получить большого количества различных по величине углов поворота, но сложна в изготовлении и сборке и не обеспечивает высокой точности фиксации положения планшайбы поворотного стола.
Рис 22new       На Рис 23 показана конструкция поворотного стола с гидравлическим приводом и гидромеханической фиксацией. Он состоит из корпуса 1, в рабочей полости которого, образованной его центральным отверстием, закрытым с торцев крышкой 4 и основанием 5 расположены две лопасти 2 и 3, а крышка 4 и основание 5 оснащены гидроцилиндрами сцепления, верхний из которых содержит стакан 6, поршень 10, поводок 8 и гидромуфту с дисками сцепления 12, а нижний – стакан 7, поршень 11, поводок 9 и гидромуфту с дисками сцепления 13. Лопасть 2 выполнена за одно целое с выходным валом 20, а лопасть 3 жестко соединена с выходным валом 21, на конце которого установлена шестерня 19. Подвод масло от гидросистемы осуществляется через систему отверстия а и б, в которых установлены обратные клапаны 14 – 17. В лопасти 2 выполнен угловой паз 18, определяющий угол поворота выходного вала 20. Лопасти 2 и 3 разделяют рабочую полость гидроповоротника на две рабочие камера Б и В, при этом, полость Б соединена каналами в лопасти 2, основании 5, корпусе 1, крышке 4 и стакане 6 с входным отверстием а, а полость В – каналами в лопасти 3, валу 21, основании 5 с входным отверстием б.

Поворотный стол работает следующим образом. В отверстие а из гидросистемы подается под давлением масло, которое попадая в рабочую полость стакана 6 верхнего гидроцилиндра, перемещает его поршень 10, который при этом сжимает диски сцепления 12, и таким образом, заневоливает лопасть 3 относительно корпуса 1 гидроповоротника. Одновременно масло из отверстия а по каналам в стакане 6, крышке 4, корпусе 1, через клапан 15 в основании 5 поступает в полость Б и поворачивает лопасть 2 до упора плоскости паза 18 в лопасть 3. После этого, давление масла в гидросистеме растет, в результате чего, срабатывает реле давления (на Рис 23 не показано), которое дает команду на соединение отверстия а со сливом и подвод масла к отверстию б. При этом, масло из отверстия б через отверстия в стакане 7 поступает в рабочую полость нижнего гидроцилиндра и перемещает поршень 11, который сжимает диски сцепления 13 и заневоливает лопасть 2 относительно основания 5, жестко связанного с корпусом 1 гидроповоротника. Одновременно масло из отверстия б поступает по каналам в основании 5, клапан 16 и каналы в лопасти 3 в полость В. В результате этого, происходит поворот лопасти 3 вместе с выходным валом 21 до упора в торец паза 18 лопасти 2. Слив масла из полости Б происходит через клапан 14, а из полости В через клапан 17. Величина угла поворота выходного вала 21 определяется величиной углового паза 18 в лопасти 2. Данная конструкция привода достаточно проста, но требует высокой точности изготовления корпуса 1 и лопастей 2 и 3.

    Пневматический привод поворотного стола осуществляемый от пневмоцилиндра или пневмоповоротника, по сравнению с гидравлическим приводом обладает двумя основными преимуществами, простотой (отсутствие гидростанции) и возможностью развивать более высокие скорости. Пневмоцилиндры и пневмоповоротники, используемые в качестве привода поворотного стола, как правило, работают совместно с зубчатой передачей или механизмом, например храповым, поэтому такой привод правильней считать пневмомеханическим. Для повышения плавности поворота планшайбы поворотного стола пневматический привод может быть совмещен с гидравлическим приводом низкого давления.
Рис 23new     На Рис 24 показана конструкция поворотного стола с пневмомеханическим приводом и зажимом планшайбы в фиксированном положении. Он содержит закрепленную на оси 2 планшайбу 1 с делительным диском 3, который взаимодействует с фиксатором 4. В нижней части ось 2 жестко соединена со штоком – поршнем 5 пневмоцилиндра зажима планшайбы, установленного в корпусе 6 поворотного стола. На оси планшайбы 1 свобод-но установлено зубчатое колесо 7, зацепляющееся со штоком – рейкой 8 приводного пневмоцилиндра 9. Шток – рейка 8 имеет ограничительные упоры 10 и 11, регулирующие величину ее хода и соответственно величину угла поворота планшайбы 1. Управление пневмоцилиндром 9 осуществляется золотником 12. Кроме того на оси 2 планшайбы жестко установлено храповое колесо 13, а на зубчатом колесе 7 жестко закреплен диск 14 на котором шарнирно установлена ведущая собачка 15, при этом диск 14 имеет профильный выступ взаимодействующий с толкателем 16, связанным через палец 17 с фиксатором 23. Ввод фиксатора 23 в гнездо делительного диска 24 осуществляется пружинами 18. В толкателе 16 имеется проточка, а во втулке 19, в которой он расположен, предусмотрены сверления 20, обеспечивающие подвод воздуха в поршневую и штоковую полости пневмоцилиндра зажима планшайбы. На корпусе поворотного стола установлена фиксирующая собачка 21, препятствующая провороту храпового колеса 13 и планшайбы 1 при обратном повороте диска 14 с ведущей собачкой 15

       Работает поворотный стол следующим образом. При включении золотника 12, путем нажатия на его наконечник 22 воздух подается в штоковую полость пневмоцилиндра 9 и его шток – рейка 8 перемещается вправо и поворачивает зубчатое колесо 7 вместе с диском 14 против часовой стрелки, а последний взаимодействует с толкателем 16, который посредствам профилированного выступа выводит фиксатор 23 из гнезда делительного диска 24. При этом ведущая собачка 15, шарнирно установленная на диске 14, проскальзывает по храповому колесу 13, удерживаемому от проворота фиксирующей собачкой 21. В конце хода толкателя 16 изменяется направлении подачи воздуха, и он начинает поступать в поршневую полость пневмоцилиндра зажима планшайбы 1, в результате чего последняя поднимается на некоторую величину. При прекращении воздействия на наконечник 22 золотник 12 под действием пружины возвращается в исходное положение, в результате чего воздух начинает поступать в поршневую полость пневмоцилиндра 9 привода планшайбы и шток – рейка 8 перемещается влево, это приводит к повороту зубчатого колеса 7 и диска 14 по часовой стрелке. При этом ведущая собачка 15 захватывает соответствующий зуб храпового колеса 13 и поворачивает его вместе с планшайбой 1 на шаг. В конце хода штока – рейки 8 диск 14 освобождает толкатель 16 и фиксатор 23 под действием пружин 18 вводится в соответствующее гнездо делительного диска 24, при этом воздух подается в штоковую полость пневмоцилиндра зажима планшайбы и его шток – поршень 5 опускается вниз, осуществляя фиксацию положения планшайбы 1.

Рис 24new         На Рис. 25 показана конструкции пневмомеханического привода поворотного стола с храповым механизмом с повышенной точностью фиксации его положения. Он содержит храповое колесо 1, с которым жестко связана планшайба поворотного стола (планшайба на Рис 25 не показана), собачку 2, шарнирно установленную посредством оси 17 на коромысле 3 и также шарнирно связанную со штоком 13 приводного пневмоцилиндра 12, передаточный механизм, содержащий рычаг 5 с роликом 4 и упорным винтом 14, и стопорный механизм. Стопорный механизм включает, установленный во втулке 6 толкатель 7, запирающий клин 8, клиновая поверхность которого посредством пружины 15, установленной на цилиндрической скалке 11 постоянно поджата к ответной наклонной поверхности на левом торце толкателя 7, а также пружинный буфер 9 и дополнительный жесткий упор, выполненный в виде регулируемого винта 10. При этом, собачка 2 постоянно поджата к храповому колесу 1 посредством пружины 19 один конец которой закреплен на собачке 2, а другой на коромысле 3, а ролик 4 рычага 5 пружиной 16 постоянно поджат к переднему торцу клина 8, в то время как его упорный винт 14, находящийся в контакте с нерабочей поверхностью собачки 2.

Работает привод следующим образом. При выдвижении штока 13 пневмоцилиндра 12 происходит поворот против часовой стрелки коромысла 3 вместе с собачкой 2, которая, западая в соответствующее гнездо храпового колеса 1, упирается своей рабочей поверхностью в ответную поверхность паза колеса и таким образом поворачивает его в том же направлении. В конце хода штока 13 превмоцилиндра 12 собачка 2 упирается в толкатель 7, который при этом начинает сжимать пружинный буфер 9, при этом увеличивается пространство между правым торцем втулки 6 и наклонной поверхностью на левом торце толкателя 7, в результате чего, запирающий клин 8 под действием пружины 15 перемещается в освободившееся пространство и воздействует на ролик 4 рычага 5. Последний, при этом, поворачивается на некоторый угол на оси 18 и своим упорным винтом 14 дополнительно прижимает собачку 2 к рабочей поверхности храпового колеса 1, выбирая возможные зазоры. Конечное положение храпового колеса 1 и соответственно связанной с ним планшайбы поворотного стола определяется жестким упором 10, положение которого может регулироваться. В конце хода штока 13 пневмоцилиндра 12 и соответственно поворота храпового колеса 1 с планшайбой поворотного стола скорость замедляется, поскольку пружинный буфер 10 гасит кинетическую энергию подвижных частей стола и привода. При обратном ходе штока 13 пневмоцилиндра 12 коромысло 3 с собачкой 2 свободно поворачиваются по часовой стрелке (в это время планшайба поворотного стола фиксируется тормозом, который на Рис 25 не показан), и воздействуя через упорный винт 14 на рычаг 5 поворачивает его на оси 18 против часовой стрелки, при этом, рычаг 5 принудительно выталкивает клин 8, который перемещаясь назад позволяет пружинному буферу 9 вернуть толкатель 7 в исходное положение.

Рис 25new     На Рис 26 показана конструкция пневмомеханического привода поворота планшайбы сборочного автомата. Он содержит пневмоповоротник состоящий из пневмоцилиндра 1 и зубчато – реечного редуктора 2, на выходном валу которого установлена шестерня 3, зацепляющаяся с зубчатым колесом 5, закрепленном на промежуточном валу 6, установленном в корпусе 8 на подшипниках 7 и имеющем установленную на нем ступицу 9 с кулачком 10, который через храповой механизм кинематически связан с ведомым валом 17, который на подшипниках 18 и 19 установлен в корпусе 8 и оснащен закрепленным на его левой цапфе планшайбой 20. Храповой механизм, обеспечивающий вместе с кулачком 10 периодический поворот планшайбы на фиксированный угол с остановками, состоит из подпружиненной пружиной 14 штанги 12, которая посредствам ролика 11 контактирует с кулачком 10 и имеет шарнирно установленную на ней и подпружиненную пружиной 15 собачку 13, контактирующую с храповым колесом 16, жестко закрепленным на валу 17. Планшайба 20, установленная на валу 17, снабжена диском с отверстиями, в которые входит шарик фиксатора 21, обеспечивающий его точное расположение относительно оси сборочной головки. Для исключения прогиба штока 12 от усилия, возникающего в зацеплении собачки 13 с храповым колесом 16, он постоянно поджат роликом, установленным на кронштейне 22 который закреплен в корпусе 8.

Поворот планшайбы 20 с комплектом деталей подлежащих сборке на фиксированный угол осуществляется следующим образом. При поступлении команды об окончании сборочной операции, включается пневмоцилиндр 1, его шток выдвигается и приводит в движение рейку зубчато – реечного редуктора 2, выходной вал которого вместе с шестерней 3 поворачивает зубчатое колесо 5 на определенный угол, при этом последнее поворачивает вал 6, на котором оно закреплено вместе с установленными на нем ступицей 9 и кулачком 10, который своим выступом воздействует на ролик 11 и заставляет штангу 12, преодолевая усилие пружины 15, перемещаться вниз, при этом шарнирно закрепленная на ней собачка 13, взаимодействуя с зубьями храпового колеса 16 поворачивает последнее вместе с валом 17, на котором оно закреплено, и планшайбой 20 против часовой стрелки на фиксированный угол. После остановки храпового колеса 16 вместе с планшайбой 20 пружинный фиксатор 21входит в соответствующее отверстие планшайбы и фиксирует ее положение. При дальнейшем ходе штока пневмоцилиндра 1 кулачок 10 продолжает вращение в том же направлении и начинает взаимодействовать с роликом 11 штанги 12 своей впадиной, в результате чего, под действием пружины 15 последняя поднимается вверх и занимает исходное положение, при этом собачка 13 скользит по зубьям храпового колеса 16 не сообщая ему вращения. В конце хода штока пневмоцилиндра 1 кулачок 10 совершает полный оборот и возвращается в исходное положение, а система автоматики подает команду на втягивание штока пневмоцилиндра 1, который также возвращается в исходное положение, при этом вращательное движение выходному валу зубчато – реечного редуктора 2 не сообщается благодаря наличию в редукторе 2 обгонной муфты. Конструкция рассмотренного привода проста, но обеспечивает невысокую точность фиксации планшайбы и может работать только при небольших скоростях.

      Пневмоповоротники представляют собою пневмомеханическое устройство позволяющее получить реверсивный поворот выходного вала на некоторый фиксированный угол. При этом существуют специальные виды пневмоповоротников, позволяющие получать нереверсивный поворот и поворот на несколько фиксированных положений. Серийно выпускаемые пневмоповоротники имеют три основные конструктивные схемы, это:
− лопастный пневмоповоротник (см. Рис 27а),
− моноблок со встроенной зубчато – реечной передачей, приводимый двухпоршне-вым пневмоцилиндром (см. Рис 27б),
− моноблок с двумя встроенными зубчато – реечными передачами и двумя двух-поршневыми пневмоцилиндрами (см. Рис 27в).
рис 26new

     На Рис 27а показан общий вид малогабаритного лопастного пневмоповоротника производства фирмы «FESTO» и его конструктивная схема. При его оснащении регулируемыми упорами с амортизаторами, угол поворота можно регулировать бесступенчато, в то время как остальные два типа пневмоповоротников выпускаются в с фиксированным углом поворота в четырех исполнениях 〖90〗^0, 〖180〗^0, 〖270〗^0, 〖360〗^0 и допускает регулировку упорами в пределах 3 – 5^0. На Рис 27б показан общий вид пневмоповоротника второго типа фирмы «CAMOZZI» и его конструктивная схема. Он применяется в качестве пневмопривода вращательного движения механизмов с потребным крутящим моментом M_кр = 7 – 306 Нм при давлении 0,6 МПа. На Рис 27в показан общий вид третьего типа пневмоповоротника фирмы «FESTO» и его конструктивная схема. Он применяется в качестве пневмопривода вращательного движения механизмов с потребным крутящим моментом M_кр = 0,5 – 50 Нм при давлении 0,6 МПа.

Рис 27new     На Рис 28 показана типовая конструкция лопастного пневмоповоротника. Он состоит из корпуса 1, содержащего внутреннюю цилиндрическую полость 2, со стационарной перегородкой 7, ротора в сборе, включающего центрально расположенный вал 5 и жестко закрепленную на нем лопасть 3, а также уплотнительных шайб 11 и торцевых крышек 10 и 14. В расточках этих крышек установлены опорные подшипники 15, в которых вращается вал 5 ротора. Полость 2, заключенная между ротором и корпусом 1, разделена перегородкой 7 и лопастью 5 на две изолированные камеры А и В. Каждая из этих камер через подводящие отверстия 6 и 9 может соединяться с источником сжатого воздуха или с атмосферой. Герметизация камер А и В осуществляется уплотнением лопасти 3 и уплотнением 8 расположенным в пазу перегородки 7 и прижатым к валу 5 ротора плоской пружиной 12. Уплотнение лопасти 3 состоит из листовых резиновых (пластмассовых) прокладок 4 имеющих прямоугольное сечение, размеры и форма которых с высокой точностью соответствует размерам и форму уплотняемой камеры. Уплотнительные прокладки 4 крепятся к лопасти 3 посредствам планок 17 и винтов 16. Стационарная перегородка 7 по плотной посадке установлена в ответном прямоугольном пазу корпуса 1 и закреплена в нем посредствам комплект винтов 13.

Работает лопастной пневмоповоротник следующим образом. При подаче сжатого воздуха через отверстие 6 в камеру В на лопасть действует усилие равное произведению давления воздуха на площадь лопасти 3, в результате чего на роторе возникает крутящий момент равный произведению силы действующей на лопасть 3 на ее средний радиус (расстояние от оси вала 5 до середины лопасти). Этот крутящий момент поворачивает вал 5 по часовой стрелке. В это время камера А соединена с атмосферой. Поворот лопасти происходит до ее упора в стационарную перегородку 7, толщина которой определяет предельный угол поворота лопасти 3, также как и толщина последней. Для возврата вала 5 в исходное положение сжатый воздух подается в камеру А, а из камеры В воздух сбрасывается в атмосферу.

Рис 28new     На Рис 29 показана конструкция трехпозиционного пневмоповоротника со сдвоен-ной зубчато – реечной передачей. Он содержит корпус 1, в котором расположены два двухпоршневых пневмоцилиндра 2 штоки – рейки 3, которых одновременно находятся в зацеплении с шестерней 4, выполненной за одно целое с валом 5, на котором закреплен диск 6 с радиальным выступом 7 и диски 8 и 9 с торцевыми выступами 10 и 11. Концентрично оси вала 5 на корпусе 1 крепится коробка 12, на стержнях 13 которой закреплены упоры 14 и тормозные пневмопереключатели 15, управляемый пневмоцилиндром 16 упор, выполненный в виде установленного на штоке 17 пневмоцилиндра 16 поворотного сектора 18, снабженного роликом 19 и ограничителем 20 угла поворота. Упоры крайних положений 14 имеют конусные концы и установлены в коробке 12 с возможностью регулировки их осевого положения.

Работает трехпозиционный пневмоповоротник следующим образом. В исходном положении на выходной вал 5 подается холостой крутящий момент, обеспечивающий контакт упорного устройства с выступом соответствующего диска. При поступлении команды на поворот в промежуточную позицию, выдвигается шток 17 пневмоцилиндра 16 с поворотным сектором 18 и роликом 19 и одновременно на выходной вал 5 подается рабочий крутящий момент соответствующего направления (величина крутящего момента регулируется давлением сжатого воздуха, а направление подачей воздуха в соответствующие поршневые полости пневмоцилиндров 2. При подходе вала 5 к промежуточному положению система пневмоавтоматики производит торможение с последующим уменьшением крутящего момента до значения холостого хода, а выступ 7 диска 6 находит на ролик 19 поворотного сектора 18, и поворачивая последний, занимает относительно штока 17 пневмоцилиндра 16 симметричное положение. При необходимости продолжать движение вала 5 в том же направлении, шток 17 пневмоцилиндра 16 вместе с поворотным сектором 18 и роликом 19 втягивается, освобождая выступ 7 диска 6, а на выходной вал 5 подается рабочий крутящий момент. В результате этого выступ 10 диска 8 (или выступ 11 диска 9 в зависимости от направления вращения вала 5) доходит до упора 14 и останавливается вместе с валом 5, придя в свое крайнее положение. Поворот выходного вала 5 в обратном направлении выполняется аналогичным образом, при этом сжатый воздух подается в противоположные поршневые полости пневмоцилиндров 2. Настройка конечных положений выходного вала 5 осуществляется путем регулировки осевого положения упоров 14.

Рис 29new     На Рис 30 показана конструкция пневмоповоротника с неограниченным углом поворота выходного вала. Он содержит корпус 1, на котором размещены: основной пневмоцилиндр 2, дополнительный пневмоцилтиндр 3, воздухораспределительный узел 4, состоящий из поворотных кранов 5, 6 и 7. В основном пневмоцилиндре 2 установлены поршни 8 и 9, жестко соединенные с рейками 10 и 11, а перпендикулярно оси пневмоцилиндра 2 в опорах скольжения 12 установлен выходной вал 13 с возможностью перемещения в осевом направлении. Вал 13 снабжен поводком 14, взаимодействующим попеременно с пазами, выполненными на торцах шестерен 15 и 16, свободно установленных на валу 13 и ограниченных от осевого смещения опорами 12 и втулкой 17. При этом шестерня 15 зацепляется с рейкой 10, расположенной под выходным валом 13, а шестерня 16 – с рейкой 11, расположенной над выходным валом 13. Один конец выходного вала 13 соединен через поводок 18 с гайкой 19, а другой – со штоком 20 дополнительного пневмоцилиндра 3, при этом другой конец штока 20 через тягу 21 связан с золотником 22 крана 6. Полости дополнительного пневмоцилиндра 3 соединены каналами с краном 5, золотник 23 которого через двуплечий рычаг, шарнирно установленный на панели воздухораспределительного узла 4, взаимодействует поочередно с поршнями 8 и 9 через упоры рейки 11. Кран 6 соединен каналами 25 и 26 с краном 7. Под плоскостью золотника 27 крана 7 с каждой стороны от диаметрально расположенных выходных отверстий каналов 25 и 26 на расстоянии соответствующем угловому ходу золотника 27, выполнены отверстия, образующие по два выходных канала 28 и 29, соединенные через каналы 30 и 31 с полостями основного пневмоцилиндра 2, а на золотнике 27 выполнены два закрытых паза 32 и 33, соединяющие накрест расположенные отверстия выходных каналов 28 и 29 с входными каналами 25 и 26.

Работает пневмоповоротник следующим образом. В исходном положении поршни 8 и 9 с рейками 10 и 11 находятся в правой части пневмоцилиндра 2, а шток 20 дополни-тельного пневмоцилиндра 3 находится в левом положении, при этом поводок 14 сцеплен с шестерней 16. при переключении рукоятки крана 7 вправо сжатый воздух через золотник 22 крана 6 по каналу 26 подается под полость золотника 27 и через его паз 33 и каналы 29, 31 поступает в правую полость основного пневмоцилинлдра 2. В результате этого поршни 8 и 9 с рейками 10 и 11 начинают движение влево, вращая шестерню 16, выходной вал 13 и гайку 19 против часовой стрелки, при этом шестерня 15 свободно вращается на валу 13 в противоположную сторону. В конце хода поршней 8 и 9 вправо, упор рейки 11 поворачивает рычаг 24 и тем самым переключает кран 5, который после этого начинает подавать сжатый воздух через золотник 23 в левую полость дополнительного пневмоцилиндра 3, шток 20 которого при этом перемещает вал 13 вправо до сцепления поводка 14 с шестерней 15. В конце хода штока 20 вправо тягой 21 переключается золотник 22 крана 6 и сжатый воздух через канал 25, паз 32 и каналы 28, 30 поступает в левую полость пневмоцилиндра 2, в результате чего его поршни 8 и 9 с рейками 10 и 11 движутся вправо, вращая шестерню 15, выходной вал 13 и гайку 19 в том же направлении (против часовой стрелки). Далее цикл работы пневмоповоротника повторяется. При возрастании технологического усилия приложенного к выходному валу 13 до величины превышающей приведенный к нему крутящий момент (например при работе на жесткий упор), вал 13 останавливается, при этом за счет настройки гайки 19 поршни 8 и 9 с рейками 10 и 11 останавливаются не доходя до крайнего положения. Для вращения выходного вала 13 в противоположную сторону рукоятку крана 7 переводят влево, при этом сжатый воздух через паз 33 и каналы 28, 30 подается в левую полость пневмоцилиндра 2 и поршни 8 и 9 с рейками 10 и 11 начинают двигаться вправо, при этом шестерня 16 сцепленная посредствам поводка 14 с валом 13 начинает вращать его вместе с гайкой 19 в противоположном направлении (по часовой стрелке). Далее цикл работы пневмоповоротникам осуществляется в том же порядке как было описано ранее. Такая конструкция пневмоповоротника позволяет работать с неограниченным углом поворота выходного вала, без холостых ходов основного пневмоцилиндра.
Рис 30new    На Рис 31 показана конструкция реверсивного пневмоповоротника с неограниченным углом поворота выходного вала, в котором преобразующий механизм встроен в поршень. Он состоит из корпуса 1, в котором размещается поршень 2, зафиксированный от проворота шпонкой 3, во внутренней полости которого расположен механизм, преобразующий поступательное движение поршня 2 во вращательное движение выходного вала 7 пневмоповоротника. Преобразующий механизм содержит резьбовую втулку 8 с кулачками 9 и 10, имеющими возможность взаимодействия с ответными кулачками 5 и 6 поршня 2, стаканы 12 и 13 поджатые пружинами 14 и 15 к упорным выступам 16 и 17 поршня 2 и к торцам 18 и 19 резьбовой части 11 выходного вала 7. В верхней и нижней частях корпуса 1 выполнены отверстия 21 и 20 для подвода сжатого воздуха. Резьбовое соединение вала 7 и втулки 8 выполнено несамотормозящимся.

Работает пневмоповоротник следующим образом. При отсутствии сжатого воздуха пружины 14 и 15 воздействуют через втулки 12 и 13 на упоры 16 и 17 поршня 2 и торцы 18 и 19 резьбовой части 11 выходного вала 7 и таким образом удерживают резьбовую гайку 8 в положении, при котором отсутствует зацепление кулачков 5 и 6 поршня 2 с кулачками 9 и 10 гайки 8 (преобразующий механизм находится в нейтральном положении). При подаче сжатого воздуха в отверстие 21, поршень 2 начинает перемещаться вниз, при этом сжимает пружину 14 и вводит в зацепление кулачки 5 поршня 2 с кулачками 9 гайки 8, фиксируя ее от разворота. Далее поршень начинает двигаться вместе с гайкой 8, которая взаимодействую своей внутренней резьбой с ответной резьбовой поверхностью выходного вала 7, заставляет последний совершать поворот, величина которого определяется углом наклона резьбы и ходом поршня 2 с гайкой 8. При сбросе сжатого воздуха из отверстия 21 поршень 2 под действием пружины14 возвращается в исходное положение. При этом кулачки 5 и 9 расцепляются, втулка 13, поджатая пружиной 15 к выступу 17 перемещается вверх вместе с поршнем 2 и воздействует на гайку 8, препятствуя зацеплению кулачков 6 и 10. Гайка 8 перемещается вверх и поворачивается по резьбе 11 выходного вала 7 не вызывая его вращения. Для вращение выходного вала 7 в противоположном направлении сжатый воздух подается в отверстие 20. При этом поршень 2 начинает двигаться вверх и кулачки 6 и 10 входят в зацепление, в результате чего гайка 8, взаимодействуя с резьбовой частью 11 выходного вала 7, вращает его в противоположном направлении. Возврат поршня 2 в исходное (в данном случае нижнее положение) осуществляется пружиной 15.
Рис 31new1     На Рис 32 показана конструкция привода двухпозиционной гибочной планшайбы сборочного полуавтомата, который выполнен на основе покупного пневмоповоротника фирмы «CAMOZZI». Он состоит из пневмоповоротника 1, в отверстии которого установ-лен вал 2, смонтированный на подшипниках 3 и закрепленный на торце буксы 4. На левом конце вала 2 установлена шестерня 6, зацепляющаяся с зубчатым венцом, блока 7 с закрепленной на нем планшайбой 16, который посредствам подшипников скольжения установлен на неподвижной оси 8 с установленной на ее левом торце гибочной оправкой 11, при этом ось 8 базируется в расточке станины 5 посредствам центрирующего пояска 9 и закреплена на ней с помощью фланца 10. На планшайбе 16 установлен механизм гибки, состоящий из пневмоцилиндра 12, шток которого соединен со стойкой 13 закрепленной на ползушке 14 имеющей возможность поступательного перемещения в направляющих 15 и несущей гибочный ролик 17. На правом торце неподвижной оси 8 закреплен пневмоцилиндр 18 привода механизма зажима базовой детали собираемого изделия, шток которого через муфту 19 соединен с тягой 20, которая посредствам шарнирного соединения связана с зажимным рычагом 21.

Продолжение статьи в части 2 и 3

ЛИТЕРАТУРА.

1. Игнатьев Н.П. Основы проектирования Азов 2011г.
2. Игнатьев Н.П. Проектирование нестандартного оборудования Азов 2013г.
3. Игнатьев Н.П. Проектирование механизмов Азов 2015г.

      В статье использован материал разделов «Система гидропривода» и «Система пневмопривода» работы автора «Основы проектирования» изданного в 2010г, раздела «Транспортирующие механизмы» работы автора. «Проектирование нестандартного оборудования» изданного в 2013г и раздела «Механизмы прерывистого действия»работы автора «Проектирование механизмов» изданного в 2015г.

       В пособии «Проектирование нестандартного оборудования» также содержится:
– классификация нестандартного оборудования,
– примеры нестандартного оборудования для автоматизации технологических процессов, применяемого в различных переделах машиностроительного про-изводства,
– примеры нестандартного оборудования для автоматизации основного техно-логического оборудования,
– описание конструкции, работы и рекомендации по проектированию основных элементов нестандартного оборудования,
– общая методика проектирования и методика проектирования механизмов и систем,
– примеры поэтапного проектирования большого количества нестандартного оборудования различного назначения,
– информация необходимая для выбора типа привода, отработка конструкции на технологичность, выполнение компоновки и примеры их выполнения.

Для приобретения полной версии статьи добавьте её в корзину,

Стоимость полной версии статьи 120 рублей.