×
10.12.2014
216.013.0d6d

Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ПРЕЦИЗИОННОГО МЕХАНИЧЕСКОГО ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к способам точных перемещений и может использоваться в приводе перемещения режущего инструмента в прецизионных металлообрабатывающих станках, в высокоточном приборостроении. Устройство механического позиционирования включает корпус, два параллельно расположенных винта. Первый винт установлен в корпусе на подшипниках и имеет зацепление с гайкой, жестко связанной с суппортом, установленным в корпусе с возможностью поступательного перемещения по направляющим качения. На винте жестко закреплена шестерня, связанная с зубчатым колесом, жестко установленным на втором винте, закрепленном в подшипниках и имеющем зацепление с гайкой, жестко связанной с салазками, установленными на суппорте с возможностью поступательного перемещения. На конце первого винта установлен лимб, приводящий его в движение. Достигается высокая точность позиционирования. 1 ил., 1 табл.
Основные результаты: Устройство механического позиционирования, включающее корпус, два винта, отличающееся тем, что винты расположены параллельно друг другу, при этом первый винт установлен в корпусе на подшипниках и имеет зацепление с гайкой, жестко связанной с суппортом, установленным в корпусе с возможностью поступательного перемещения по направляющим качения, на винте жестко закреплена шестерня, связанная с зубчатым колесом, жестко установленным на втором винте, закрепленном в подшипниках и имеющем зацепление с гайкой, жестко связанной с салазками, установленными на суппорте с возможностью поступательного перемещения, а на конце первого винта установлен лимб, приводящий его в движение.

Предлагаемое изобретение относится к машиностроению, приборостроению, а именно к устройствам, обеспечивающим механические перемещения рабочих органов с точностью, измеряемой нанометрами и менее. Устройство может быть использовано в прецизионных металлорежущих станках, высокоточном приборостроении, механизмах наведения телескопов, стволов орудий и др. областях.

Известен механизм малых перемещений (аналог, RU №1216519, F16Н 37/16, 1986). Он содержит корпус, расположенную в корпусе с возможностью вращения гайку, взаимодействующий с гайкой винт, установленный с возможностью осевого перемещения, кинематическую цепь, представляющую собой две пары зубчатых колес, связывающих винт с гайкой таким образом, что колесо, сидящее на винте, сопряжено с колесом, сидящим на валу, а следующее колесо, сидящее на валу, сопряжено с колесом, сидящем на гайке.

Данный механизм позволяет передавать большие усилия с относительно малой скоростью перемещения. Устройство обеспечивает увеличение хода перемещения.

Недостатком данного изобретения является то, что оно не обеспечивает при этом высокой точности позиционирования, зависящей от шага винта, который невозможно выполнить малой величины (в пределах сотых долей миллиметра).

Известен также механизм малых механических перемещений (прототип, SU №1397657, F16H 25/20, 1988), содержащий корпус с прямолинейной направляющей и резьбовым отверстием, установленный в направляющей с возможностью поступательного движения полый ползун с резьбой на его внутренней поверхности, предназначенный для взаимодействия с резьбовым отверстием корпуса, полый винт с маховичком и расположенный в полости винта с возможностью вращения второй винт с маховичком, предназначенный для взаимодействия с резьбой ползуна, маховичок на втором винте установлен с возможностью осевого перемещения, а механизм снабжен элементом связи маховичков первого и второго винтов для обеспечения периодического соединения винтов, а винты установлены один в другом без взаимного относительно друг друга перемещения.

Недостатком прототипа является низкая точность позиционирования рабочего органа, так как она зависит лишь от разности шагов двух соосных винтов.

Технический эффект, достигаемый изобретением, - повышение точности позиционирования рабочего органа (например, резца).

Технический эффект достигается тем, что устройство механического позиционирования, включающее корпус, два винта, расположенные параллельно друг другу, при этом первый винт установлен в корпусе на подшипниках и имеет зацепление с гайкой, жестко связанной с суппортом, установленным в корпусе с возможностью поступательного перемещения по направляющим качения, на винте жестко закреплена шестерня, связанная с зубчатым колесом, жестко установленным на втором винте, закрепленном в подшипниках и имеющим зацепление с гайкой, жестко связанной с салазками, установленными на суппорте с возможностью поступательного перемещения, а на конце первого винта установлен лимб, приводящий его в движение.

Величина перемещения рабочего органа определяется по формуле

где n - угол поворота лимба, t1, t2 - шаг соответственно первого и второго винтов, - передаточное отношение шестерен.

Для определенных условий, где допускается менее точный результат, можно соблюдать условие, при котором количество зубьев шестерен и шаг винтов должны быть подобраны таким образом, чтобы передаточное отношение стремилось быть как можно ближе к отношению шагов винтовых поверхностей . Точность позиционирования будет увеличиваться при стремлении разности к нулю.

Как следует из (1), величина Δ уменьшается при увеличении члена

тогда

Для повышения точности позиционирования рабочего органа необходимо соблюдать условие:

Предельное минимальное значение Δ в (1) равно нулю, т.е. Δ=0, следовательно, при стремлении величины Δ к нулю точность позиционирования повышается. Рассмотрим возникновение предельного значения Δ, равного нулю:

Разделим каждый член уравнения (2) на t2,получим

Вынесем n за скобки, получим

Так как n не может быть равно нулю (при n=0 механизм не работает), то для работающего механизма

Таким образом, высокая точность позиционирования обеспечивается при примерном равенстве отношения шагов винтов и отношения числа зубьев колес, установленных на этих винтах.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где изображено устройство.

Устройство состоит из корпуса 1, в котором может поступательно перемещаться суппорт 2 по направляющим качения 3. В свою очередь по суппорту 2 могут поступательно перемещаться салазки 4 по направляющим качения 5, на которых жестко закреплен резец 6, предназначенный для обработки заготовки 7. В корпусе 1 на подшипниках 8,9 установлен винт 10, находящийся в зацеплении с гайкой 11, жестко связанной с суппортом 2. На винте 10 жестко закреплена шестерня 12 с числом зубьев z1, находящаяся в постоянном зацеплении с зубчатым колесом 13, имеющим число зубьев z2. На левом конце винта 10 установлен лимб 14 для отсчета угла поворота. Зубчатое колесо 13 жестко установлено на винте 15, закрепленном в подшипниках 16, 17 в корпусе суппорта 2. Винт 15 находится в зацеплении с гайкой 18, которая жестко связана с салазками 4.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. При повороте рукоятки лимба 14 поворачивается шестерня 12, а следовательно, и поворачивается винт 10, который находится в зацеплении с гайкой 11, перемещает суппорт 2 (например, вправо). При этом вправо перемещаются также салазки 4 вместе с винтом 15 и зубчатым колесом 13. В связи с тем, что шестерня 12 находится в зацеплении с зубчатым колесом 13, то при повороте шестерни 12 на 360° происходит поворот зубчатого колеса в обратном направлении на угол 360° , поскольку винт 10 установлен в подшипниках 8, 9 неподвижного корпуса 1, а суппорт 2 перемещается вправо, то шестерня 12 находится в неподвижном состоянии, а зубья зубчатого колеса 13 скользят по зубьям широкой шестерни 12. Вследствие поворота винта 15 и постоянного его зацепления с гайкой 18, жестко связанной с салазками 4, происходит дополнительное перемещение последних в обратном направлении (в направлении, обратном перемещению суппорта 2). То есть суппорт 2 перемещается по стрелке А, а салазки в направлении стрелки Б. В результате происходит суммарное перемещение резца 6, равное перемещению нижнего суппорта 2 и верхних салазок 4. Задавая малые углы поворота рукоятки лимба (10-30°), получаем величины перемещения в направлении стрелок A и Б, близкие по значению. В результате рабочий орган - резец будет перемещен в радиальном направлении обрабатываемой заготовки 7 на малую величину, чем меньше это радиальное перемещение, тем точнее позиционирование его в заданной точке.

Возможность более точного позиционирования вершины резц, относительно оси вращающейся заготовки обеспечивает более точный размер обработанной поверхности. Таким образом предложенное устройство позволяет осуществлять настройку режущего инструмента на заданный размер с точностью нанометров, чего не позволяют известные механизмы и устройства.

Перемещение Δ будет складываться из разности хода винтов и передаточного отношения между ними:

где n - угол поворота лимба, t1, t2 - шаг соответственно - винтов суппорта и салазок, - передаточное отношение шестерен.

Величина перемещения Δ рабочего органа складывается из перемещения суппорта 2 (S1) и салазок 4 (S2), то есть:

Разложим каждое из перемещений на составляющие:

- для суппорта 2, - для салазок 4 (8)

Заменим слагаемые S1 и S2 в уравнении (7) на произведение, получим:

Вынесем n за скобки, тогда перемещение Δ будет определяться:

На основании формулы (1) были выполнены расчеты величины перемещения Δ, характеризующей точность позиционирования для различных шагов винтов t1, t2, чисел зубьев z1, z2 и их отношений.

Из таблицы следует, что при разных сочетаниях шагов t1, t2 и чисел зубьев z1, z2 имеем различную величину Δ, при этом чем ближе друг к другу находится отношение и , тем точнее происходит позиционирование резца относительно оси вращающейся заготовки.

Величина перемещения Число оборотов Шаг винта суппорта Шаг винта салазок Число зубьев Разность отношений Отношение шагов винтов Отношение чисел зубьев
Шестерни Колеса
4 n t1 t2 z1 z2
0,000025000 1 1 0,995 201 200 0,000025 1,005025 1,005
0,005000000 1 2 1,75 57 50 0,002857 1,142857 1,14
0,004385965 1 1,75 2 50 57 -0,002193 0,875 0,877193
0,000200000 1 2 1,98 101 100 0,000101 1,010101 1,01

Устройство механического позиционирования, включающее корпус, два винта, отличающееся тем, что винты расположены параллельно друг другу, при этом первый винт установлен в корпусе на подшипниках и имеет зацепление с гайкой, жестко связанной с суппортом, установленным в корпусе с возможностью поступательного перемещения по направляющим качения, на винте жестко закреплена шестерня, связанная с зубчатым колесом, жестко установленным на втором винте, закрепленном в подшипниках и имеющем зацепление с гайкой, жестко связанной с салазками, установленными на суппорте с возможностью поступательного перемещения, а на конце первого винта установлен лимб, приводящий его в движение.
УСТРОЙСТВО ПРЕЦИЗИОННОГО МЕХАНИЧЕСКОГО ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 31-40 of 77 items.
20.06.2015
№216.013.579c

Инструмент для очистки поверхностей

(57) Инструмент для очистки поверхностей относится к инструментам для зачистки заусенцев, снятия окалины, многослойной старой краски на металлических и неметаллических изделиях; для ремонта (зачистки стен, отопительных батарей и др. предметов интерьера) жилых, общественных и дачных зданий и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553958
Дата охранного документа: 20.06.2015
10.07.2015
№216.013.5e81

Способ изготовления армированной клееной деревянной балки

Изобретение относится к строительству, а именно к способам изготовления клееных армированных деревянных балок. Технический результат изобретения заключается в снижении трудоемкости изготовления балки. Способ изготовления заключается в том, что пазы под арматуру фрезеруются по боковым...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555734
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.08.2015
№216.013.6e0b

Дымовой пожарный извещатель

Изобретение относится к области пожарной безопасности. Техническим результатом является повышение метрологической надежности и упрощение конструкции. Имеются излучатель, приемник дымности и приемник запыленности. Оптические каналы дымности и запыленности конструктивно образуют съемную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559729
Дата охранного документа: 10.08.2015
20.09.2015
№216.013.7ada

Карусельный ветродвигатель

Изобретение относится к ветроэнергетике повышенной мощности. Устройство содержит лопасти на махах, установленных в головках, закрепленных на вертикальных валах. Махи выполнены каркасными, а лопасти - рамными. Установка содержит также два конических и двухрядный планетарный ускорители, муфты...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563047
Дата охранного документа: 20.09.2015
20.09.2015
№216.013.7c39

Устройство для изготовления поршней двигателя внутреннего сгорания.

Изобретение относится к машиностроению, в частности литейному производству. Устройство содержит подвижную 3 и неподвижную 4 полуформы, выталкивающий 7 и прессующий 8 плунжеры. В неподвижной полуформе установлена втулка 6, соединяющая заливочное отверстие с полостью формы. В подвижной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563398
Дата охранного документа: 20.09.2015
10.01.2016
№216.013.9ef0

Способ получения графена

Изобретение может быть использовано для получения материалов и элементов наноэлектроники, нанофотоники, газовых сенсоров и лазерных систем с ультракороткими импульсами излучения. Графен получают путем расслоения графита в жидком азоте. Поверхность графитовой мишени обрабатывают пучком...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572325
Дата охранного документа: 10.01.2016
27.03.2016
№216.014.c63c

Система подачи топлива в камеру сгорания газодизеля

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложена система топливоподачи, содержащая источник дизельного топлива 1, источник сжиженного нефтяного газа (пропан-бутан) 2 и источник природного газа (метан) 3. Соотношение жидких фракций...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578770
Дата охранного документа: 27.03.2016
27.03.2016
№216.014.c7ae

Устройство для непрерывной экструзии некомпактных материалов

Изобретение относится к области непрерывной экструзии цельных изделий из некомпактного материала (стружки, гранул, порошка и пр.). Устройство содержит матрицу и колесо с кольцевой канавкой для транспортирования материала. Увеличение усилия прессования, напряжений сжатия в поперечном сечении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578871
Дата охранного документа: 27.03.2016
20.06.2016
№217.015.0368

Способ определения реакции восстановления организма человека после снятия физической нагрузки

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для определения реакции восстановления организма после снятия физической нагрузки. Предъявляют испытуемому дозированную физическую нагрузку. Проводят задержку дыхания на вдохе - апноэ-1. Предоставляют испытуемому отдых. Повторно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002587316
Дата охранного документа: 20.06.2016
20.06.2016
№217.015.0401

Способ осаждения полупроводниковых наночастиц халькогенидов свинца из коллоидных растворов

Изобретение относится к области технологий осаждения полупроводниковых наночастиц халькогенидов свинца на прозрачные диэлектрические поверхности и может быть использовано при получении новых устройств на основе наносистем для микро- и оптоэлектроники, солнечных батарей, светодиодных ламп и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002587537
Дата охранного документа: 20.06.2016
Showing 31-40 of 82 items.
27.12.2014
№216.013.14fb

Способ диагностики высоковольтного оборудования по параметрам частичных разрядов

Использование: изобретение относится к технике высоких напряжений, в частности, к диагностике высоковольтных аппаратов по параметрам электрических шумов, вызванных частичными разрядами. Сущность: электромагнитное поле частичных разрядов в изоляции воспринимают индуктивным и емкостным датчиками,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002536795
Дата охранного документа: 27.12.2014
20.02.2015
№216.013.2a04

Протекторный сплав на основе алюминия

Изобретение относится к металлургии протекторных сплавов на основе алюминия и может быть использовано при производстве протекторов для защиты от коррозии различных металлических сооружений и конструкций. Сплав содержит, мас. %: цинк - 4,0-6,0, марганец - 0,1-0,3, магний - 0,5-2,5, титан -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542213
Дата охранного документа: 20.02.2015
27.02.2015
№216.013.2d23

Роторный подложкодержатель

Изобретение относится к технике для нанесения на изделия нанопокрытий, в частности к роторному подложкодержателю. Роторный подложкодержатель выполнен модульным. Модуль состоит из насадки-ротора, установленной с помощью поворотной державки на опоре и соединенной с приводом поворота, и датчика...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543023
Дата охранного документа: 27.02.2015
10.06.2015
№216.013.5222

Устройство для очистки потока жидкости от твердых частиц загрязнений

Изобретение предназначено для очистки потока жидкости от твердых частиц загрязнений и может быть использовано в нефтехимической, металлургической, энергетической, автомобильной и других отраслях промышленности. Устройство для очистки потока жидкости от твердых частиц загрязнений содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552547
Дата охранного документа: 10.06.2015
20.06.2015
№216.013.571c

Способ модификации полупроводниковой пленки лазерным излучением

Изобретение относится к области нанотехнологий, в частности к получению наноструктур на поверхности полупроводника. Способ модификации полупроводниковой пленки согласно изобретению заключается в том, что воздействуют на полупроводниковую пленку непрерывным лазерным излучением с энергией кванта...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553830
Дата охранного документа: 20.06.2015
20.06.2015
№216.013.579c

Инструмент для очистки поверхностей

(57) Инструмент для очистки поверхностей относится к инструментам для зачистки заусенцев, снятия окалины, многослойной старой краски на металлических и неметаллических изделиях; для ремонта (зачистки стен, отопительных батарей и др. предметов интерьера) жилых, общественных и дачных зданий и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553958
Дата охранного документа: 20.06.2015
10.07.2015
№216.013.5e81

Способ изготовления армированной клееной деревянной балки

Изобретение относится к строительству, а именно к способам изготовления клееных армированных деревянных балок. Технический результат изобретения заключается в снижении трудоемкости изготовления балки. Способ изготовления заключается в том, что пазы под арматуру фрезеруются по боковым...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555734
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.08.2015
№216.013.6e0b

Дымовой пожарный извещатель

Изобретение относится к области пожарной безопасности. Техническим результатом является повышение метрологической надежности и упрощение конструкции. Имеются излучатель, приемник дымности и приемник запыленности. Оптические каналы дымности и запыленности конструктивно образуют съемную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559729
Дата охранного документа: 10.08.2015
20.09.2015
№216.013.7ada

Карусельный ветродвигатель

Изобретение относится к ветроэнергетике повышенной мощности. Устройство содержит лопасти на махах, установленных в головках, закрепленных на вертикальных валах. Махи выполнены каркасными, а лопасти - рамными. Установка содержит также два конических и двухрядный планетарный ускорители, муфты...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563047
Дата охранного документа: 20.09.2015
20.09.2015
№216.013.7c39

Устройство для изготовления поршней двигателя внутреннего сгорания.

Изобретение относится к машиностроению, в частности литейному производству. Устройство содержит подвижную 3 и неподвижную 4 полуформы, выталкивающий 7 и прессующий 8 плунжеры. В неподвижной полуформе установлена втулка 6, соединяющая заливочное отверстие с полостью формы. В подвижной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563398
Дата охранного документа: 20.09.2015
+ добавить свой РИД