×
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 41-50 of 77 items.
10.04.2016
№216.015.2d65

Устройство для подачи смазочно-охлаждающей жидкости при плоском периферийном шлифовании

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для плоского периферийного шлифования металлов и сплавов с использованием смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ). Устройство для подачи СОЖ содержит правую и левую крышки с радиальными лопастями, фланцы для крепления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579325
Дата охранного документа: 10.04.2016
27.04.2016
№216.015.37fc

Движитель транспортного средства (дтс)

Изобретение относится к транспортным средствам повышенной проходимости и, в частности, к конструкции движителя транспортного средства с устройствами, обеспечивающими повышенный контакт колеса с дорогой в сложных дорожных условиях. Устройство включает грунтозацепы, установленные на колесах,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002582639
Дата охранного документа: 27.04.2016
27.04.2016
№216.015.39d4

Шлифовальный инструмент с дискретной режущей поверхностью

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении шлифовального инструмента с дискретной режущей поверхностью. Инструмент выполнен в виде шлифовального круга, в теле которого со стороны режущей поверхности вырезаны отверстия, оси которых расположены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002582841
Дата охранного документа: 27.04.2016
20.06.2016
№216.015.489a

Способ управления движением на железнодорожном переезде

Изобретение относится к области автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте, для определения занятости/свободности переездов. Способ включает счет и сравнивание количества осей колесных пар единиц подвижного состава при вступлении его на участок приближения к переезду и количества...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002587760
Дата охранного документа: 20.06.2016
20.06.2016
№216.015.48a9

Тормозное устройство

Изобретение предназначено для регулирования скорости движения отцепов подвижного состава на сортировочных горках. Тормозное устройство содержит управляющую аппаратуру, расположенную у рельса, и размещенную в опоре ось, на которой с возможностью поворота установлена поворотная тормозная клавиша,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002587765
Дата охранного документа: 20.06.2016
27.08.2016
№216.015.509c

Способ обнаружения пожара и устройство для его осуществления

Изобретение относится к противопожарной технике, в частности к устройствам обнаружения возгораний, и может быть использовано во взрывоопасной среде большой протяженности, например в шахте. Задачей изобретения является упрощение конструкции и повышение эксплуатационных характеристик. В световод...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595987
Дата охранного документа: 27.08.2016
12.01.2017
№217.015.590a

Токоприемник для высокоскоростных поездов

Изобретение относится к токоприёмникам для линий энергоснабжения транспортных средств с электротягой. Токоприемник для высокоскоростных поездов содержит раму, верхнее звено которой состоит из одноплечего и двуплечего рычагов. Нижнее звено одним концом установлено с возможностью поворота на оси...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002588336
Дата охранного документа: 27.06.2016
12.01.2017
№217.015.5c54

Способ дискретизации режущей поверхности шлифовального инструмента

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении шлифовальных кругов с дискретной режущей поверхностью. Способ дискретизации режущей поверхности инструмента заключается в вырезании на его рабочей цилиндрической поверхности струей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002589993
Дата охранного документа: 10.07.2016
13.01.2017
№217.015.65fd

Роботизированная установка пожаротушения

Изобретение относится к устройствам пожаротушения, а именно к роботизированным установкам пожаротушения. Задачей изобретения является упрощение конструкции, снижение энергопотребления, повышение надежности и улучшение эксплуатационных характеристик. Для поворота пожарного ствола 7 вокруг...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002592346
Дата охранного документа: 20.07.2016
13.01.2017
№217.015.669b

Состав пеностекольного композита

Изобретение относится к составу пеностекольного композита и может быть использовано в промышленности строительных материалов. Технический результат изобретения заключается в расширении сырьевой базы. Пеностекольный композит включает в себя: молотое стекло, отходы доломитового производства и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002592002
Дата охранного документа: 20.07.2016
Showing 41-50 of 82 items.
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
10.04.2016
№216.015.2d65

Устройство для подачи смазочно-охлаждающей жидкости при плоском периферийном шлифовании

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для плоского периферийного шлифования металлов и сплавов с использованием смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ). Устройство для подачи СОЖ содержит правую и левую крышки с радиальными лопастями, фланцы для крепления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579325
Дата охранного документа: 10.04.2016
27.04.2016
№216.015.37fc

Движитель транспортного средства (дтс)

Изобретение относится к транспортным средствам повышенной проходимости и, в частности, к конструкции движителя транспортного средства с устройствами, обеспечивающими повышенный контакт колеса с дорогой в сложных дорожных условиях. Устройство включает грунтозацепы, установленные на колесах,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002582639
Дата охранного документа: 27.04.2016
27.04.2016
№216.015.39d4

Шлифовальный инструмент с дискретной режущей поверхностью

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении шлифовального инструмента с дискретной режущей поверхностью. Инструмент выполнен в виде шлифовального круга, в теле которого со стороны режущей поверхности вырезаны отверстия, оси которых расположены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002582841
Дата охранного документа: 27.04.2016
20.06.2016
№216.015.489a

Способ управления движением на железнодорожном переезде

Изобретение относится к области автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте, для определения занятости/свободности переездов. Способ включает счет и сравнивание количества осей колесных пар единиц подвижного состава при вступлении его на участок приближения к переезду и количества...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002587760
Дата охранного документа: 20.06.2016
20.06.2016
№216.015.48a9

Тормозное устройство

Изобретение предназначено для регулирования скорости движения отцепов подвижного состава на сортировочных горках. Тормозное устройство содержит управляющую аппаратуру, расположенную у рельса, и размещенную в опоре ось, на которой с возможностью поворота установлена поворотная тормозная клавиша,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002587765
Дата охранного документа: 20.06.2016
+ добавить свой РИД