×
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 61-70 of 77 items.
13.01.2017
№217.015.860c

Способ получения покрытия из микроструктурированного карбида титана на поверхности изделия из титана или титанового сплава с использованием лазерного излучения

Изобретение относится к формированию износостойких покрытий из карбида титана на поверхности изделий из титана или его сплавов и может быть использовано для формирования покрытий на деталях и инструментах, работающих в условиях интенсивного износа, агрессивных сред и высоких температур. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603751
Дата охранного документа: 27.11.2016
13.01.2017
№217.015.8622

Способ работы захвата манипулятора и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к захватным устройствам, и может быть использовано для обезвреживания мин. Манипулятор для захвата предметов содержит корпус, на котором закреплен силовой цилиндр со штоком, и захват. Захват выполнен в виде анкера, состоящего из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603741
Дата охранного документа: 27.11.2016
13.01.2017
№217.015.86d7

Тяжелый бетон с использованием доломитовых отходов

Изобретение относится к строительной индустрии, а именно к получению модифицированного экономически выгодного тяжелого бетона на основе отходов доломитового производства. Технический результат заключается в повышении прочности и утилизации отходов минерального сырья. Тяжелый бетон содержит,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603316
Дата охранного документа: 27.11.2016
13.01.2017
№217.015.871c

Замок с тепловым расцеплением

Изобретение относится к автоматическим средствам пожаротушения и может быть использовано для тушения пожаров. Задачей изобретения является упрощение конструкции, расширение функциональных возможностей и повышение эксплуатационных характеристик. Перед началом эксплуатации вал 6 устанавливают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603578
Дата охранного документа: 27.11.2016
25.08.2017
№217.015.9ea4

Способ шлифования

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано в машиностроении, приборостроении для предварительного и окончательного шлифования деталей из различных материалов. При шлифовании используют инструмент с двумя шлифовальными кругами - крупнозернистым и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606143
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a73c

Способ регулирования движения транспортных средств на перекрестке транспортных магистралей

Изобретение относится к области управления дорожным движением, а именно к способам регулирования движения транспортных средств на перекрестке транспортных магистралей, расположенных на одном уровне. Способ заключается в пофазном управлении движением транспортных потоков с помощью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002608123
Дата охранного документа: 13.01.2017
25.08.2017
№217.015.bbad

Способ гибкого ленточного шлифования

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при ленточном шлифовании сложных пространственных поверхностей, например формообразующих поверхностей штампов, пресс-форм, форм для литья под давлением и др. На ведущий и ведомый ролики надевают нерабочей внутренней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002615964
Дата охранного документа: 11.04.2017
25.08.2017
№217.015.bbce

Комбинированный виброустойчивый инструмент

Инструмент выполнен в виде двух режущих модулей, между которыми расположен демпфер колебаний. Режущие модули осуществляют параллельную обработку различных поверхностей одной заготовки. Нижний модуль верхним своим торцом образует осевой зазор с торцом крышки демпфера колебаний, величина которого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002615965
Дата охранного документа: 11.04.2017
25.08.2017
№217.015.bcbc

Способ диагностики сверточных кодов

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано для определения неизвестной структуры сверточного кодера со скоростью кодирования, равной , и кодовым ограничением, равным K, на основе анализа принимаемой кодовой последовательности. Технический результат – определение структуры...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616180
Дата охранного документа: 12.04.2017
25.08.2017
№217.015.bd97

Легкий бетон на основе отходов минерального сырья

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве при изготовлении бетонов. Легкий бетон с использованием необожженных доломитовых отходов и щебня пеностекла, полученный при следующем соотношении компонентов, мас.%:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616307
Дата охранного документа: 14.04.2017
Showing 61-70 of 82 items.
13.01.2017
№217.015.78a7

Тренажер для обучения стрельбе по движущимся мишеням

Изобретение относится к военной области, а именно к тренажерам для обучения стрельбе по движущимся мишеням. Тренажер содержит экран, усилитель, блок обработки, оружие, кинопроектор. Первый вход компьютера соединен с устройством отсчета времени демонстрации фильма кинопроектором, а второй - с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599457
Дата охранного документа: 10.10.2016
13.01.2017
№217.015.7944

Способ дистанционной регистрации проследования колесных пар подвижного состава и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики. Способ дистанционной регистрации проследования колесных пар подвижного состава включает изменение в магнитопроводе посредством колеса магнитного потока, трансформацию последним информационного сигнала и восприятие ее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599458
Дата охранного документа: 10.10.2016
13.01.2017
№217.015.7cab

Способ контроля заполнения путей подгорочного парка

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики для контроля заполнения путей подгорочного парка. Способ включает воздействие элементами отцепа на группы датчиков, формирование датчиком контрольного участка сигнала занятости и передачу его по магистрали связи в блок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002600122
Дата охранного документа: 20.10.2016
13.01.2017
№217.015.847f

Устройство для вычисления функциональных зависимостей

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных устройствах обработки информации. Техническим результатом является повышение быстродействия при фиксированных точностных характеристиках и программно-аппаратурных затратах. Устройство содержит блок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602989
Дата охранного документа: 20.11.2016
13.01.2017
№217.015.850a

Магнезиальное вяжущее на основе отходов доломитового и пеностекольного производства

Изобретение относится к строительной индустрии, а именно к получению модифицированного экономически выгодного вяжущего вещества на основе отходов доломитового производства. Технический результат заключается в повышении механической прочности, адгезионной прочности, стойкости к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603112
Дата охранного документа: 20.11.2016
13.01.2017
№217.015.860c

Способ получения покрытия из микроструктурированного карбида титана на поверхности изделия из титана или титанового сплава с использованием лазерного излучения

Изобретение относится к формированию износостойких покрытий из карбида титана на поверхности изделий из титана или его сплавов и может быть использовано для формирования покрытий на деталях и инструментах, работающих в условиях интенсивного износа, агрессивных сред и высоких температур. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603751
Дата охранного документа: 27.11.2016
13.01.2017
№217.015.8622

Способ работы захвата манипулятора и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к захватным устройствам, и может быть использовано для обезвреживания мин. Манипулятор для захвата предметов содержит корпус, на котором закреплен силовой цилиндр со штоком, и захват. Захват выполнен в виде анкера, состоящего из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603741
Дата охранного документа: 27.11.2016
13.01.2017
№217.015.86d7

Тяжелый бетон с использованием доломитовых отходов

Изобретение относится к строительной индустрии, а именно к получению модифицированного экономически выгодного тяжелого бетона на основе отходов доломитового производства. Технический результат заключается в повышении прочности и утилизации отходов минерального сырья. Тяжелый бетон содержит,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603316
Дата охранного документа: 27.11.2016
13.01.2017
№217.015.871c

Замок с тепловым расцеплением

Изобретение относится к автоматическим средствам пожаротушения и может быть использовано для тушения пожаров. Задачей изобретения является упрощение конструкции, расширение функциональных возможностей и повышение эксплуатационных характеристик. Перед началом эксплуатации вал 6 устанавливают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603578
Дата охранного документа: 27.11.2016
25.08.2017
№217.015.9ea4

Способ шлифования

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано в машиностроении, приборостроении для предварительного и окончательного шлифования деталей из различных материалов. При шлифовании используют инструмент с двумя шлифовальными кругами - крупнозернистым и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002606143
Дата охранного документа: 10.01.2017
+ добавить свой РИД