Поворотные столы. Часть 3.

Оригинальные конструкции поворотных столов.

Однако в ряде случаев, например в агрегатных станках, сварочных и сборочных ав-

томатах и полуавтоматах на планшайбу поворотного стола устанавливаются приспособ-

ление(я) для базирования и фиксации (зажима) в требуемом положении заготовки или де-

тали, которые при повороте его планшайбы стола или при ее нахождении в зафиксиро-

ванном положении должны получать определенное движение, что естественно суще-

ственным образом влияет на конструкцию привода и компоновку основных элементов по-

воротного стола в целом. Рассмотрим несколько оригинальных конструкций поворотных

столов.

На Рис. 15 показана конструкция поворотного стола, оснащенного устройством

для поворота установленных на нем приспособлений – спутников на фиксированный

угол. На планшайбе 1 поворотного стола расположены приспособления 2 для базиро-

вания и закрепления базовой детали. Привод поворота приспособления 2 содержит

зубчатое колесо 4, установленное на валу 3, который жестко связан с приспособлением

2, а также зубчатое колесо 5 установленного на оси 6, расположенной в расточке

планшайбы 1, двуплечий рычаг 7 с роликами 8, также установленный на оси 6. На по-

воротном столе неподвижно закреплен торцевой копир 9, с которым взаимодействуют

ролики 8 рычагов 7. В местах поворота приспособления копир 9 имеет радиально

направленные участки, перед которыми установлены с возможностью поворота вокруг

оси упоры 10 поджатые в направлении вращения планшайбы 1 поворотного стола пру-

жинами 11.

При вращении планшайбы 1 поворотного стола ролики 8 катятся по цилиндриче-

ской поверхности копира 9. При заходе в радиальный участок копира передний ролик

8 поворачивает рычаг 7 вокруг оси 6, в результате чего, поворачивающееся вместе с

рычагом зубчатое колесо 5, вращает в противоположную сторону зубчатое колесо 4

вал 3 и приспособление 2. Входя в зону упора 10, передний ролик 8 отжимает его и за-

Рис. 15 Конструкция поворотного стола, оснащенного устройством

для поворота установленных на нем приспособлений – спутников на

фиксированный угол.

ходит в радиальный паз копира 9, а упор 10 под действием пружины, поворачиваясь

вокруг своей оси, возвращается в исходное положение. В это время задний ролик 8 в

результате поворота двуплечего рычага 7 и вращения планшайбы 1 обегает снаружи

радиальную зону копира 9, и, поменявшись при этом местами с передним роликом 8,

первым выходит на цилиндрический участок копира при дальнейшем вращении план-

шайбы 1. Варьируя передаточным отношением зубчатых колес 4 и 6, можно получить

поворот приспособления на угол 180° и 90°, а также на любой другой угол.

На Рис. 16 показана конструкция поворотного стола многопозиционного сборочного

автомата, со встроенным кулачково-рычажным приводом шиберных питателей. Он со-

держит станину 1, на базовой плите 2 которой расположена планшайба 3 поворотного

стола, центрирование которой в радиальном направлении обеспечивается подшипником 4,

установленным на центральной цапфе станины 1, при этом планшайба 3 оснащена жестко

закрепленными на ней зубчатым колесом 5, кинематически связанным с приводом (при-

вод поворотного стола на Рис. 16 не показан) и приспособлениями – спутниками 6, вы-

полненными в виде цанг, расположенных в соответствующих гнездах планшайбы 3. В

центре станины 1 расположена цилиндрическая направляющая 7, в которой установлена с

возможностью вертикального перемещения штанга 8, получающая посредствам рычага 10

оснащенного роликами 13, привод от кулачкового вала 9, смонтированного на подшипни-

ковых опорах в расточке станины 1. При этом, рычаг 10 шарнирно установленный на оси

11 в кронштейне 12, а ролик 13 установленный не его ведомом плече контактирует с па-

зом 14 в штанге 8. На верхнем конце штанги 8 посредствам фланца 16 и гаек 17 закрепле-

на траверса 18, оснащенная толкателями 19, осевое положение которых относительно тра-

версы фиксируется гайками 20, при этом в отверстие ступицы траверсы 18 запрессована

Рис. 16 Конструкция поворотного стола многопозиционного

сборочного автомата, со встроенным кулачково-рычажным

приводом шиберных питателей.

направляющая втулка 22, контактирующая с верхней направляющей цапфой кронштейна

23, закрепленного соосно штанге 8 на центральной цапфе станины 1. На фланце крон-

штейна 23 установлены корпуса 24 шиберных питателей, каждый из которых состоит из

кассеты 25, шибера 26, плунжера 27, связанного с Т – образным концом толкателя 19 и

оснащенного плоским кулачком 29, зубчатого сектора, выполненного в виде рычага 31

шарнирно установленного на оси 32, и оснащенного роликом 30 контактирующего с ку-

лачком 29, вертикально расположенного, подпружиненного штока – рейки 33, блока ше-

стерен 34 и расположенного горизонтально штока – рейки 35, жестко связанного с шибе-

ром 26. Соосно с плунжером 27 расположен фиксатор 36, предназначенный для удержания

поданной шибером 26 детали перед ее установкой в приспособление – спутник 6. Привод

периодического поворота планшайбы 3 поворотного стола, осуществляемый посредствам

зубчатого колеса 5, связан единой кинематической цепью с приводом кулачкового вала 9.

Работает поворотный стол следующим образом. При повороте на шаг планшайбы 3

поворотного стола на место приспособления – спутника 6 с установленной в него деталью

поступает следующее приспособление, в которое должна быть установлена новая деталь

и шиберного питателя. Во время выстоя планшайбы 1 на ряде позиций сборочного авто-

мата выполняются сборочные операции, а на позициях загрузки работает шиберный пита-

тель, который получает привод от кулачкового вала 9 через рычаг 10, штангу 8, траверсу

18 и соответствующий толкатель 19, взаимодействующий с плунжером 27, питателя. При

воздействии толкателя 19 на плунжер 27 последний перемещается вниз и своим кулачком

29 воздействует на ролик 30 рычага 31, и поворачивает его по часовой стрелке, а послед-

ний зацепляясь своим зубчатым сектором с вертикальным штоком – рейкой 33, преодо-

левает усилие пружины и поднимает ее вверх. Шток – рейка 33 в свою очередь через блок

шестерен 34 приводит в движение горизонтальный шток – рейку 35, перемещающуюся,

при этом, влево вместе с шибером 26, который захватывает нижнюю деталь из стопы рас-

положенной в кассете 25 и перемещает ее в том же направлении подавая в фиксатор 36.

После осуществления полного поворота кулачкового вала 9, штанга 8 с траверсой 18 и

толкателями 19 возвращается в крайнее верхнее положение, в результате чего все детали

шиберного питателя также возвращаются в исходное положение.

На Рис 17 показана конструкция многопозиционного поворотного стола со встроен-

ными приспособлениями для закрепления деталей. Он содержит корпус 1, на котором

расположена планшайба 2, привод которой осуществляется от электродвигателя 3 через

червячный редуктор 4 и мальтийский механизм, состоящий из кривошипа 5 и мальтийско-

го креста 6, а также закрепленный на поверхности корпуса 1 торцевой кулачок 7 с двумя

пазами 8 и 9 и направляющие 10 на кронштейнах 11, на которых смонтированы каретки 12

с толкателем 13 и роликами 14 и каретки 15 взаимодействующие с приспособлениями для

зажима деталей. Приспособление для зажима деталей состоит из прижимного рычага 16,

тяги 17 и ведущего рычага 18.

Деталь устанавливается на позиции I. При повороте планшайбы 2 на позицию II ка-

ретка 15 с механизмом зажима за счет взаимодействия ролика 14 с кулачком 7 перемеща-

ется по направляющим 10 и сообщает движение ведущему рычагу 18, который посред-

ствам тяги 17 перемещает зажимной рычаг 16 по направлению к детали и происходит ее

зажим. Далее планшайба 2 последовательно выполняет поворот на фиксированный угол и

деталь на каждой из позиций со II по IV подвергается соответствующей технологической

операции, выполняемой специальным станком - автоматом. При повороте планшайбы 2 с

V позиции на VI каретка 15, взаимодействующая посредствам ролика 14 с кулачком 7, пе-

ремещается по направляющим 10 в противоположном направлении, перемещая при этом

ведущий рычаг 18, который в свою очередь через тягу 17 отводит зажимной рычаг 16 от

обработанной детали, В это же время каретка12 также взаимодействует с кулачком 7 по-

средствам своего ролика 14, и перемещаясь по направляющим 10 толкателем 13

сталкивает готовую деталь в тару.

На Рис 18 показана конструкция поворотного стола полуавтомата для сварки флан-

цев. Он содержит корпус 1, планшайбу 3, с приводом 2, в гнездах которой установленные

с возможностью вращения шпиндели 5 с приводом, а также механизм сцепления 6, состо-

ящий из вертикально расположенного гидроцилиндра, на штоке которого закреплена вил-

ка, взаимодействующая с валом шпинделя. Механизм поворота планшайбы 3 состоит из

закрепленного на станине 1 гидроцилиндра 10, храпового механизма 11, смонтированного

в стакане 12, который закреплен на нижнем торце планшайбы 3, установленной в станине

1 на шариковой направляющей 13. Механизм вращения шпинделей состоит из электро-

двигателя 14, червячного редуктора 15, выходной вал которого через зубчатую передачу

4, вала16, установленного на подшипниках качения в стакане 12 и несущего на своем

верхнем конце зубчатое колесо 18, передающее через паразитные шестерни 18 вращение

зубчатым колесам 19 шпинделей 5. Зубчатое колесо 19 посредствам шпоночного соедине-

ния закреплено на валу 20, в верхней части которого установлен упорный подшипник 21,

на котором смонтирована обойма 22 с закрепленной на ней кулачковой полумуфтой 23,

взаимодействующей с полумуфтой 24, установленной на вертикальном подпружиненном

валу 25, размещенным с возможностью осевого перемещения на шпонке 26 в отверстии

вала 20. На верхнем конце обоймы 22 закреплен шпиндель 5, а на верхнем конце вала 25 –

фиксатор 27, при этом на нижнем конце вала 25 установлена пята 28. На шпиндели 5

устанавливаются свариваемые детали «а» и «б».

Рис 17 Конструкция многопозиционного поворотного стола со встроенными

приспособлениями для закрепления деталей.

Работает поворотный стол следующим образом. На шпиндели 5 планшайбы 3 пово-

ротного стола сварочного полуавтомата укладываются свариваемые детали «а» и «б». По-

сле этого включается гидроцилиндр10 механизма поворота планшайбы 3, которая повора-

чивается вместе со шпинделем 5 и установленными на нем свариваемыми деталями, кото-

рые, при этом, поступают в зону сварки. При выполнении сварочной операции включается

электродвигатель 14, который через червячный редуктор 15, зубчатую передачу 4, вал 16

и зубчатые колеса 17, 18, 19 осуществляет вращение шпинделей 5 вместе со свариваемы-

ми деталями. После окончания сварки включается гидроцилиндр10 и поворачивает стол 2

выводя, таким образом, сваренные детали из зоны сварки и перемещает их вместе со

шпинделем 5, на котором они установлены, в зону съема готовой сборочной единицы. В

это время включается механизм сцепления 6, шток которого втягивается и при этом, воз-

действуя вилкой на пяту 28 перемещает подпружиненный вал 25 в крайнее нижнее поло-

жение. В результате этого, полумуфты 23 и 24 разъединяются, убирается фиксатор 27,

прекращается вращение шпинделя 5, находящегося в зоне съема готовой сборочной еди-

ницы, которая в это время снимается, а на ее место устанавливаются новые свариваемые

детали.

На Рис 19 показана конструкция поворотного стола многопозиционного агрегатного

станка. Он содержит станину 1, планшайбу 23 установленную в подшипниках 24 и 25, не-

сущую базовые кольца 3 с полумуфтами 4, фланцы 7, оправки 9 с платформами 19 на

верхнем торце4, упорные втулки 8, тарельчатые пружины 10 и гайки 11 и 12 для их сжа-

тия, а также штанги 13, имеющие возможность перемещения во втулках 14, посредствам

паза расположенного в их нижней части контактируют с роликами 18 рычагов 15, которые

установлены на осях 16, расположенных в цапфах 17, закрепленных на станине 1. На

платформах 19 расположены тележки 20 с роликами 21 и штифтами 22. Планшайба 23 по-

воротного стола установлена на подшипниках 24 и 25, а на планшайбе посредствам втулок

26 установлены поворотные приспособления 27 с полумуфтами 28, контактирующие по-

средствам хвостовиков 5 с Т – образными пазами вилок 6, выполненными заодно с плат-

формами 19. Кроме того приспособления 27 связаны с планшайбой 23 посредствам зубча-

тых колес 29, 30, 31 и зубчатого сектора 32. Зубчатые колеса 29 и 30 посредствам оси 34 и

шпонки 33 соединены в единый блок, при этом ось 34 установлена на планшайбе 23 с

Рис 18 Конструкция поворотного стола сварочного

полуавтомата с вращающимися шпинделями

возможностью вращения, а поворотные приспособления 27устанеовлены на планшайбе 23

посредствам втулок 26. На стойке 39 выполненной в виде ступенчатой толстостенной тру-

бы установлен гидроцилиндр 35 с поршнем 36 и штоком 37, который в своей нижней ча-

сти жестко соединен со стаканом 38, в наружном цилиндрическом пазу которого находят-

ся сферические концы ведущих плеч рычагов 15. На планшайбе 23 закреплено зубчатое

колесо 45, которое имеет возможность зацепляется с шестерней 43. На станине 1 посред-

ствам винтов 46 закреплены направляющие вставки 47, служащие для создания непре-

рывной кольцевой направляющей для каче6ния роликов 21 при поднятых вверх платфор-

мах 19 и повороте планшайбы 23, при этом верхние поверхности вставок 47 на 1 – 2 мм

выше вершин зубьев полумуфт 4, что необходимо для предотвращения задевания роликов

21 за вершины зубьев полумуфт при вращении планшайбы 23.

Работает поворотный стол следующим образом. После того как очередная заготовка

подлежащая обработке на многопозиционном агрегатном станке закрепляется в приспо-

соблении 26 производится подъем приспособления вверх. При этом в поршневую полость

гидроцилиндра 35 подается масло под давлением, а из штоковой идет на слив, в результа-

те чего поршень 36 вместе со штоком 37 и стаканом 38, который за счет наличия наруж-

ного цилиндрического паза поворачивает на осях 17 рычаги 15 по часовой стрелке, и их

ведущие плачи контактирующие посредствам роликов 18 с пазами штанг 13, поднимают

последние вверх. Это приводит к тому, что пружины 10 разжимаются и выбирают зазор В,

а торец гайки 11 перемещает оправку 9 вверх вместе с платформой 19, которая перемеща-

ет вверх тележку 20 и приспособление 27, при этом между хвостовиками 5 приспособле-

ний 27 и вилками 6 платформ 19 образуется зазор. При подъеме приспособления 27 зубья

Рис 19 Конструкция поворотного стола многопозици-

онного агрегатного станка

колеса 31 закрепленного на нем скользят по зубьям колеса 29 , но из зацепления не выхо-

дят за счет увеличенной ширины зубчатого венца колеса 29. В это же время перемещается

вверх рычаг 44, который вводит в зацепление зубчатые колеса 43 и 45, в результате этого,

при перемещении рейки 41, планшайба 23 поворачивается на угол α (на шаг). При поворо-

те планшайбы 23 в местах, где установлены зубчатые секторы 32, приспособления 27 по-

ворачиваются на заданный угол, величина которого определяется передаточным отноше-

нием зубчатых колес 29, 31 и 30, 32. При вращении планшайбы 23 тележки 20 с приспо-

соблениями 27 перемещаются на роликах 21 и устанавливаются на вставки 47, а затем на

соседнюю платформу 19, при этом хвостовики 5 выходят из Т – образных пазов вилок 6 и

заходят в аналогичные пазы соседних платформ 19. После этого масло под давление по-

дается в штоковую полость гидроцилиндра 35, а из поршневой идет на слив, в результате

этого шток 37 вместе со стаканом 38 понимаются вверх и при этом поворачивают рычаги

15 против часовой стрелки , заставляя все детали связанные с рычагами опускаться вниз

до тех пор пока полумуфты 4 и 28 не войдут в контакт. Это приводит к сжатию пружин

10, которые сжимают полумуфты 4 и 28 и расцеплению зубчатых колем 43 и 45. Затем

выполняется технологическая операция механической обработки заготовки, а рейка 41

возвращается в исходное положение. После выполнения технологической операций цикл

поворота планшайбы поворотного стола многопозиционного агрегатного станка повторя-

ется и так пока все технологические операции не будут выполнены.

На Рис 20 показана конструкция поворотного стола для длинномерных деталей. По-

воротный стол для длинномерных деталей содержит две планшайбы 4 и 5 установленные

на цапфах 3 в кронштейнах 1 и 2, закрепленных на общей раме, при этом планшайбы

жестко соединены между собою штангой(ми) 6. На планшайбе 4 закреплено зубчатое ко-

лесо 8, зацепляющееся с шестерней 9 установленной на выходном валу редуктора 10, по-

лучающего привод от гидромотора 11. На планшайбе 5 установлены флажки 12 и копир-

ные планки 13 взаимодействующие соответственно с датчиком 14 и гидравлическим дрос-

селем 15, который регулирует поток масла поступающего в гидромотор 11 поворота

планшайбы поворотного стола. На правом кронштейне 1, соосно одному из срезанных

пальцев 7, установлен гидроцилиндр 16, приводящий в движение фиксатор 17 планшайбы

Рис 20 Конструкция поворотного стола для

длинномерных деталей.

4, а на левом кронштейне 2 установлен гидроцилиндр 18, приводящий в движение меха-

низм фиксации 19 планшайбы 5, который состоит из клиньев – ползунов 20 и 21, уста-

новленных в направляющих 23 и 24 соответственно. При этом клин – ползун 20, связан-

ный со штоком гироцилиндра 18 посредствам толкателя 22, содержит поперечный штифт

26, который одним концом взаимодействует с продольным пазом 27, выполненном на

клине – ползуне 21, а другим – с пазом 28 большей длины, чем паз 27, выполненный в

направляющей 23. На клине – ползуне 20 установлен флажок 29, управляющий датчиком

30 положения гидроцилиндра 18. Клин – ползун 21 подпружинен пружиной 25, которая

постоянно поджимает его в направлении планшайбы 5

Работает поворотный стол следующим образом. При включении гидромотора 11

вращение через редуктор 10 передается шестерне 9, которая вращает зубчатое колесо 8,

поворачивающее в цапфах 3 на требуемый угол планшайбу 4 и жестко связанную с ней

посредствам штанги 6 планшайбу 5, на которых в приспособлении закреплена подлежа-

щая обработке длинномерная деталь (приспособление и длинномерная деталь на Рис 20 не

показаны). Величина угла поворота планшайб 4 и 5 вместе с длинномерной деталью опре-

деляется флажком 12 воздействующим на датчик14, который постепенно уменьшая поток

масла подаваемого в гидромотор, обеспечивает плавное торможения вращающихся масс.

Точная фиксация углового положения планшайб 4 и 5 с длинномерной деталью осуществ-

ляется посредствам фиксаторов, планшайба 4 – фиксатором 17, который выдвигается

гидроцилиндром 16, а планшайба 5 – фиксатором 19, выдвижение которого обеспечивает-

ся гидроцилиндром 18. При этом клин – ползун 20, выдвигаемый толкателем 22, переме-

щается по направляющей 23, а поперечный штифт 26, нижний конец которого входит в

паз 27 клина – ползуна 21 перемещает последний по направляющей 24 в сторону срезан-

ного пальца 7, установленного на торцевой поверхности планшайбы 5. После того как

клин – ползун 20 упрется в срезанный палец 7, клин – ползун 21 под действием пружины

25 доводится до противоположной поверхности срезанного пальца 7, осуществляя при

этом жесткую фиксацию планшайбы 5 и устраняя возможные зазоры и перекосы. Затем

выполняется технологическая операция механической обработки длинномерной детали

закрепленной в приспособлении на планшайбах 4 и 5 поворотного стола. После выполне-

ния обработки детали выполняется расфиксация планшайб 4 и 5 поворотного стола, для

чего гидроцилиндром 16 выводится фиксатор 17, а гидроцилиндром 18 клинья – ползуны

20 и 21 механизма фиксации 19, а затем осуществляется очередной поворот планшайб с

деталью, выполняемый гидромотором 11, как было рассмотрено ранее.

Статья написана на основе соответствующего раздела справочно – методиче-

ского пособия Игнатьева Н.П. «Проектирование нестандартного оборудования» Азов

2013 г. В пособии 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 тех-

нологичность, выполнение компоновки и примеры их выполнения.