伺服刀架用同步型过载保护结构制造技术

伺服刀架用同步型过载保护结构，涉及数控机床用刀架领域，该结构包括主动侧轴套、波纹管连接件、钢珠、移动环、盘形弹簧和从动侧轴套，主动侧轴套上有锥形体，锥形体的表面上排列着自动对中且呈锥形的啮合爪，啮合爪周向排列，轴向为锥形，波纹管连接件上有与锥形体相同形状的锥形环，锥形体与锥形环配合传动，波纹管连接件的端面上有凹槽，从动侧轴套上有钢珠孔，钢珠置于钢珠孔内，并通过移动环和盘形弹簧压入波纹管连接件的端面上凹槽内。该结构具有传递扭矩的作用，过载时凹槽和钢珠相对打滑起到对伺服电机的保护作用，锥形体和锥形环的使用方便了伺服电机的安装，周向非中心对称凹槽的使用简化了故障的排除过程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术创造涉及数控机床用刀架领域，具体为一种伺服刀架用同步型过载保护结构。
技术介绍
数控刀架是数控车床及车削中心的重要核心功能部件，其性能好坏直接影响机床的整机性能。机床在使用过程中由于误操作等原因，会发生撞车和过载现象，为了降低误操作给机床带来的不利影响，有必要设计保护结构，防止撞车和过载发生时对刀架的破坏性影响。刀架在发生故障后，排除故障往往需要拆卸刀架，重新安装后，由于电机零点位置发生变化需要重新对电气设备进行零点调试，这样就延长了故障排除及调试的周期，对正常的生产产生不利影响。
技术实现思路
为了解决上述存在的问题，本专利技术创造提供一种伺服刀架用同步型过载保护结构，通过该结构将动力由伺服电机传递给刀架本体动力输入轴，过载时对伺服刀架起保护作用，且安装调试方便。本专利技术创造的目的是通过下述技术方案实现的伺服刀架用同步型过载保护结构，其特征在于包括主动侧轴套、波纹管连接件、钢珠、移动环、盘形弹簧和从动侧轴套， 主动侧轴套上有锥形体，锥形体的表面上排列着自动对中且呈锥形的啮合爪，啮合爪周向排列，轴向为锥形，波纹管连接件上有与锥形体相同形状的锥形环，锥形体与锥形环配合传动，波纹管连接件的端面上有凹槽，从动侧轴套上有钢珠孔，钢珠置于钢珠孔内，并通过移动环和盘形弹簧压入波纹管连接件的端面上凹槽内。所述的主动侧轴套和从动侧轴套为夹紧式轴套结构。所述的波纹管连接件上的凹槽呈圆锥形，并在波纹管连接件的端面上沿轴线非中心对称排列，钢珠孔在从动侧轴套上沿轴线非中心对称排列，排列位置与凹槽位置相同。在从动侧轴套与盘形弹簧之间设有调整螺母。本专利技术创造的有益效果是本专利技术创造采用上述结构，主动侧轴套上有锥形体， 与其对应的为波纹管连接件上的锥形环，锥形体可插入锥形环，锥形体与锥形环配合实现扭矩的无背隙传递。主动侧轴套和波纹管连接件采用分体式结构，由于未采用螺钉来固定主动侧轴套和波纹管，伺服刀架本体箱体零件省去装配孔的设计，简化了箱体结构，该结构的使用方便了电机的安装拆卸与调试；波纹管连接件的端面上有凹槽，与其对应的是从动侧轴套上的钢珠孔，钢珠置于钢珠孔内，并通过移动环和盘形弹簧压入凹槽内，当同步型过载保护结构传递的扭矩小于额定值时，移动环和盘形弹簧将钢球压入凹槽内，凹槽、钢珠和钢珠孔无隙传递扭矩；过载时，钢珠带动移动环移动反向压缩盘形弹簧，钢珠脱离凹槽，钢珠在钢珠孔内与波纹管连接件相对打滑，刀架本体动力输入轴上扭矩无法传递到伺服电机上，对伺服电机其保护作用；采用沿轴向非中心对称排列的凹槽、钢珠和钢珠孔传递扭矩， 故障发生后，只有从动侧轴套与主动侧轴套相对转动360°后，钢珠孔与凹槽才能再次重合传递扭矩，保证伺服电机在故障发生与排除前后具有相同的零点位置，在无需进行电气调节下实现伺服刀架的重新工作，简化了故障的排除过程，缩短了故障排除及调试的周期；主动侧轴套和从动侧轴套为夹紧式轴套结构分别用来夹紧电机轴和伺服刀架本体动力输入轴，夹紧式轴套结构的使用保证电机轴、伺服刀架本体动力输入轴与轴套间的无间隙连接； 通过调整螺母调节盘形弹簧的初始压缩量，从而实现对盘形弹簧预紧力的设置。附图说明图1是本专利技术创造同步型过载保护结构在伺服刀架上应用示意图。图2是本专利技术创造同步型过载保护结构的结构示意图。图3是图2中A-A切面图。图4是本专利技术创造同步型过载保护结构的外观结构示意图。图5是本专利技术创造凹槽、钢珠孔和钢珠传动的原理示意图。图6是本专利技术创造发生过载时的工作原理示意图。图7是图2的C向视图，(即波纹管连接件端面示意图)。图8是图2的B-B切面图，(即钢珠受力分析示意图)。图中，I、伺服电机；II、同步型过载保护结构；III、动力输入轴；IV、接近开关；V、 刀盘；VI、动力刀座；1、主动侧轴套；1. 1、夹紧式轴套结构；1. 2、锥形体；2、波纹管连接件； 2. 1、锥形环；2. 2、波纹管；2. 3、凹槽；3、钢珠；4、移动环；5、盘形弹簧；6、调整螺母；7、从动侧轴套；7.1、钢珠孔。具体实施例方式如图1和图2、图3所示，伺服电机I的电机轴与同步型过载保护结构II的主动侧轴套1相连，伺服刀架本体的动力输入轴III与同步型过载保护结构II的从动侧轴套7相连。 伺服刀架本体上安装有接近开关IV，通过测量移动环4感应电信号确定过载与否。动力输入轴III经过伺服刀架本体内部的传动结构和离合结构(具体结构形式省略，图1中未画出) 驱动刀盘V和动力刀座VI。如图2和图3、图4所示，同步型过载保护结构II主要由主动侧轴套1、波纹管连接件2、钢珠3、移动环4、盘形弹簧5、调整螺母6、和从动侧轴套7组成。主动侧轴套1为夹紧式轴套，夹紧式轴套结构1. 1用来夹紧电机轴，保证电机轴与轴套间的无间隙连接。主动侧轴套1上有锥形体1. 2，锥形体1. 2的表面上排列着自动对中且呈锥形的啮合爪，啮合爪周向排列，轴向为锥形。与其对应的为波纹管连接件2上的锥形环2. 1，锥形环2. 1与锥形体1. 2相同形状，锥形体1. 2可插入锥形环2. 1，二者配合传动。电机安装时，主动侧轴套1为夹紧式轴套，夹紧式轴套结构1. 1用来夹紧电机轴， 将锥形体1. 2沿轴向插入锥形环2. 1，波纹管连接件2轴向预先压紧，锥形体1. 2与锥形环 2. 1实现扭矩的无背隙传递，由于压紧量很小，不会对波纹管和支撑结构产生不良影响。主动侧轴套1和波纹管连接件2采用分体式结构，便于电机安装，装配拆卸调试时，由于没有固定螺钉，省去伺服刀架本体上箱体类零件装配孔的设计，简化了箱体类零件的结构。波纹管连接件2上有波纹管2. 2传递扭矩，波纹管的使用提高了该结构的纠偏能力和扭转刚。如图2和图7所示，波纹管连接件2的端面上有凹槽2. 3，凹槽2. 3呈圆锥形，并在波纹管连接件2的端面上周向排列，凹槽2. 3对波纹管连接件2的轴线采取非中心对称排列形式。与其对应的是从动侧轴套7上的钢珠孔7.1，钢珠3置于钢珠孔7.1内，并通过移动环4和盘形弹簧5压入凹槽2. 3内。通过调整螺母6调节盘形弹簧5的初始压缩量，设置盘形弹簧5的预紧力。如图5所示，同步型过载保护结构传递的扭矩小于额定值时，移动环4和盘形弹簧 5将钢球3压入凹槽2. 3内，凹槽2. 3、钢珠3和钢珠孔7. 1无隙传递扭矩，接近开关IV检测不到信号。如图6和图8所示，刀架本体动力输入轴III上扭矩增大时，凹槽2. 3与钢珠3间的作用力而增大，当作用力1 的轴向分力1 增大到大于盘形弹簧5的预紧力FO时，钢珠3 带动移动环4移动反向压缩盘形弹簧5，钢珠3脱离凹槽2. 3，钢珠3在钢珠孔7. 1内与波纹管连接件2相对打滑，移动环4在钢珠3压迫下移动，接近开关IV检测到信号，确认发生过载。此时由于打滑的产生，刀架本体动力输入轴III上扭矩无法传递到伺服电机I上，对伺服电机I起保护作用。排除故障时，调节从动侧轴套7，使其相对于主动侧轴套1旋转，当钢珠孔7. 1与凹槽2. 3对应重合时，钢球3在移动环4和盘形弹簧5的作用下再次压入凹槽2. 3内，接近开关IV检测不到信号。由于凹槽2. 3在波纹管连接件2的端面上沿轴线非中心对称排列，从动侧轴套7与主动侧轴套1相对转动360°，钢珠孔7. 1与其对应的凹槽2. 3才能再次重合，从而确保故障排除后，伺服本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．伺服刀架用同步型过载保护结构，其特征在于：包括主动侧轴套、波纹管连接件、钢珠、移动环、盘形弹簧和从动侧轴套，主动侧轴套上有锥形体，锥形体的表面上排列着自动对中且呈锥形的啮合爪，啮合爪周向排列，轴向为锥形，波纹管连接件上有与锥形体相同形状的锥形环，锥形体与锥形环配合传动，波纹管连接件的端面上有凹槽，从动侧轴套上有钢珠孔，钢珠置于钢珠孔内，并通过移动环和盘形弹簧压入波纹管连接件的端面上凹槽内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马仕龙，郭智春，张衡，孔祥志，李兆维，刘洪强，金铁，徐兆成，杨迪，李文论，乔保中，柳耀阳，郭进彪，刘晓滨，李家瑞，
申请(专利权)人：沈阳机床集团设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：89