ПРИВОД ПЕРИОДИЧЕСКОГО ПОВОРОТА Российский патент 1994 года по МПК F16H27/06 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к поворотным и делительным устройствам, предназначенным для сообщения выходным звеньям прерывистого вращения.

Известны устройства для периодического поворота, в которых прерывистое вращательное движение выходного звена задается с помощью кулачковых, мальтийских, храповых и других механизмов [1].

Основным недостатком этих устройств является то, что при повышении их быстродействия резко возрастают динамические нагрузки и шум, снижается надежность работы оборудования. Причина значительных динамических нагрузок состоит в том, что накопленная во время разгона ведомых масс кинематическая энергия при торможении расходуется на деформирование и изнашивание деталей привода.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является период периодического поворота, содержащий шаговый механизм, кулисный механизм, упругий элемент и зубчатую передачу [2].

Недостатком данного привода является то, что при его использовании в тяжелонагруженных приводах машин от действия упругого элемента возникают значительные знакопеременные нагрузки на стойку, ось, кулису, вал, на котором жестко закреплен кривошип и другие звенья, что может привести к их поломке. Кроме того, недостатком данного привода является то, что при изменении инерционных масс или повышении частоты поворотов упругий элемент может оказывать сопротивление. При необходимости проворота привода вручную, например, при его отладке, упругий элемент также будет оказывать сопротивление.

Целью данного изобретения является повышение надежности привода.

Указанная цель достигается тем, что в приводе периодического поворота содержащем корпус, стойку, установленные на ней шаговый механизм и редуктор с передаточным отношением, равным половине числа позиций шагового механизма, рычаг с первым шатуном, жестко закрепленный с одним из зубчатых колес редуктора, две пары толкателей и упругий элемент, установленный с возможностью поочередного взаимодействия с парами толкателей, согласно изобретению, рычаг выполнен двуплечим и имеет второй шатун, а привод снабжен соединенными с соответствующими шатунами двумя поступательными звеньями, на которых установлены соответствующие пары толкателей, по меньшей мере одним дополнительным упругим элементом, установленным аналогично первому, и фиксаторами по числу упругих элементов, каждый из которых выполнен в виде установленного на корпусе кронштейна с упором, взаимодействующим с соответствующим упругим элементом.

Перечисленные признаки отличают заявляемое решение от прототипа и обуславливают соответствие его критерию "новизна".

В технической и патентной документации решений со сходными отличительными признаками не обнаружено, на основании этого делается вывод, что заявленное решение соответствует критерию "существенные отличия".

На фиг.1 изображен привод периодического поворота; на фиг.2 - фиксатор.

Привод содержит закрепленные на стойке 1 ведомый вал 2 с жестко закрепленными на нем позиционным диском 3 и зубчатым колесом 4. В зацеплении с колесом 4 находится колесо 5, жестко закреплен двуплечий рычаг 7, шарнирно соединенный шатунами 8, 9 с поступательными звеньями 10 и 11. На каждом из поступательных звеньев закреплена пара толкателей 12, 13 и 14, 15, поочередно взаимодействующих с опорными шайбами 16, 17, 18, 19 упругих элементов (в виде пружин) 20 и 21. Фиксатор включает в себя два кронштейна 22 и 23 шарнирно закрепленных на стойке 1 и управляемых пневмоцилиндрами 24 и 25. На каждом из кронштейнов 22, 23 расположена пара упоров с возможностью взаимодействия их с опорными шайбами 16, 17 и 18, 19. Элементы 20, 21 в сжатом состоянии располагаются между толкателями 12, 14 и имеют максимум потенциальной энергии. При вращении ведомого вала 2 и связанной с ним зубчатой передачи 3, 5 и двуплечего рычага 7 упругие элементы 20, 21 разгоняют в противоположные стороны толкатели 12, 14 и жестко связанные с ними поступательные звенья 10, 11 тем самым передавая свою энергию через шатуны 8, 9 на двуплечий рычаг 7 и далее на ведомый вал 2, тем самым помогая приводу разгонять инерционные массы. Когда двуплечий рычаг совершит четверть оборота, инерционные массы приобретут максимальную скорость, а вся потенциальная энергия упругого элемента перейдет в кинетическую энергию вращения вала 2. В этом положении толкатели 12, 13 проходят сквозь толкатели 14, 15, имеющие П-образную форму, в результате чего упругие элементы 20, 21 начинают взаимодействовать с толкателями 13, 15. Далее начинается торможение инерционных масс и кинематическая энергия вращения через зубчатую пару, двуплечий рычаг 7 и толкатели 13, 15, сжимающие пружины 20, 21 переходит в потенциальную энергию упругих элементов. Когда двуплечий рычаг совершит половину оборота от начала своего движения, закончится движение инерционных масс, а упругие элементы приобретут максимум потенциальной энергии.

Привод находится в следующем исходном положении.

Во время работы привода упоры кронштейнов 22, 23 свободно проходят в прорези опорных шайб 16, 17, 18, 19 не препятствуя движению упругих элементов 20, 21. Чтобы отключить одну из пружин, необходимо в исходном положении привода, когда пружины находятся в максимальном сжатом состоянии между упорами фиксатора, повернуть кронштейн с закрепленными на нем упорами так, чтобы его упоры не совпадая с прорезями опорных шайб пружины тем самым фиксировали пружину между упорами. Таким же образом можно отключить обе пружины. В конструкции с двумя пружинами возможны три режима работы: с одной пружиной, со второй пружиной и двумя пружинами вместе. С тремя пружинами могут быть реализованы уже семь режимов. Введение в конструкцию по крайней мере одной дополнительной пружины и оснащение каждой из пружин фиксатором положения устраняет возможность работы привода с рывками при изменении массы перемещаемых деталей или частоты поворотов. Отключение всех пружин позволяет при необходимости проводить отладку привода вручную. Введение в конструкцию двух поступательных звеньев на каждом из которых закреплена пара толкателей поочередно взаимодействующих с упругими элементами позволяет замкнуть нагрузки на эти звенья и значительно уменьшить нагрузки на стойку. На валу 6 со стороны двуплечего рычага 7 будет действовать пара сил, что также облегчает работу этого вала.

Устранение действия нагрузок на стойку и другие звенья или их уменьшение приводит к снижению динамики и вибрации в работе оборудования и улучшению условий эксплуатации и обслуживания.

Использование: в машиностроении, относится в частности к поворотным и делительным устройствам, предназначенным для сообщения выходным звеньям прерывистого вращения. Сущность: привод содержит закрепленные на стойке 1 ведомый вал 2 с жестко закрепленными на нем позиционным диском 3 и зубчатым колесом 4. В зацеплении с колесом 4 находится колесо 5, жестко закрепленное на валу 6. На валу 6, кроме того, жестко закреплен двуплечий рычаг 7, шарнирно соединенный шатунами 8, 9 с поступательными звеньями 10 и 11. На каждом из поступательных звеньев закреплена пара толкателей 12, 13 и 14, 15, поочередно взаимодействующих с опорными шайбами 16, 17, 18, 19 упругих элементов (в виде пружин) 20 и 21. Фиксатор включает в себя два кронштейна, шарнирно закрепленных на стойке 1 и управляемых пневмоцилиндрами. На каждом из кронштейнов расположена пара упоров с возможностью взаимодействия их с опорными шайбами 16, 17 и 18, 19. 2 ил.

ПРИВОД ПЕРИОДИЧЕСКОГО ПОВОРОТА, содержащий корпус, стойку, установленные на ней шаговый механизм и редуктор с передаточным отношением, равным половине числа позиций, шагового механизма, рычаг с первым шатуном, жестко закрепленный с одним из зубчатых колес редуктора, две пары толкателей и упругий элемент, установленный с возможностью поочередного взаимодействия с парами толкателей, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, рычаг выполнен двуплечим и имеет второй шатун, а привод снабжен соединенными с соответствующими шатунами двумя поступательными звеньями, на которых установлены соответствующие пары толкателей, по меньшей мере одним дополнительным упругим элементом, установленным аналогично первому и фиксаторами по числу упругих элементов, каждый из которых выполнен в виде установленного на корпусе кронштейна с упором, взаимодействующим с соответствующим упругим элементом.