ВЫСОКОСКОРОСТНАЯ ПОВОРОТНАЯ КАРЕТКА Российский патент 1997 года по МПК F16H21/00 

Изобретение относится к станкостроению, а именно к ткацким станкам с пневмо-и гидроприводом.

Ближайшим аналогом является высокоскоростная поворотная каретка, содержащая приводной вал с двумя оппозитно расположенными радиальными пазами, установленный с возможностью прерывистого вращения с шагом 180^o, по крайней мере один кривошип, концы которого выполнены дискообразной формы различного диаметра, конец кривошипа в виде диска, уменьшенного диаметра, шарнирно соединен с основным рычагом, а второй конец свободно насажен на приводной вал при помощи кулачка, шпонку, установленную на кулачке с возможностью перемещения относительно него и поочередного взаимодействия с радиальными пазами приводного вала в одном крайнем положении при помощи механизма перемещения шпонки, связанного с блоком программного управления [1]
Недостатком известного технического решения является необходимость в устройстве управления, которое должно работать в двух положениях относительно вала привода каретки, что ведет к усложнению конструкции и сборки и, кроме того, вынуждает совершать перемещения в моменты остановки вращения вала привода с неизбежным при этом снижением надежности.

Техническим результатом изобретения является устранение вышеуказанных недостатков за счет создания простого и работоспособного механизма привода шпонки с небольшой массой движущихся частей и высокой надежностью, который может работать от устройств управления, устанавливаемых с одной стороны от основного кривошипа, в моменты остановки вала привода.

Указанный результат достигается тем, что в высокоскоростной поворотной каретке, содержащей приводной вал с двумя оппозитно расположенными радиальными пазами, установлены с возможностью прерывистого вращения с шагом 180^o по крайней мере один кривошип, концы которого выполнены дискообразной формы различного диаметра, конец кривошипа в виде диска уменьшенного диаметра шарнирно соединен с основным рычагом, а второй конец свободно насажен на приводной вал при помощи кулачка, шпонка, установленная на кулачке с возможностью перемещения относительно него и поочередного взаимодействия с радиальными пазами приводного вала в одном крайнем положении и радиальными пазами кривошипа в другом крайнем положении при помощи механизма перемещения шпонки, связанного с блоком программного управления,
механизм перемещения шпонки выполнен в виде двух двуплечих рычагов с одинаковым соотношением плеч каждый, оси качания которых установлены на кулачке на равном расстоянии от оси приводного вала и параллельно ей, при этом свободные концы коротких плеч рычагов установлены с возможностью взаимодействия со шпонкой, а свободные концы длинных плеч установлены с возможностью поочередного взаимодействия с блоком программного управления, рычаги выполнены одинаковыми по форме, каретка снабжена С-образной направляющей, установленной на блоке программного управления с возможностью радиального перемещения относительно приводного вала,
при этом свободный конец большего плеча каждого рычага имеет штифт, выступающий в направлении, параллельном оси рычага, и взаимодействующий с С-образной направляющей, конец короткого плеча одного из рычагов выполнен за одно целое со шпонкой, при этом конец короткого плеча второго рычага имеет средство для взаимодействия с концом первого рычага, выполненное за одно целое со шпонкой, в кулачке выполнены два паза, расположенные диаметрально противоположно на равном расстоянии от оси приводного вала, концы коротких плеч рычагов шарнирно связаны между собой, один из этих концов изогнут и поджат пружиной к одному из радиальных пазов, при этом концы удлиненных плеч рычагов установлены с возможностью взаимодействия с рабочим органом блока программного управления, выполненным в виде двух, установленных с возможностью качения толкателей, один из которых, управляющий, а другой вспомогательный. Управляющий толкатель подпружинен к концам удлиненных плеч рычагов и установлен с возможностью поочередного взаимодействия с этими концами, вспомогательный с возможностью поочередного взаимодействия с пазами кулачка, пружина для поджатия изогнутого конца рычага расположена в прорези, выполненной в теле кулачка, имеет V образную форму и скреплена частью со штифтом, посредством которого связаны концы коротких плеч рычагов
и концами со стенками прорези, снабжена управляющим кулачком и двумя дополнительными кулачками, посредством шарнирной установки толкателей на одной оси, параллельной приводному валу, с возможностью взаимодействия управляющего толкателя в одном крайнем положении при помощи управляющего и дополнительного кулачков, посредством выступа на его конце с концами удлиненных плеч рычагов и в другом крайнем положении под действием пружины с ограничителем перемещения последней, а вспомогательный толкатель подпружинен относительно управляющего толкателя, установлен с возможностью взаимодействия в одном крайнем положении под действием управляющего и дополнительного кулачков своим расположенным на конце выступом на конце управляющего толкателя с впадинами на основном кулачке и во втором крайнем положении под действием дополнительной пружины с ее ограничителем перемещения, дополнительным блоком программного управления, идентичным основному, выключающим каждый электромагнит, логическое программное устройство, подключенное к электромагниту, и набор сердечников из немагнитного материала по числу кривошипов каретки, валики, один из которых имеет радиальный выступ, рычаг, ось которого параллельна оси приводного вала и который установлен с возможностью взаимодействия с одним из дополнительных кулачков, каждый сердечник шарнирно соединен одним концом с этим рычагом и поджат соответствующей пружиной к радиальному выступу валика,
при этом валики обоих блоков программного управления связаны между собой стержнем с обеспечением их встречного вращения при взаимодействии стержня посредством ролика с управляющим кулачком, профиль которого предназначен для обеспечения перемещения дополнительных валиков в моменты остановки приводного вала, и который установлен с возможностью синхронного движения с дополнительными кулачками, выполненными идентичными и закрепленными на основном валу каретки с угловым фазовым смещением, выбранным из условия поочередной работы двуплечих рычагов в моменты остановки через 180^o приводного вала, каждый сердечник установлен с возможностью перемещения под действием соответствующего рычага из своего первого положения, в котором он взаимодействует с управляющим толкателем, во второе, в котором он взаимодействует с электромагнитом с образованием зазора между ними при помощи немагнитного элемента, установленного в электромагнит.

На фиг. 1 изображен общий вид в изометрической проекции части поворотной каретки с использованием механизма перемещения шпонки согласно изобретению; на фиг. 2 вид спереди на устройство, изображенное на фиг. 1; на фиг. 3 вид спереди на устройство, изображенное на фиг. 1 после поворота кулачка на 180^o; на фиг. 4 вид спереди на одну из модификаций устройства; на фиг. 5 изометрическая проекция предпочтительного примера выполнения изобретения; на фиг. 6 часть устройства, представленного увеличено; на фиг. 7 вид в изометрической проекции части устройства, представленного на фиг. 5 в увеличенном масштабе; на фиг. 8 и 9 диаграммы, иллюстрирующие работу кулачковой системы управляющего устройства поворотной каретки.

Высокоскоростная поворотная каретка содержит приводной вал 1 с двумя оппозитно расположенными радиальными пазами 2 и 3, установленный с возможностью прерывистого вращения с шагом 180^o, по крайней мере один кривошип 4, концы которого 5, 6 выполнены дискообразной формы различного диаметра, конец 5 кривошипа 4 в виде диска уменьшенного диаметра при помощи шарнира 7 соединен с основным рычагом, а второй конец 6 с увеличенным диаметром диска свободно насажен на приводной вал 1 при помощи кулачка 8, шпонку 9, установленную на кулачке 8 с возможностью перемещения относительно него и поочередного взаимодействия с радиальными пазами 2 и 3 приводного вала 1 в одном крайнем положении и радиальными пазами 10, 11 кривошипа 4 в другом крайнем положении при помощи механизма 12 перемещения шпонки, связанного с блоком 13 программного управления. Механизм 12 перемещения шпонки выполнен в виде двух двуплечих рычагов 14, 15 с одинаковым соотношением плеч 16, 17 и 18, 19 каждый, оси 20, 21 качания которых установлены на равном расстоянии от оси 22 приводного вала 1 и параллельно ей, при этом свободные концы 16, 17 коротких плеч рычагов установлены с возможностью взаимодействия со шпонкой 23, а свободные концы 18, 19 длинных плеч установлены с возможностью поочередного взаимодействия с блоком 13 программного управления.

Рычаги 14, 15 выполнены одинаковыми по форме, каретка снабжена С-образной направляющей 24, установленной на блоке 13 программного управления с возможностью радиального перемещения относительно приводного вала 1, при этом свободный конец 25, 26 длинного плеча каждого рычага 14, 15 имеет соответственно штифт 27, выступающий в направлении, параллельном оси 28, 29 соответствующего плеча рычага и взаимодействующий с С-образной направляющей 24, конец 16 короткого плеча одного из рычагов выполнен за одно целое со шпонкой 9, при этом конец 18 короткого плеча второго рычага 15, имеет средство 30 для взаимодействия с концом первого рычага, выполненного за одно целое со шпонкой 9. В кулачке 7 выполнены два паза 31, 32, расположенные диаметрально противоположно на равном расстоянии от оси 22 приводного вала 1, концы 16, 17 коротких плеч рычагов 14, 15 связаны между собой при помощи шарнира 33, один конец 16 из этих рычагов изогнут и поджат пружиною 34 к одному из радиальных пазов приводного вала 1, при этом концы 25, 26 удлиненных плеч рычагов установлены с возможностью взаимодействия с рабочим органом блока 13 программного управления, выполненным в виде двух, установленных с возможностью качания толкателей 35, 36, один из которых управляющий толкатель 35, а другой вспомогательный толкатель 36, управляющий толкатель 35 подпружинен к концам удлиненных плеч 25, 26 рычагов и установлен с возможностью поочередного взаимодействия с пазами 31, 32 кулачка 8. Пружина 34 для поджатия изогнутого конца 16 рычага расположена в прорези 32, выполненной в теле кулачка 8, имеет V образную форму и скреплена средней частью со штифтом 37, посредством которого связаны концы 17, 19 коротких плеч рычагов 14, 15 и концами со стенками прорези 38. Каретка снабжена управляющим кулачком 39 и двумя дополнительными кулачками 40, 41, посредством установки толкателей на одной оси 42 при помощи шарнира, параллельной приводному валу 1, с возможностью взаимодействия управляющего толкателя 35 в одном крайнем положении при помощи управляющего кулачка 39 и дополнительных кулачков 40, 41 посредством выступа 43 на его конце с концами 25, 26 удлиненных плеч рычагов, и в другом крайнем положении под действием пружины 44 с ограничителем 45 перемещения последней, а вспомогательный толкатель 36 подпружинен при помощи пружины относительно управляющего толкателя 35 и установлен с возможностью взаимодействия в одном крайнем положении под действием управляющего кулачка 39 и дополнительных кулачков 40, 41 своим расположенным на конце выступом 46, длина которого превышает длину выступа 43 на конце толкателя 35 с впадинами 47 на основном кулачке 8 и во втором крайнем положении под действием дополнительной пружины 48 с ее ограничителем 49 перемещения, каретка снабжена дополнительным блоком 50 программного управления, идентичным основному 13, включающим каждый электромагнит 51, логическое программное устройство 52, подключенное к электромагниту 51 и набор сердечников 53 из немагнитного материала по числу кривошипов каретки, валики 54, один из которых имеет радиальный выступ 55, рычаг 56, ось 57 которого параллельна оси приводного вала 1 и который установлен с возможностью взаимодействия с одним из дополнительных кулачков 40, 41, каждый сердечник 53 при помощи шарнира соединен одним концом с этим рычагом и поджат соответствующей пружиной 58 к радиальному выступу 55 валика 54, при этом валики обоих блоков программного управления связаны между собой стержнем 59 посредством ролика 60 с управляющим кулачком, профиль которого предназначен для обеспечения перемещения дополнительных валиков 54 в моменты остановки приводного вала 1, и который установлен с возможностью синхронного движения с дополнительными кулачками 40, 41, выполненными идентичными и закрепленными на основном валу каретки с угловым фазовым смещением, выбранным из условия поочередной работы двуплечих рычагов 14, 15 в моменты остановки через 180^o приводного вала 1. Каждый сердечник 53 установлен с возможностью перемещения под действием соответствующего рычага из своего первого положения, в котором он взаимодействует с электромагнитом 51 с образованием зазора 61 между ними при помощи немагнитного элемента 62, установленного в электромагнит.

Высокоскоростная поворотная каретка работает следующим образом.

Рычаги 14 и 15, установленные шарнирно на кулачке 8 и соединенные одним из своих концов, один из которых 16 выполнен за одно целое со шпонкой 9, отводятся пружиной 34 в направлении, в котором шпонка 9 оказывается введенной в зацепление в пазы 2 или 3 приводного вала 1. Упомянутая шпонка 9 управляется при помощи толкателей 35 и 36, имеющих разную величину хода. Последние напружены пружиной 44 и взаимодействуют с одним из указанных рычагов и с одной из двух прорезей 38, выполненных в кулачке 8 на одинаковом расстоянии от оси вала 1.

Таким образом, два толкателя, (управляющий толкатель 35 и вспомогательный толкатель 36) фиксируют кулачок 8, а, следовательно, и кривошип 4 в положении, при котором один из них оказывается в одной указанной прорези, а другой входит в шпонку 9, взаимодействуя на свободные концы 25, 26 соответствующих рычагов 14 и 15. Если необходимо зафиксировать конец 6 кривошипа 4 с увеличенным диаметром одновременно с выведением шпонки 9 из соответствующего паза 2, 3 в приводном валу и таким образом осуществить несколько опережающую фиксацию кривошипа 4, чтобы устранить вредны вибрации, вызванные заклиниванием приводного вала 1 во время остановки, но при надежном центрировании шпонки 9 в одном из радиальных пазов вала 1 и таким образом обеспечить последующее выведение шпонки, используются толкатели 35, 36. Кроме того, управление поворотной кареткой может осуществляться при помощи дополнительного блока программного управления, включающего электромагнит 51, логическое программное устройство 52, подключенное к электромагниту, и набор сердечников 53 из немагнитного материала по числу кривошипов каретки, валики 54, один из которых взаимодействует своим радиальным выступом 55 с одним из дополнительных кулачков. Таким образом, поскольку механизм перемещения шпонок движется только во время остановок, а затем по достижении определенного положения остается в состоянии покоя (фиг. 9 и диаграммы 64 и 65), очевидно, что нет никакой реальной возможности его повреждения.

Использование: изобретение относится к машиностроению, а именно к высокоскоростным поворотным кареткам. Сущность изобретения: механизм 12 перемещения шпонки выполнен в виде двух двуплечих рычагов 14 и 15 с одинаковым соотношением плеч каждый, оси качания которых установлены на равном расстоянии от оси 22 приводного вала и параллельно ей, при этом свободные плечи коротких плеч 17 и 19 установлены с возможностью взаимодействия со шпонкой 23, а свободные концы длинных плеч 16 и 17 установлены с возможностью взаимодействия с блоком 13 программного управления. Устройство может найти применение в современных ткацких станках с пневмо- и гидроприводом. 7 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Высокоскоростная поворотная каретка, содержащая приводной вал с двумя оппозитно расположенными радиальными пазами, установленный с возможностью прерывистого вращения с шагом 180^o, по крайней мере один кривошип, концы которого выполнены дискообразной формы различного диаметра, конец кривошипа в виде диска уменьшенного диаметра шарнирно соединен с основным рычагом, а второй конец свободно насажен на приводной вал при помощи кулачка, шпонку, установленную на кулачке с возможностью перемещения относительно него и поочередного взаимодействия с радиальными пазами приводного вала в одном крайнем положении и радиальными пазами кривошипа в другом крайнем положении при помощи механизма перемещения шпонки, связанного с блоком программного управления, отличающаяся тем, что механизм перемещения шпонки выполнен в виде двух двуплечих рычагов с одинаковым соотношением плеч каждый, оси качания которых установлены на равном расстоянии от оси приводного вала и параллельно ей, при этом свободные концы коротких плеч рычагов установлены с возможностью взаимодействия со шпонкой, а свободные концы длинных плеч установлены с возможностью поочередного взаимодействия с блоком программного управления. 2. Каретка по п.1, отличающаяся тем, что рычаги выполнены одинаковыми по форме, каретка снабжена С-образной направляющей, установленной на блоке программного управления с возможностью радиального перемещения относительно приводного вала, при этом свободный конец большего плеча каждого рычага имеет штифт, выступающий в направлении, параллельном оси рычага, и взаимодействующий с С-образной направляющей. 3. Каретка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что конец короткого плеча одного из рычагов выполнен за одно целое со шпонкой, при этом конец короткого плеча второго рычага имеет средство для взаимодействия с концом первого рычага, выполненного за одно целое со шпонкой. 4. Каретка по п.1, отличающаяся тем, что в кулачке выполнены два паза, расположенные диаметрально противоположно на равном расстоянии от оси приводного вала, концы коротких плеч рычагов шарнирно связаны между собой, один из этих концов изогнут и поджат пружиной к одному из радиальных пазов приводного вала, при этом концы удлиненных плеч рычагов установлены с возможностью взаимодействия с рабочим органом блока программного управления, выполненным в виде двух установленных с возможностью качания толкателей, один из которых управляющий, а другой вспомогательный, управляющий толкатель подпружинен к концам удлиненных плеч рычагов и установлен с возможностью поочередного взаимодействия с пазами кулачка. 5. Каретка по п.4, отличающаяся тем, что пружина для поджатия изогнутого конца рычага расположена в прорези, выполненной в теле кулачка, имеет V-образную форму и скреплена средней частью со штифтом, посредством которого связаны концы коротких плеч рычагов и концами со стенками прорези. 6. Каретка по п.4 или 5, отличающаяся тем, что она снабжена управляющим кулачком и двумя дополнительными кулачками, средством шарнирной установки толкателей на одной оси, параллельной приводному валу, с возможностью взаимодействия управляющего толкателя в одном крайнем положении при помощи управляющего и дополнительного кулачков посредством выступа на его конце с концами удлиненных плеч рычагов и в другом крайнем положении под действием пружины с ограничителем перемещения последней, а вспомогательный толкатель подпружинен относительно управляющего толкателя, установлен с возможностью взаимодействия в одном крайнем положении под действием управляющего и дополнительных кулачков своим, расположенным на конце выступом, длина которого превышает длину выступа на конце управляющего толкателя с впадинами на основном кулачке и во втором крайнем положении под действием дополнительной пружины с ее ограничителем перемещения. 7. Каретка по пп.1 6, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным блоком программного управления, идентичным основному, включающим каждый электромагнит, логическое программное устройство, подключенное к электромагниту, и набор сердечников из немагнитного материала по числу кривошипов каретки, валики, один из которых имеет радиальный выступ, рычаг, ось которого параллельна оси приводного вала и который установлен с возможностью взаимодействия с одним из дополнительных кулачков, каждый сердечник шарнирно соединен одним концом с этим рычагом и поджат соответствующей пружиной к радиальному выступу валика, при этом валики обоих блоков программного управления связаны между собой стержнем с обеспечением их встречного вращения при взаимодействии стержня посредством ролика с управляющим кулачком, профиль которого предназначен для обеспечения перемещения дополнительных валиков в моменты остановки приводного вала, и который установлен с возможностью синхронного движения с дополнительными кулачками, выполненными идентичными и закрепленными на основном валу каретки с угловым фазовым смещением, выбранным из условия поочередной работы двуплечих рычагов в моменты остановки через 180^o приводного вала. 8. Каретка по п.7, отличающаяся тем, что каждый сердечник установлен с возможностью перемещения под действием соответствующего рычага из своего первого положения, в котором он взаимодействует с управляющим толкателем, во второе, в котором он взаимодействует с электромагнитом с образованием зазора между ними при помощи немагнитного элемента, установленного в электромагнит.