УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ МАТЕРИАЛА Российский патент 1998 года по МПК B23D29/00 

Изобретение относится к обработке материала давлением, а именно к устройствам для разделения материала, и может быть использовано при производстве аварийно-спасательных работ.

Известны ручные ножницы с гидравлическим проводом, содержащие два рычага с рабочими органами, расположенные симметрично оси симметрии силового цилиндра и шарнирно соединенные с его корпусом, при этом шток силового цилиндра шарнирно связан посредством звеньев со свободными плечами рычагов [1][2]
Недостатком известных устройств является то, что при определенной мощности привода они имеют иногда недостаточные усилия разжима или реза, а также недостаточный размер раскрытия рычагов (зева рычагов).

Технической задачей, на реализацию которой направлено изобретение, является то, что в экстренных ситуациях при незначительном увеличении массы устройства можно использовать указанные ножницы для разжатия деталей на большее расстояние либо для разделения деталей с большим усилием резания, что позволит расширить технологические возможности известных ручных ножниц с гидравлическим приводом.

Данная техническая задача достигается тем, что устройство для разделения материала, содержащее два основных рычага с рабочими органами, расположенные симметрично относительно оси симметрии силового цилиндра и шарнирно связанные между собой и с силовым цилиндром, снабжено двумя дополнительными рычагами, шарнирно соединенными с соответствующими им основными рычагами, и одними плечами, шарнирно соединенными между собой. Ось шарнирного соединения дополнительных рычагов между собой расположена на оси симметрии силового цилиндра, а рабочие органы расположены на соответствующих им дополнительных рычагах. При этом, если ось шарнирного соединения каждого из дополнительных рычагов с соответствующим ему основным рычагом расположена в средней его части, то ось шарнирного соединения каждого из дополнительных рычагов между собой расположена со стороны оси шарнирного соединения основных рычагов между собой, а рабочие органы расположены на свободных плечах дополнительных рычагов. Если ось шарнирного соединения каждого из дополнительных рычагов с соответствующим ему основным рычагом расположена на его свободном плече, то ось шарнирного соединения дополнительных рычагов между собой расположена со стороны, противоположной оси шарнирного соединения основных рычагов между собой, а рабочие органы расположены на дополнительных рычагах вблизи оси их шарнирного соединения между собой. Шарнирные соединения дополнительных рычагов с основными выполнены легкоразъемными.

На фиг. 1 изображено устройство для разделения материала в виде, например, разжима; на фиг. 2 то же,при сомкнутых основных и дополнительных рычагах; на фиг. 3 прижимной упор дополнительного рычага; на фиг. 4 - устройство для разделения материала в виде, например, кусачек; на фиг. 5 вид Б на фиг.1.

Устройство для разделения материала содержит два основных рычага 1, 2, связанные между собой шарнирным соединением О'. Основные рычаги 1, 2 шарнирно связаны с силовым цилиндром 3 и расположены симметрично относительно оси симметрии указанного цилиндра 3. Два дополнительных рычага 4 и 5 одними плечами соединены между собой шарнирным соединением О. Ось шарнирного соединения О расположена на оси симметрии силового цилиндра 3. Каждый их дополнительных рычагов 4, 5 шарнирно соединен с соответствующим ему основным рычагом 1, 2. Рабочие органы 6, 7 расположены на дополнительных рычагах.

При необходимости разделения деталей на большее расстояние, т.е. увеличения хода рабочих органов, каждый из основных рычагов 1,2 соединен со средней частью соответствующего ему дополнительного рычага 4,5 посредством шарнирного соединения А (А'). Ось О шарнирного соединения дополнительных рычагов 4,5 между собой расположена со стороны оси О' шарнирного соединения основных рычагов между собой. Рабочие органы 6,7, выполненные, например, в виде разжимных губок, выполнены на свободных плечах дополнительных рычагов 4,5. Данное устройство может работать и в режиме разжима при разведении дополнительных рычагов и в режиме сжатия при сведении дополнительных рычагов.

Для размеров данной конструкции целесообразно выполнять условия: a<b, a<c, d<e.

При данном соотношении размеров раскрытие основных рычагов 1,2 на расстоянии S' сопровождается раскрытием дополнительных рычагов 4,5 на расстояние S, при этом S>S'.

Если принять b/a>2, то из-за малости f можно считать, что ломаная AOB совпадает с прямой AO.

Тогда S S'/a S'k,
где k=1/a.

Для величины сил по концам дополнительных рычагов F P/k
Из соотношений следует, что предложенное устройство позволяет увеличивать в k раз ход рабочих органов при снижении усилий по концам дополнительных рычагов.

Т. к. a<C, то при полном раскрытии дополнительных рычагов 4,5 основные рычаги 1, 2 раскрываются не на всю возможную величину. Для исключения входа в "мертвое положение" на дополнительных рычагах 4, 5 выполняют пружинный упор 8, который обеспечивает угол AOA'<18^o. Практически после выбора зазора в пружине принято значение угла OAO'≈175^o.

Пружины упоров дополнительно обеспечивают легкий выход дополнительных рычагов 4, 5 при их сжатии из положения, близкого к "мертвому".

При необходимости увеличения усилия сжатия или реза каждый из основных рычагов 1,2 соединен со свободным плечом соответствующего ему дополнительного рычага 4,5 посредством шарнирного соединения A(A'). Ось О шарнирного соединения дополнительных рычагов 4, 5 между собой расположена со стороны, противоположной оси О' шарнирного соединения основных рычагов 1,2 между собой, а рабочие органы 6,7,выполненные, например в виде ножей, расположены на дополнительных рычагах 4, 5 вблизи оси О их шарнирного соединения между собой.

При этом, если сила F_n, создаваемая в рабочей зоне устройства-прототипа, равна
F_n P(C_n/R_n),
то сила Fy в рабочей зоне предлагаемого устройства равна
F_y P(C_y/R_y),
где R_n и R_y расстояние соответственно от осей O' и O до точки приложения силы.

Разработка устройства целесообразна при условии
F_y > F_n, поэтому принимаем коэффициент усилия K_y F_y/F_n.

Величина K_y практически определяет увеличение площади сечения профиля, разделяемого предлагаемым устройством по сравнению с устройством-прототипом. Для максимальных диаметров перерезаемых прутков можно записать

Практика показала, что может быть разработано устройство описанной выше конструкции, позволяющее увеличить силу реза в 1,5 2,2 раза.

И в первой и во второй конструкциях устройства для разделения материала место крепления каждого из дополнительных рычагов 4, 5 выполнено в виде двух щек, охватывающих конец соответствующего ему основного рычага 1, 2. В соосные отверстия, выполненные в основном и дополнительных рычагах, вставляется палец 9 с фиксатором 10, например, в виде подпружиненного управляющего шарика. Такое выполнение крепления позволяет быстро и легко устанавливать рычаги 4,5 на основные рычаги 1,2.

Таким образом, предложено устройство для разделения материала, позволяющее увеличить ход рабочих органов и усилие сжатия или реза.

Использование: изобретение относится к обработке материала давлением, а именно к устройствам для разделения материала, и может быть использовано, например, при производстве аварийно-спасательных работ. Сущность изобретения: устройство для разделения материала содержит два основных рычага 1, 2 с рабочими органами, расположенные симметрично относительно оси симметрии силового цилиндра 3 и с силовым цилиндром. Два съемных дополнительных рычага 4, 5 шарнирно соединены с соответствующими им основными рычагами 1, 2 и одними плечами шарнирно соединены между собой. Ось шарнирного соединения дополнительных рычагов 4, 5 между собой расположена на оси симметрии силового цилиндра 3, а рабочие органы расположены на соответствующих им дополнительных рычагах 4, 5. Ось шарнирного соединения каждого из дополнительных рычагов 4, 5 с соответствующим ему основным рычагом может быть расположена в его средней части, при этом ось шарнирного соединения дополнительных рычагов 4, 5 между собой расположена со стороны оси шарнирного соединения основных рычагов между собой. Также ось шарнирного соединения каждого из дополнительных рычагов 4,5 с соответствующими им основными рычагами 1,2 может быть расположена на его свободном плече, при этом ось шарнирного соединения дополнительных рычагов 4, 5 между собой расположена со стороны, противоположной оси шарнирного соединения основных рычагов 1,2 между собой. Шарнирные соединения дополнительных рычагов 4,5 с основными рычагами 1,2 выполнены легкоразъемными. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для разделения материала, содержащее два основных рычага с рабочими органами, расположенные симметрично относительно оси симметрии силового цилиндра и шарнирно связанные между собой и с силовым цилиндром, отличающееся тем, что оно снабжено двумя съемными дополнительными рычагами с рабочими органами, шарнирно соединенными с соответствующими основными рычагами, и одними плечами, шарнирно соединенными между собой, при этом ось шарнирного соединения дополнительных рычагов между собой расположена на оси симметрии силового цилиндра. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ось шарнирного соединения каждого из дополнительных рычагов с соответствующим ему основным рычагом расположена в средней его части, ось шарнирного соединения дополнительных рычагов между собой расположена со стороны шарнирного соединения основных рычагов между собой, а рабочие органы расположены на свободных плечах дополнительных рычагов. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ось шарнирного соединения каждого из дополнительных рычагов с соответствующим ему основным рычагом расположена на его свободном плече, ось шарнирного соединения дополнительных рычагов между собой расположена со стороны, противоположной оси шарнирного соединения основных рычагов между собой, а рабочие органы расположены на дополнительных рычагах вблизи оси их шарнирного соединения между собой. 4. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что шарнирные соединения дополнительных рычагов с основными выполнены легкоразъемными.