ИМПУЛЬСНЫЙ ВРАЩАТЕЛЬ ПРИВОДА РАБОЧЕГО ОРГАНА МАШИН Российский патент 2016 года по МПК F16H35/02 E21C31/04 H01C17/24 

Изобретение относится к приводам машин с вращающимся рабочим органом по разрушению, перемешиванию, транспортировке и т.п. материалов.

Известны импульсные вращатели с кинематическим возбуждением крутильных колебаний (патент РФ №2413829, МПК E21B 3/02, E21B 6/06, опубл. 10.03.2011. Бюл №7; патент РФ №2413830, МПК E21B 3/02, E21B 6/06, опубл. 10.03.2011. Бюл №7) и динамическим возбуждением крутильных колебаний (а.с. №309474, М. кл. B65G 33/38, опубл. 24.05.1972. Бюл №17; а.с. №1465376, МПК B65G 23/34, опубл. 15.03.89. Бюл №10; патент РФ №2333306, МПК E01C 19/23, B06B 1/00, опубл. 10.09.2008. Бюл. №25; а.с. СССР №1810914, МПК H01C 17/24, опубл. 23.04.93. Бюл. №15).

Недостатком этих конструкций являются дополнительные нагрузки в кинематических парах при наложении крутильных колебаний на весь рабочий орган, потери на трение и нагрев в узлах устройства, значительные нежелательные нагрузки при холостом ходе возбудителя колебаний, повышенная энергоемкость технологического процесса.

Известен также привод вращения для нарезки резисторов (а.с. №4810914 М, кл. H01C 17/24, опубл. 23.04.93. Бюл №15) выбранный в качестве прототипа, содержащий устройство периодического включения возбудителя крутильных колебаний.

Равномерное вращение ведомого вала рабочего органа суммируются с импульсами динамического возбуждения при необходимости динамического воздействия на обрабатываемый материал. В этом случае энергопотребление возбудителем крутильных колебаний сокращается, уменьшаются изнашивание кинематических пар и отрицательные импульсы.

Недостатком известной конструкции является избыточное потребление энергии динамического привода на колебание всего рабочего органа, в то время как технологическая потребность импульсного воздействия может быть сокращена. Вся масса рабочего органа, совершающего крутильные колебания, увеличивает металлоемкость устройства, создает дополнительные отрицательные нагрузки при холостом ходе механизма возмущения колебаний и снижает долговечность работы привода.

В заявленном изобретении поставлена задача создания долговечной энергосберегающей конструкции рационально использующей импульсы крутильных колебаний.

Технический результат, получаемый в процессе реализации данного изобретения, является повышение экономичности, надежности и долговечность импульсного вращателя, за счет снижения потребления мощности на возбуждение колебаний и отрицательный импульс.

Указанный технический результат достигается тем, что импульсный вращатель привода рабочего органа машины на выходе имеет два вала: один вал совершает равномерное вращение, второй вал вращается синхронно с первым и на него наложены крутильные колебания. Элементы рабочего органа вала с крутильными колебаниями соприкасаются с частью обрабатываемого материала и расположены таким образом, что объем материала. обработанный каждым импульсом, обеспечивает в совокупности обработку всего объема материала. Это позволяет, например, при сверлении материала ограничить поверхность динамического воздействия и снизить энергозатраты. Кроме того, уменьшение металлоемкости возбудителя крутильных колебаний и эксцентрично расположенные массы сокращают отрицательное действие холостого хода при колебании; или, например, при шнековой транспортировке, где заменяются колебания поверхности всего шнека, равномерно распределенными пластинами. При этом поверхность шнека взаимодействует на ту часть обрабатываемого материала, которая соприкасается с поверхностью шнека, не влияя на далеко расположенный материал, а вибровоздействие специально выполненного вала позволяет разместить элементы вибратора в оптимальном месте. Аналогично, более рационально может использоваться колебание второго вала в механических смесителях и т.п.

На фигуре изображена схема импульсного вращателя привода рабочего органа машины в двух проекциях с сечением I-I.

Изобретение поясняется чертежом в двух проекциях и содержит ведущий вал 1 с солнечным колесом, сателлит 2 с эксцентрично расположенной массой 3, водило 4, вал 5 привода крутильных колебаний, сателлит 6, водило 7, вал 8 равномерного вращения, окна 9 вала, упругий элемент 10.

Работает устройство следующим образом

При вращении вал 1 с солнечным колесом, сателлиты 2 и 6 обкатываются вокруг солнечного колеса планетарного редуктора. Два сателлита 2 расположены на одном водиле 4 и за счет сил энергии вращения масс 3 создают крутильные колебания через водило 4 вала 5 рабочего органа машины. Два сателлита 6, расположенные на другом водиле 7, передают равномерное вращение валу 8, имеющему окна 9 для оптимального движения водила 4. Водило 4 имеет упругую связь 10.

Во время дальнейшего движения вал 8 будет равномерно вращаться, а вал 5 совершает крутильные колебания.

Предложенное устройство позволяет создавать крутильные колебания вала и передавать их оптимально расположенному элементу рабочего органа этого вала и одновременно с этим равномерное вращение второму валу. Этим достигается максимальная эффективность привода крутильных колебаний, повышая долговечность и надежность привода рабочего органа машин.

Сопоставимый анализ заявленного изобретения показал, что совокупность существующих признаков заявленного импульсного вращателя привода рабочего органа машины не известна из уровня техники, а значит, соответствует условию патентоспособности «Новизна».

В уровне техники не было выявлено признаков, совпадающих с отличительными признаками заявленного изобретения и влияющих на достижение заявленного технического результата, поэтому заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «Изобретательский уровень».

Приведенные сведения подтверждают возможность применения заявленного импульсного вращателя привода рабочего органа машин с вращающимся рабочим органом по разрушению, шнековой транспортировке, перемешиванию материалов и поэтому соответствует условию патентоспособности «Промышленная применимость».

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к приводам машин с вращающимся рабочим органом. Импульсный вращатель привода рабочего органа машины на выходе имеет два вала: один вал совершает равномерное вращение, второй вал вращается синхронно с первым и на него наложены крутильные колебания. Устройство содержит ведущий вал, солнечное колесо, сателлиты, водило, вал привода крутильных колебаний, вал равномерного вращения, упругий элемент. Достигается повышение экономичности, надежности и долговечности. 1 ил.

Импульсный вращатель привода рабочего органа машин, содержащий привод вращения, ведущий и ведомый валы, эксцентрично расположенные массы на сателлитах, отличающиеся тем, что ведомый вал рабочего органа состоит из двух валов, при этом один вал совершает равномерное вращение, а второй вал вращается с наложением крутильных колебаний.