Нагружающее устройство Российский патент 2017 года по МПК G01M13/02 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для создания тянущих или толкающих усилий в силовых цепях испытательных стендов, тарировки датчиков силы, испытания материалов и изделий на прочность, в качестве силовых приводов исполнительных механизмов, при наличии концевых упоров - в качестве домкрата, а при встраивании в силовую раму - в качестве пресса.

В испытательной технике наиболее распространены нагружающие устройства с гидравлическим приводом - гидравлические силовозбудители, заменяемые более прогрессивными нагружающими устройствами с электрическим приводом - электрическими силовозбудителями.

Известны нагружающие устройства с электрическим приводом, например устройство по а.с. №2065593 от 08.06.1993 г. по заявке 93029135/28, кл. МКИ G01M 13/02.

Ближайшим по технической сущности является «Нагружающее устройство» по заявке №2009137044, от 06.10.2009 г., кл. МКИ G01M 13/02, патент №2410660 от 27.01.2011 г., содержащее привод, корпус с крышкой, выполненной с полым валом, установленный в крышке шестеренчатый редуктор, малая шестерня которого установлена на валу привода, а большая - на полом валу крышки, винтовую передачу, установленную в полом валу крышки, волновой редуктор, жесткое колесо которого скреплено с корпусом, а гибкое колесо - с винтом винтовой передачи, и генератор волн деформаций, соединенный с большой шестерней шестеренчатого редуктора, причем гайка винтовой передачи в виде пиноли связана с крышкой посредством шпоночного соединения, и упорный подшипник, отличающееся тем, что устройство снабжено второй крышкой с резьбовым отверстием, цилиндром, торец которого выполнен с радиальными пазами, упорной гайкой и штифтами, при этом фланец с отверстиями гибкого колеса волновой передачи и фланец с отверстиями винта винтовой передачи соединены с цилиндром посредством штифтов, установленных в отверстиях фланцев и в радиальных пазах торца цилиндра, связанного с корпусом, упорной гайкой и второй крышкой упорным подшипником.

Недостатком устройств с гидравлическим приводом и устройств с электрическим приводом, используемых в силовых цепях испытательных стендов, является малая величина хода штока в гидравлическом приводе и хода пиноли в электрическом приводе.

К недостаткам устройства по а.с. №2065593 и устройства патент №2410660 следует также отнести сложность конструкции и сложность изготовления входящих в эти устройства деталей.

Задачей настоящего изобретения является значительное увеличение подвижной составляющей привода - величины хода пиноли и упрощение конструкции нагружающего устройства патент №2410660.

Поставленная задача достигается тем, что винт винтовой передачи выполнен двухсторонним, снабженным второй гайкой в виде пиноли, связанной со второй крышкой посредством шпоночного соединения, а фланец винта установлен между корпусом и второй крышкой с возможностью вращения.

На фиг. 1 изображено нагружающее устройство.

Нагружающее устройство содержит корпус 1 с крышкой 2, имеющей полый вал, и второй крышкой 3. Внутри крышки 2 расположен шестеренчатый редуктор 4, 5. Привод 6 в виде электродвигателя, установленный на крышке 2, снабжен малой шестерней 4. Большая шестерня 5 установлена на полом валу крышки 2 при помощи подшипника 7.

Внутри корпуса 1 расположен волновой редуктор 8÷11. Редуктор содержит жесткое зубчатое колесо 8, неподвижно закрепленное между корпусом 1 и крышкой 2, гибкое зубчатое колесо 9, генератор волн деформаций 10 овальной формы с насаженным на него подшипником 11.

Внутри корпуса 1, крышек 2, 3 и внутри волнового редуктора соосно с ними расположена винтовая передача с двухсторонним винтом 12 и пинолями 13, 14.

Вдоль наружных поверхностей пинолей выполнены шпоночные пазы 15, 16 с установленными в них шпонками 17, 18, закрепленными в крышках корпуса 2, 3. Фланец винта 12, с закрепленным на нем фланцем гибкого зубчатого колеса 9, установлен между корпусом 1 и крышкой 3 с возможностью вращения. Большая шестерня 5 соединена с генератором волн деформаций 10 штифтами 19. Для присоединения к внешней силовой цепи наружные концы пинолей снабжены отверстиями с резьбой.

Нагружающее устройство работает следующим образом. При включении привода 6 вращение его вала передается шестернями 4 и 5 генератору волн деформаций 10. Вращающийся генератор волн деформаций за счет овальной формы наружной поверхности создает в гибком зубчатом колесе 9 бегущую волну деформаций, которая из-за разности в числах зубьев гибкого колеса 9 и жесткого колеса 8 приводит к волновому преобразованию вращательного движения с большим коэффициентом редукции. Полученное замедленное вращательное движение гибкого колеса 9, соединенного своим фланцем с фланцем винта 12, преобразуется в винтовой передаче в поступательное перемещение пинолей 13 и 14, при этом закрепленные в крышках 2 и 3 шпонки 17 и 18 скользят в пазах 15 и 16 пинолей. В зависимости от полярности напряжения питания электродвигателя 6 пиноли 15 и 16 выдвигаются или утапливаются, так как левая и правая стороны винта выполнены с левосторонней и правосторонней резьбой. Перемещение пинолей 13 и 14 приводит к изменению длины нагружающего устройства и при наличии внешней замкнутой силовой цепи в ней создается силовая нагрузка. Для сохранения созданного усилия при отключении электропитания привода винтовая передача выполнена самотормозящейся.

По сравнению с прототипом предлагаемое нагружающее устройство имеет следующие технико-экономические преимущества.

Значительно увеличивается подвижная составляющая привода - суммарная величина хода пинолей.

Значительно упрощается конструкция нагружающего устройства и удешевляется его изготовление.

Уменьшается вес и габариты нагружающего устройства.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для создания тянущих и толкающих усилий в силовых цепях испытательных стендов, для тарировки датчиков силы, испытания материалов на прочность, в качестве приводов исполнительных механизмов, в качестве домкратов и прессов. Устройство содержит привод, корпус с крышкой, выполненной с полым валом, установленный в крышке шестеренчатый редуктор, малая шестерня которого установлена на валу привода, а большая - на полом валу крышки, винтовую передачу, установленную в полом валу крышки, волновой редуктор, жесткое колесо которого скреплено с корпусом, а гибкое колесо - с винтом винтовой передачи, и генератор волн деформаций, соединенный с большой шестерней шестеренчатого редуктора. Гайка винтовой передачи в виде пиноли связана с крышкой посредством шпоночного соединения. Винт винтовой передачи выполнен двухсторонним, снабженным второй гайкой в виде пиноли, связанной со второй крышкой посредством шпоночного соединения, а фланец винта установлен между корпусом и второй крышкой с возможностью вращения. Технический результат заключается в упрощении конструкции, уменьшении веса конструкции, увеличении хода пинолей. 1 ил.

Нагружающее устройство, содержащее привод, корпус с крышкой, выполненной с полым валом, установленный в крышке шестеренчатый редуктор, малая шестерня которого установлена на валу привода, а большая - на полом валу крышки, винтовую передачу, установленную в полом валу крышки, волновой редуктор, жесткое колесо которого скреплено с корпусом, а гибкое колесо - с винтом винтовой передачи, и генератор волн деформаций, соединенный с большой шестерней шестеренчатого редуктора, причем гайка винтовой передачи в виде пиноли связана с крышкой посредством шпоночного соединения, отличающееся тем, что винт винтовой передачи выполнен двухсторонним, снабженным второй гайкой в виде пиноли, связанной со второй крышкой посредством шпоночного соединения, а фланец винта установлен между корпусом и второй крышкой с возможностью вращения.