УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПЕРЕДВИЖНОГО ЭЛЕМЕНТА Российский патент 2020 года по МПК B23Q5/40 B23Q5/56 F16H25/20 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к передачам, содержащим винтовой механизм - передачу винт-гайка с ведущим винтом и ведомой гайкой.

Изобретение может быть использовано для поступательного перемещения части корпусной детали относительно неподвижной части, в приводах точных линейных перемещений, в подвижных системах приборов, в частности, для юстировки при стыковке-расстыковке частей деталей машин. Перекосы и смещения деталей передачи, возможные из-за неточностей изготовления и монтажа, а также за счет эксцентричного (по отношению к оси винта) приложения нагрузки к гайке, вызывают необходимость предусматривать свободу самоустанавливаемости гайки, обеспечивающей снижение сил «вредного» сопротивления, возникающих при работе устройства.

Известно устройство для передачи движения подвижному органу [патент РФ №2093337, МПК B23Q 5/56, опубл. 20.10.1997, бюл. №29] которое содержит винтовую пару, ходовой винт которой связан с неподвижным органом, а гайка вставлена в сквозное цилиндрическое отверстие вкладыша (промежуточного цилиндра) и выполнена в виде цилиндра с радиальным резьбовым отверстием под винт с возможностью поворота относительно оси указанного отверстия вкладыша, при этом вкладыш связан с подвижным органом и установлен с возможностью поворота относительно него.

В данном устройстве гайка выполнена со сферическими элементами на ее концах и вставлена в отверстие вкладыша, установленного в цилиндрической расточке подвижного органа, с возможностью скольжения сферических элементов гайки относительно поверхности цилиндрической расточки подвижного органа. При этом ось цилиндрической расточки подвижного органа перпендикулярна требуемому направлению перемещения подвижного органа, а вкладыш выполнен с возможностью смещения вдоль оси цилиндрической расточки подвижного органа и поворота относительно той же оси. В данном устройстве происходит самоустановка гайки, так как указанные смещения элементов устройства исключают заклинивание винта в резьбовом соединении пары винт-гайка при любом возможном расположении винта относительно цилиндрической направляющей.

Однако, недостаток данного устройства является то, что реализуемое с его помощью прямолинейное движение подвижного органа (например, по цилиндрической направляющей) может сопровождаться поворотом подвижного органа относительно оси направляющей, что не всегда допустимо. Кроме того, при непараллельности продольной оси винта требуемому направлению перемещения подвижного органа, подвижный орган может не совершить поступательное движение, взаимодействуя по меньшей мере с одной прямолинейной направляющей, что снижает работоспособность передачи (в частности, износостойкость).

Известно устройство для поступательного перемещения подвижного органа [патент РФ №2325986, МПК B23Q 5/56, F16H 25/00, опубл. 27.12.2007, бюл. №16], которое содержит винтовую пару, ходовой винт которой связан с неподвижным органом, а гайка вставлена в сквозное цилиндрическое отверстие вкладыша (промежуточного цилиндра) и выполнена в виде цилиндра с радиальным резьбовым отверстием под винт с возможностью поворота относительно оси указанного отверстия вкладыша, при этом вкладыш связан с подвижным органом и установлен с возможностью поворота относительно подвижного органа.

Данное устройство предназначено для перемещения подвижного органа по направляющим. Подвижный орган известного устройства взаимодействует, по меньшей мере, с одной прямолинейной направляющей. Вкладыш установлен в цилиндрической расточке подвижного органа, ось которой перпендикулярна направлению перемещения подвижного органа, и выполнен с возможностью смещения вдоль оси цилиндрической расточки и поворота относительно ее. Гайка выполнена с возможностью смещения вдоль оси отверстия вкладыша. Данное устройство выбрано в качестве прототипа, как наиболее близкое решение по технической сущности к заявляемому.

Известное устройство обеспечивает предотвращение зажима винта гайкой, уменьшает среднее контактное напряжение на рабочих поверхностях витков резьбы и гайки, а также снижает вращающий момент, прилагаемый к винту передачи винт-гайка.

Однако, недостатком известного устройства является ограниченность области применения. При необходимости соединения разъединения частей деталей машин существует ограниченность свободы перемещения подвижного органа относительно неподвижного. В этом случае потребуется увеличение рабочей зоны перемещения, что приведет к увеличению габаритов самого устройства (основания, на котором закреплена направляющая), так как величина перемещения подвижного органа ограничена внутренней полостью основания. Кроме того, данное устройство обладает относительно низкой работоспособностью при непараллельности продольной оси винта к требуемому направлению перемещения ввиду необходимости затрачивания дополнительного усилия для преодоления силы трения между направляющей и подвижным органом, а также невозможностью перемещения при перекосе винта и гайки в горизонтальном направлении.

Задачей заявляемого изобретения является создание устройства перемещения составных частей деталей машин относительно друг друга при их стыковке - расстыковке в широкой области применения.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является расширение области применения с обеспечением сохранения работоспособности передачи при непараллельности продольной оси винта винтового механизма к требуемому направлению перемещения составной части изделия, в том случае, когда необходимо произвести перемещение составных частей деталей машин относительно друг друга.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для перемещения передвижного элемента, содержащее винтовую пару, ходовой винт которой связан с неподвижным элементом, а гайка вставлена в сквозное цилиндрическое отверстие вкладыша и выполнена в виде цилиндра с радиальным резьбовым отверстием под винт с возможностью поворота относительно оси указанного отверстия вкладыша, при этом вкладыш установлен с возможностью поворота относительно передвижного элемента, согласно изобретению связь ходового винта с неподвижным элементом осуществлена через ось, которая вставлена в сквозное цилиндрическое отверстие введенного дополнительного вкладыша и выполнена в виде цилиндра с радиальным отверстием под конец винта с возможностью поворота относительно оси указанного отверстия дополнительного вкладыша, причем передвижной и неподвижный элементы выполнены каждый в виде кронштейна с двумя проушинами, при этом каждый из вкладышей имеющимися у него цилиндрическими выступами вставлен в отверстия проушин соответствующего кронштейна с возможностью поворота, а в основании каждого из кронштейнов имеются отверстия под крепежные элементы.

Осуществление связи ходового винта с неподвижным элементом через ось, которая вставлена в сквозное цилиндрическое отверстие введенного дополнительного вкладыша и выполнена в виде цилиндра с радиальным отверстием под конец винта с возможностью поворота относительно оси указанного отверстия дополнительного вкладыша, исключает возможность заклинивания винта при перемещении двух частей изделия относительно друг друга и обеспечивает работоспособность передачи при непараллельности продольной оси винта винтового механизма к требуемому направлению перемещения составной части изделия.

Выполнение передвижного и неподвижного элементов в виде кронштейна с двумя проушинами, при этом каждый из вкладышей имеющимся у него цилиндрическими выступами вставлен в отверстия проушин соответствующего кронштейна с возможностью поворота, обеспечивает надежное закрепление вкладышей в кронштейне и позволяет компенсировать несоосность двух кронштейнов относительно друг друга.

Наличие в основании каждого из кронштейнов отверстий под крепежные элементы дает возможность установить кронштейны на поверхность изделия.

С целью повышения работоспособности сопряженных поверхностей каждого вкладыша с соответствующей ему гайкой и осью, гайка и ось установлены каждая в соответствующем вкладыше посредством стопорного кольца.

Для расширения области применения при реализации установки устройства на изделия сферической или цилиндрической формы нижняя поверхность основания каждого кронштейна может быть выполнена вогнутой, а крепежные элементы оснащены сферической и конической шайбами, что обеспечивает компенсацию несоосности кронштейнов относительно частей перемещаемого груза.

С целью повышения износоустойчивости трущейся поверхности винтовой пары в гайку введена фторопластовая втулка с возможностью взаимодействия с резьбовой поверхностью винта.

Таким образом, совокупность всех изложенных выше признаков создает условия создания устройства для передачи перемещения составных частей изделия относительно друг друга при их стыковке-расстыковке в широкой области применения.

Наличие в заявляемом изобретении признаков, отличающих его от прототипа, позволяет считать его соответствующим условию «новизна».

Новые признаки, которые содержит отличительная часть формулы изобретения, не выявлены в технических решениях аналогичного назначения. На этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».

Изобретение иллюстрируется чертежами:

На фиг. 1 показан общий вид устройства перемещения (составные части изделия не показаны);

На фиг. 2 показан вид А на фиг. 1.

Устройство выполнено следующим образом.

Устройство для перемещения (фиг. 1-2) служит приспособлением для стыковки - расстыковки либо перемещения - частей изделия (не показано) при помощи винтового механизма - винтовой пары винт-гайка.

Устройство содержит передвижной элемент 1, установленный на перемещаемой части изделия (не показано). С неподвижным элементом 2 связан ходовой винт 3 винтовой пары, а гайка 4 вставлена в сквозное цилиндрическое отверстие 5 вкладыша 6, установленного с возможностью поворота относительно передвижного элемента 1, и выполнена в виде цилиндра с радиальным резьбовым отверстием 7 под ходовой винт 3 с возможностью поворота относительно оси отверстия 5.

Ходовой винт 3 связан с неподвижным элементом 2 через ось 8, которая вставлена в сквозное цилиндрическое отверстие 9 введенного дополнительного вкладыша 10 и выполнена в виде цилиндра с радиальным отверстием 11 под гладкий конец винта 3 с возможностью поворота относительно оси отверстия 9. Гладкий конец винта 3 надежно зафиксирован от продольного перемещения относительно оси 8 с помощью двух шайб 12, 13 и штифта 14.

Прикрепляемые к составным частям изделия (не показано) передвижной 1 и неподвижный 2 элементы выполнены каждый в виде кронштейна с отверстиями 15 в основании под крепежные элементы 16. Каждый кронштейн 1, 2 содержит по две проушины 17, в отверстия 18 которых с возможностью поворота вставлены имеющимися торцевыми цилиндрическими выступами 19 вкладыши 6, 10 соответственно.

В отверстия 5, 9 гайка 4 и ось 8 установлены посредством стопорного кольца 20. С целью повышения износоустойчивости трущейся поверхности винтовой пары в гайку 4 может быть введена фторопластовая втулка 21 с возможностью взаимодействия с резьбовой поверхностью ходового винта 3.

Нижняя поверхность основания каждого кронштейна 1, 2 может быть выполнена плоской или вогнутой в зависимости от формы сопрягаемой с ней поверхности составной части изделия. При необходимости передвижения составной части изделия, имеющей цилиндрическую форму, крепежный элемент 16 оснащают сферической 22 и конической 23 шайбами, компенсирующими несоосность кронштейнов 1, 2 с изделием. При этом на резьбовую часть каждого крепежного элемента 16 устанавливают дополнительную шайбу 24, препятствующую выпадению крепежного элемента 16 из отверстия 15.

Для удобства пользования свободный конец винта 3 может быть выполнен любой формы (квадрат, шестигранник, цилиндр и т.д.).

Устройство работает следующим образом.

Кронштейны 1, 2 закрепляют на составных частях изделия (не показано) при помощи винтов 16. Кронштейн 2 прикрепляют на неподвижную часть изделия, а кронштейн 1 закрепляют к части изделия, которую необходимо переместить в нужном направлении на определенное расстояние от неподвижной части. Так же можно установить кронштейн 1 на неподвижную часть, а кронштейн 2 - на подвижную часть изделия.

При вращении винта 3, например, с помощью трещоточного ключа (не показано) гайке 4 передается поступательное движение вдоль оси винта 3, а от гайки 4 через вкладыш 6 - передвижному элементу 1.

В случае возникновения перекоса в устройстве, когда ось винта 3 непараллельна оси к требуемому направлению перемещения составной части изделия, его компенсация обеспечивается за счет возможности смещения, а именно, поворота вкладышей 6, 10 и поворота оси 8 и гайки 4 внутри самих вкладышей 10, 6.

Указанные смещения элементов устройства исключают заклинивание винта 3 в резьбовом соединении пары винт-гайка при любом возможном расположении винта относительно кронштейнов 1,2.

Таким образом, достигается технический результат, а именно сохранение работоспособности передачи при непараллельной продольной оси винта винтового механизма к требуемому направлению перемещения составной части изделия

На предприятии был изготовлен опытный образец, который подтвердил работоспособность заявляемого устройства. Указанное устройство может быть использовано в военной и гражданской техники для плавного и точного перемещения составной части изделия относительно неподвижной части.

Итак, представленные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:

- устройство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для поступательного перемещения части корпусной детали относительно неподвижной части;

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для расширения области применения с обеспечением сохранения работоспособности передачи винт-гайка при непараллельности продольной оси винта винтового механизма к требуемому направлению перемещения составной части изделия;

- для заявляемого устройства в том виде, в котором оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

Изобретение относится к машиностроению, а именно к передачам винт-гайка с ведущим винтом и ведомой гайкой. Устройство содержит винтовую пару, ходовой винт которой связан с неподвижным элементом. Гайка с возможностью поворота вставлена в сквозное цилиндрическое отверстие вкладыша и выполнена в виде цилиндра с радиальным резьбовым отверстием под винт. Вкладыш установлен с возможностью поворота относительно передвижного элемента. Ходовой винт связан с неподвижным элементом посредством оси, которая вставлена с возможностью поворота в сквозное цилиндрическое отверстие дополнительного вкладыша и выполнена в виде цилиндра с радиальным отверстием под конец винта. Передвижной и неподвижный элементы выполнены в виде кронштейна с двумя проушинами. Каждый из вкладышей имеющимися у него цилиндрическими выступами вставлен в отверстия проушин соответствующего кронштейна с возможностью поворота. В результате обеспечивается расширение области применения устройства с обеспечением сохранения его работоспособности при непараллельности продольной оси винта к требуемому направлению перемещения передвижного элемента. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для перемещения передвижного элемента, содержащее винтовую пару, ходовой винт которой связан с неподвижным элементом, а гайка выполнена в виде цилиндра с радиальным сквозным отверстием под винт и вставлена в сквозное цилиндрическое отверстие вкладыша с возможностью поворота относительно оси указанного отверстия, при этом вкладыш установлен с возможностью поворота относительно передвижного элемента, отличающееся тем, что ходовой винт связан с неподвижным элементом посредством оси, которая выполнена в виде цилиндра с радиальным отверстием под конец винта и вставлена в сквозное цилиндрическое отверстие дополнительного вкладыша с возможностью поворота относительно оси указанного отверстия, причем каждый из передвижного и неподвижного элементов выполнен в виде кронштейна с двумя проушинами, каждый из вкладышей выполнен с цилиндрическими выступами, посредством которых он вставлен в отверстия проушин соответствующего кронштейна с возможностью поворота, а в основании каждого из кронштейнов выполнены отверстия под крепежные элементы.

2. Устройство по п. 1 отличающееся тем, что гайка и ось установлены каждая в соответствующем вкладыше посредством стопорного кольца.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что нижняя поверхность основания каждого кронштейна выполнена вогнутой, а крепежные элементы снабжены сферической и конической шайбами.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что гайка снабжена фторопластовой втулкой, имеющей возможность взаимодействия с резьбовой поверхностью винта.