Ограничитель вращения Советский патент 1984 года по МПК G05G5/00 

00

ю

30

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в механических системах управления и автоматического регулирования для, механического ограничения поворота на границах рабочего угла подвижного элемента

По основному авт.св. № 382084 известен ограничитель вращения, содержащий втулку, с расположенным внутри нее валиком, втулка и валик выполнены с пересекающимися паэами, в месте пересечения koTOpHix установлен шарик Cl3Недостатком известного ограничителя вращения является то, что При повороте объектов большой массы в нем развиваются значительные по величине динамические ударные нагрузки в момент соприкосновения шарика с упором,- ограничивающим вращение.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик

Поставленная цель достигается тем, .что в ограничителе установлены соосная основной втулке дополнительная втулка, стакан, в котором концентрично с возможностью вращения размещены втулки гидравлические катаракты, состоящие из гидравлических камерj размещенных на противоположных концах стакана, не подвижных упоров, размещенных в гидравлических камерах катарактов, и упоров, размещенных на втулках в гидравлических камерах катарактов между неподвижными упорами, причем . цилиндрические поверхности втулок между упорами выполнены эксцентричными, а также торсион, выполненный в виде открытого цилиндра с двусторонними в поперечной плоскости радиальными прорезями, соседние пары которых расположены во взаимно пер. пендикулярных плоскостях, и закрепленный периферийными -участкаьда цилиндра на втулках внутри стакана.

На фиг.1 изображен предложенный ограничитель вращения, продЬльный разрез; на фиг.2 -4 - то же, поперечный разрез; на фиг.5 - торсион, примененный в данном ограничителе вращения ,(фиг.2-5 даны в увеличенном масштабе по отношению к фиг.1}.

Ограничитель вращения содержит основную втулку 1 с расположенным внутри нее валиком 2, втулка 1 выч полнена.с пазом 3, а валик 2 - с винтовым пазом 4, в Mecfe пересечения которых установлен шарик 5, на валике 2 установлены две шпонки б и 7 (шпонка 7 расположена с обратной стороны валика и поэтому изображена пунктиром), ограничивающие перемещение шарика 5, дополнительная втулка Ь, соосно установ- т ленная с втулкой 1, имеет паз 9 иден , тичный пазу 3. Пазы 3 и 9 расположены соосно. Стакан 10, .внутри которого расположены с возможностью 5 вращения втулки, 1 и 8, два лопастных гидравлических катаракта 11 и 12, неподвижные упоры 13 и 14 которых соответственно выполнены на противоположных концах стакана 10, 0 а взаимодействующие с ними подвижные упоры (лопасти) 15 и 16 - на втулках 1 и 8 соответственно, цилиндрические поверхности 17 и 18 втулок 1 и 8 соответственно, распо5 ложенные между лопастями 15 и 16 гидравлическихкатарактов 11 и 12, соответственно выполнены эксцентричными (для наглядности см. разницу между зазорами сГ и d , а также с/ и S); ограничитель вращения снабжен торсионом 19, выполненным в виде открытого тонкостенного-цилиндра с двусторонними в поперечной плоскости радиальными прорезями 20 и 21, 22 и 23, соседние пары которых расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях (фиг.1, 4 и 5, изображено графически), торсион .19 закреплен противоположными своими концами на втулках 1 и 8 при помощи шпонок 24 и 25.

Ограничитель вращения работает с-дедующим образом.

При вращении валика 2 шарик 5 перемещается одновременно по пазу 3 втулки 1 и пазу 4 валика 2 или пазу 9 втулки 8 и пазу 4., При перемещении шарика в одну из крайних точек винтового паза 4 при соприкос новении со шпонкой 6 шарик ограничивает движение в ту же сторону валика 2, но совершенно не препятствует реверсу, который может быть осущестален до перемещения шарика 5 в противоположное крайнее прложение паза 4, т.е. до соприкосновения со шпонкой 7. Этот режим работы ограничителя вращения происходит в том слзгчае, когда присоединенный к валику 2 поворачиваемый объект имеет малую массу или же малую скорость углового вращения, т.е. тогда, когда при соприкосновении шарика 5 со шпонками б и 7 не возникает динамических ударных нагрузок. Шпонки б и 7 устанавливаются в гнезда, которые тем самым точно определяют положение точек ограничения угла поворота. Торсион 19 уста7 новлен с предварительной закруткой таким образом, чтобы лопасти 15 катаракты 11 были прижаты к его неподвижным упорам 14, что обеспечивает совмещение пазов .3 и 9 во втулках 1 и 8.

Отсюда очевидно, что описанный 5 режим работы предложенного ограничителя вращения полностью соответствует режиму работы известного ограничителя вращения.

Рассмотрим режим работы предлэженного ограничителя врёицения, когда к валику 2 через зубчатую передачу подсоединен имеющий большую массу объект с большой скоростью углового вращения.

В этом случае валик 2 вращается, например,, по часовой стрелке (фиг.2) до техпор, пока шарик 5 не соприкоснется со шпонкой б, после чего втулка 1 поворачивается также по часовой стрелке, одновременно преодолевая сопротивление торсиона 19 и закручивая его, и лопасти 15 гидравлического катаракта 11 поворачиваются по часовой стрелке, до соприкосновения с упорами 13, а рабочая жидкость, заполняющая катаракт-, переходит в образовавшиеся при перемещении лопастей 15 полости через три зазора, которые в начальт ный момент поворота имеют величину, if.f а в конечный - d за счет эксцентриковых поверхностей 17.

Поскольку переход жидкости через уменьшающийся при повороте зазор требует плавно возрастающего усилия, а также требуется возрастающее усилие, чтобы закрутить торсион 19 на полный рабочий угол, то к моменту соприкосновения лопастей 15 катаракта после-их поворота с упорами 13 энергия динс1мического удара полностью поглощена (погашена), т.е. вращаемый объект, присоединенный к Валику 2, плавно тормозится до полной остановки.

При вращении валика 2 в противоположном направлении шарик 5 отходит от шпонки 6 и торсион 19, раскруЧиваясь, плавно поскольку препятствует жидкость в. катаракте, возвращает лопасти 15 в исходное положение (фиг.2) и одновременно совмещает пазы 3 и 9 для прохождения через них шарика.

При этом следует соблюдать условие, чтобы скорость вращения ваЛика 2, число винтов винтового паза на нем и жесткость торсиона 19 были выбраны оптимально и обеспечивали прохождение шарика 5 из паза 3 втулки 1 в паз 9 втулки 8.

Во время всего этого процесса втулка 8 остается неподвижной, поскольку торсион 19 прижимает Лопасти 16 ее гидравлического катаракта 12 к упорам 14.

При дальнейшем вращении валика 2 против часовой стрелки (фиг.З) шарик 5, перемещаясь по пазам 4,3 и 9, достигает шпонки 7 - процесс погашения энергии динамического удара

0 в этом случае аналогичен описанному. Торсион 19 закручивается в противоположную сторону,оставляя тем самым неподвижным втулку 1, а втулка 8 с лопастями 16 поворачивается про5тив часовой стрелки, поглощая энергию динамического удара..

Из указанного очевидно, что предложенньай ограничитель вращения имеет более высокие эксплуатацион0ные характеристики, так как наряду с режимом работы, который имеет известное устройство, предлагаемое осуществляет возможность поглсяцения энергии вращающейся массы в момент ее удара об упор.

5

На основании изложенного можно сделать вывод, что в результате снабжения известного ограничителя вращения дополнительной втулкой,аналогичной имевшейся и соосно ей

0 установленной стаканом, внутри которого расположены с возможностью вращения эти втулки, двумя лопастными гидравлическими катарактами, неподвижные упоры котЬрыХ выполнены

5 на противоположных концах стакана, а взаимодействующие с ними подвижные упоры (лопасти) - на втулках, .выполнения поверхностей втулок, расположенных между подвижными

0 упорами (лопастями)катарактов эксцентричными, снабжения торсионом, выполненным в виде открытого тонкостенного цилиндра с двусторонними в поперечной плоскости радиальными

5 прорезями, соредние пары которых, расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, и закрепленным противоположными своими концами на втулках Получен ограничитель вращения, обладающий более высокими

0 эксплуатационными характеристиками, заключающимися в возможности осуществления поглощения энергии динамического удара в крайних положениях ограничителя.фиг.З

2t

23

, ОГРАНИЧИТЕЛЬ ВРАЩЕНИЯ по авт.св. 382084, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик ограничителя, в нем установлены соосная основной втулке дополнительная втулка, стакан, в котором концентрично с возможностью врсццения размещены втулки, гидравличес- кие катаракты, состоящие из гидравлических камер, размещенных на противоположных концах стакана, неподвижных упоров, размещенных в гидравлических камерах катарактов, и упоров, ра.змещенных на втулках в гидравлических камерах катарактов между неподвижными упорами, причем цилиндрические поверхности втулок между упорйми выполнены экс-, центричньйми,. а также торсион, выполненный в виде открытого цилиндра с двусторонними в поперечной плоскости радиальными прорезями, соседние пары которых расположены во взаимно перпендикулярных плоское- д тях, и закрепленный периферийными S участками цилиндра на втулках внут(Л ри стЪкана.

21

фиг. 5