Эксцентриковый кривошипно-шатунный механизм с регулируемым ходом ползуна Советский патент 1991 года по МПК F04B9/04 F16H21/18 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к механизмам преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное с регулируемой длиной хода ползуна, и может быть использовано для дистанционного регулирования насосов для перекачивания вязких и абразиво- содержащих жидкостей.

Целью изобретения является повышение точности и надежности путем дистанци- онного контролируемого углового взаимною смещения эксцентриковых вала и втулки и возможности встраивания в автоматизированные системы.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема механизма; на фиг. 2 - схема питания электропривода; на фиг. 3 - схема силового блока питания и блока управления; на фиг. 4 - схема блока управления с шаговым искателем; на фиг. 5 - 1ариант исполнения механизма; на фиг. 6 - схема питания электропривода; на фиг. 7 - схема питания блока управления и эпектромагнитной муфты; на фиг. 8 - реостатная следящая система механизма.

Механизм содержит корпус 1, размещенные в нем электропривод 2 с выходным валом 3 и ведущей звездочкой 4, ползун 5, совершающий возвратно-поступательное движение в направляющей втупке 6, соединенной с корпусом 1. Кривошип, выполненный в виде эксцентрикового вала 7, установленного в корпусе 1 на подшипниках 8, и размещенной на нем эксцентриковой втулки 9. Механизм включает шатун 10, шарнирно связанный одним концом с ползуном 5, другим - с эксцентриковой втулкой

9, муфту 11 сцепления, механическую передачу 12, механизм 13 регулировки хода ползуна 5, установленный на эксцентриковом валу 7, СИЛОЕЮЙ блок 14 питания, дистанционный блок 15 управления с задатчиком 16

хода ползуна 5.

Механизм снабжен электрически связанным с блоком 15 управления узлом 17 контроля относительного углового смещения эксцентриковых вала 7 и втулки 9, закрепленным в эксцентриковой втулке 9 пальцем 18, шаговым искателем 19, размещенным в блоке 15 управления.

Механизм 13 регулировки хода ползуна 5 выполнен в виде установленной на эксцентриковом валу 7 поворотной втулки 20 с ведомой звездочкой 21 и радиальным пазом 22, взаимодействующим с пальцем 18. Муфта 11 сцепления размещена на звездочке21 и выполнена в виде храпового механизма с

колесом 23 и собачкой 24. Механическая передача 12 выполнена цепной, передающей вращение с ведущей звездочки 4 выходного вала 3 электропривода 3 на ведомую звездочку 21. Узел 17 контроля выполнен в виде размещенных на корпусе 1 бесконтактных датчиков 25, взаимодейству- ющих с ними пластин 26 и 27, установленных на эксцентриковом валу 7 и храповом

колесе 23. Бесконтактные датчики 25 по средством шагового искателя 19 электрически связаны с за/датчиком 16 хода по/ зуна 5. На свободном конце эксцентрикового вала установлено колесо 28 храпового останова. Работой электропривода 2 управляют магнитные пускатели 29 - 32, которые коммутируются кнопками 33 - 36. Блок 15 управления содержит реле 37 (контакторы ЗЯ - 40); 41 (42- 44); 45 (46 18);49 (50), 51 (52, 53); 54 (55, 56): 57 (58); 59 (60) бесконтактные выключатели 61 и 62 датчика 25, выпрями тель 63 постоянного тока; резисторы 64 67; конденсаторы 68 - 70.

Вариант иного исполнения механизма приведен на фиг. 5.} а эксцентриковом валу

7с помошыо шпоночного соединения закреплена муфта 11 сцепления.выполненная электромагнитной фрикционной с катушкой 71 электромагнита 72, пакетом наружных 73 и внутренних 74 фрикционных дисков и якорем 75. МуФта 11 запитыоается постояным током, который подводится от блока 15 управления через контактное кольцо 76, соединенное с одним выводом катушкч 71 (второй вывод соединяется на корпус электромагнита 72).

Наружные фрикционные диски 73 связаны с возможностью пероемещения по шпоночному соединению с эксцентриковой втулкой S, а внутренние диски 74 - с муфтой 11. Узел 17 контроля механизма выполнен в виде электрически связанной с блоком 15 управления следящей реостатной системы.

8торцовой части эксцентричной втулки 9 установлен токосъемник 77 с контактными кольцами 78, электрически связанными с угловым шагом 120° обмотки наружного кольца 79 кольцевого потенциометра 80 В торцовой части эксцентрикового вала 7 установлено внутреннее кольцо 81 потенциометра 80 с короткозамкнутыми контактными ламелями 82. Токосъемныо щетки 83 установлены на корпусе 1 для электрической связи потенциометра 80 с блоком 15 управления, оснащенного стрелкой-указателем 84 относительного углового смещения эксцентриковых вала 7 и втулки 9. Муф-а 11 включается в сеть через согласующий трансформатор 85, выпрямитель 86 с фильтром 87. Блок 15 управления содержит также реле 88 времени с контактами 89, магнитный пускатель 90 с контакторами 91, резистор 92, источник 93 постоянного тока, кольцевой потенциометр 94 с ламелями 95, усилитель 96, серводвигатель 97, механическую передачу 98.

Механизм работает следующим образом.

При нажатии кнопок выполняются следующие команды: кнопка 33 включает пус- к а т е л... 29 и электрическую схему механизма, кнопка 35 срочная остановка 5 электропривода 2 при аварийных ситуациях, кноп}- я 36 - переход на установочную частоту вращения .электропривода 2, вращение последнего до исходного положения и его остановка, кнопка 34 - переход на уста0 новочную частоту вращения обратного хода (реверс), вращение электропривода 2 до положения, определяемого задзгчиком 16 хода ползуна 5, реверс и вращение электропривода 2 с номинальной частотой

5 вращения.

При нажатии кнопки 36 срабатывает и самоблокируется контактами 38 реле 37, включающее контактами 40 пускатель 2. Контакты 39 отключают реле 41. Одновре0 менно от импульса зарядного тока кратковременно срабатывает реле 49, отключающее реле 41 контактами 50. Таким образом, прекращается действие всех предыдущих команд. Статор электропривода 2

5 обтекается переменным током меньше номинального, так как в каждую фазу включен ограничивающий резистор 65 Кроме того, статор обтекается постоянным током через выпрямитель 63 и резистор 64. Этот ток со0 здэлт тормозной момент и выходной вал 3 электропривода 2 вращается с установочной частотой вращения, пока металлическая пластина 26 нз войдет в чувствительную зону бесконтактного выключателя 61 датчика

5 25. Вследствие этого срабатывает реле 57 и отключает контактами реле 37 и пускатель 30. Электропривод 2 останавливается в исходном положении.

При нажатии кнопки 34 срабатывает ре0 ле41 самоблокируется контактами 42 и контактами 44 включает пускатель 31, контакты 43 подготавливают к работе цепь обмотки шагового искателя 19. Одновременно им- пульсно срабатывает реле 51, отменяя кон5 тактами 52 и 53 действие предыдущих команд. Пускатель 31 обеспечивает реверс электропривода 2 с настроечной частотой вращения. При этом вращается вместе с выходным валом 3 несущим 24 металлические

0 пластины 27, взаимодействующие с бесконтактным выключателем 62 датчика 25, Каждая пластина, входя в чувствительную зону бесконтактного выключателя 62, приводит к срабатыванию реле 59. Последнее контакта5 ми 60 замыкает электрическую цепь обмотки шагового искателя 19, движение подвижного элемента которого по своему контактному полю продолжается, пока не замкнется, соединяя контакт переключателя 33, выполняющего роль задатчика хода

ползуна 5, с соответствующей ламелью кон1актного поля 19 В этом случае срабатывает реле 54 счета импульсов, отключая контактами S : реле 41 и включая контактами 56 реле 45, которое самоблокируется контактами 46, а контактами 47 включает пускатели 30 и 31. Пускатель 32 замыкает накоротко резисторы 65, а пускатель 30 обеспечивает вращение выходного вала 3 электропривода

2с номинальной частотой вращения. Резисторы 66 и 67 служат для разряда конденсаторов 68 и 69 после снятия напряжения в импульсных реле 49 и 50.

Работа вариантного исполнения механизма следующая

При нажатии на кнопку 33 включается магнитный пускатель 29 и осуществляется пуск электропривода 2, вал 3 которого начинает вращаться с номинальной частотой. Крутящий момент с походного вала 3 передачи 12 передается на эксцентриковый вял 7 и далее через фрикционные диски 73 и 74 11 на эксцентриковую втулку 9. Ползун 5 движется возвратно-поступательно по направляющим 6 корпуса 1. Затем отключается магнитный пускатель 29 нажатием кнопки 35. По истечении интервала времени достаточного для остановки электропривода 2 реле 88 времени замыкает контакт 89. Подготавливают магнитный пускатель 90 настроечного режима к включению. Электропривод 2 включается в сеть через резисторы 64, обеспечивая его работу на настроечной частоте вращения. Одновременно статор электропривода 2 обтекается постоянным током от выпрямителей 63. Тормозной момент регулируется резистором 92. Симметричное обтекание током обмоток статора создает постоянный во времени тормозной момент, препятствующий возникновению вибраций электропривода 2 в переходном режиме. В настроечном режиме электромагнитная муфта 11 отключается контактами 91 и допускает взаимное угловое смещение эксцентриковых вала 7 и втулки 9. Последняя тормозится силами сопротивленит ряжению ползуна 5. Для контроля хода ползуна 5 служит реостатная следящая система постоянного тока, содержащая кольцевые потенциометры 80 и 94, источник 93 постоянного тока, усилитель 96 и серводвигатель 97, которые смонтированы в дистанционном блоке 15 управления. Механическая передача 98 серводвигателя 97 может вращать внутреннее кольцо 81 потенциометра 80 с контактными ламелями 82. Вращение кольца 85 происходит до равенства потенциалов контактных ламелей 95 потенциометра 94. Серводвигатель 97 останавливается, а связанная с внутренним кольцом потенциометра 94 стрелка 84 укажет угловое смещение эксцентриковых вала 7 и втулки 9, определяющее ход ползуна 5.

Любое изменение взаимного положения последних вызывает синхронное и синфазное перемещение стрелки 84 относительно шкалы блока 15 управления, которая может быть прогрэдуирована или единицах длины

0 хода ползуна 5. После достижения требуемой регулировки хода ползуна 5, который определяется на настрочной частоте вращения электропривода 2, нажимают на кнопку 35 и затем на кнопку 33, вследствие чего

5 переводят электропривод 2 на номинальную частоту вращения.

Эффект изобретения заключается в повышении производительности, повышении точности и надежности, а также возможно0 сти включения электрических цепей блока 15 управления в автоматизированные комплексы.

Формула изобретения

1.Эксцентриковый кривошипно-ша- 5 тунный механизм с регулируемым ходом

ползуна, содержащий корпус, размещенные в нем электропривод, ползун, кривошип, выполненный в виде эксцентрикового вала и установленной на нем эксцентрико0 вой нтулки, муфту сцетения, механическую передачу, шатун, шарнирно связанный одним концом с ползуном, другим - с эксцентриковой втулкой, механизм регулировки хода ползуна, силовой блок питания и дис5 танционный блок управления с задатчиком хода ползуна, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности, он снабжен электрически связанным с блоком управления узлом контроля относитель0 ного углового смещения эксцентриковых вала и втулки.

2.Механизм поп. 1, отличающий- с я тем, что он снабжен закрепленным в эксцентриковой втулке при помощи пальца

5 шаговым искателем, размещенным в блоке управления, механизм регулировки хода ползуна выполнен в виде установленной на эксцентриковом валу поворотной втулки со звездочкой и радиальным пазом, взаимо0 действующим с пальцем, муфта сцепления размещена на звездочке и выполнена в виде храпового механизма, механическая передача выполнена цепной и кинематически соединяет выходной вал привода с

5 эксцентриковой втулкой, узел контроля - в виде размещенных на корпусе бесконтактных датчиков и взаимодействующих с ними пластин, установленных на эксцентриковом валу и колесе храпового механизма, а бесконтактные датчики посредством шагового

искателя электрически связаны с задатчи- ком хода ползуна.

3. Механизм по п. 1. отличающий- с я тем, что муфта сцепления выполнена электромагнитной фрикционной, а узел кон-

тролч - в виде электрически связанной с блоком управления следящей реостатной системы, имеющей источник постоянного тока, даа кольцевых потенциометра, усилитель и серводвигатель.

Изобретение относится к механизмам преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное с регулируемой длиной хода ползуна. Целью изобретения является повышение точности и надежности путем дистанционного контролируемого углового взаимного смещения эксцентриковых вала и втулки и возможности встраивэ

О А в С 35 ММ 29 - - I5 QH

29 Ч -

so JjJV

JJ J

/

69

d

if-H

5/

Ј7

Фг/г

fNa

i

«

П5П

г е

о

Г-У-ЛЛЛУ

85

s

г -LpiS

XF

86

«9

19 88

т

Й#.7

Датчик

35 &

tC

29

L

flpi/емних