Винтовой домкрат ударно-вращательного действия Советский патент 1992 года по МПК B66F3/08 

1

(21)4768824/11 (22) 15.12.89 (46)15.12.92. Бюл. №46

(71)Центральный научно-исследовательский институт технологии судостроения

(72)В.А. Киек и А.И. Рабинов

(56)Авторское свидетельство СССР Ms 1115994, кл. В 66 F 3/08, 1982.

(54) ВИНТОВОЙ ДОМКРАТ УДАРНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ

(57)Использование: в качестве грузоподъемных механизмов, а именно переносных механизированных винтовых домкратов. Сущность изобретения: домкрат содержит

один или два двигателя, роторы которых, выполненные в виде втулки с центральным отверстием, посажены на наружную цилиндрическую поверхность гайки рабочего винта и взаимодействуют с ударником ударно-вращательного механизма посредством выступов. Кроме того, роторы оснащены специальными пазами для увеличения хода пластин двигателей. Изобретение может быть использовано для вы- полнения сборочных и ремонтных работ в различных отраслях промышленности, в частности в судостроении, а также в качестве силового элемента в различных механизмах. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к грузоподъемным механизмам, а именно, к механизированным винтовым домкратом и может быть использовано для выполнения сборочных и ремонтных работ в различных отраслях промышленности, в частности, в судостроении, а также в качестве силового элемента в различных механизмах,

Известен винтовой домкрат ударно- вращательного действия, содержащий размещенный в корпусе грузонесущий винт, взаимодействующий с гайкой, опирающейся на упорный подшипник, ударно-вращательный механизм, пневмодвигатель, причем пневмодвигатель и ударно-вращательный механизм размещены в корпусе последовательно друг за другом вдоль общей оси и связаны между собой посредством шлице- вого соединения.

Конструкции этого типа имеют большой осевой габарит и малый ход, что делает их неудобными при использовании в качестве домкратов.

Указанные недостатки преодолены в конструкциях винтовых домкратов ударно- вращательного действия с параллельным расположением двигателя и ударно-вращательного механизма.

Известный винтовой домкрат ударно- вращательного действия, включает размещенный в корпусе грузонесущий винт, взаимодействующий с опирающейся на упорный подшипник гайкой, имеющей на наружной боковой поверхности продольный выступ-наковальню, свободно установленный на гайке и кинематически связанный с приводным двигателем зубчатый элемент с выступом на торце, взаимодействующий с ним ударник ударно-вращательного механизма.

Двигатель и ударно-вращательный механизм домкрата размещены в параллельных цилиндрических полостях, выполненных в корпусе и взаимодействуют посредством зубчатой пары.

сл

с

v| 00

Ою

Такая конструкция домкрата достаточно удобна в работе благодаря малому осевому габариту и значительной величине рабочего хода винта.

Эта конструкция принята за прототип предлагаемого решения.

Однахо данная конструкция не лишена недостатков. Наличие зубчатой передачи, подверженной ударным нагрузкам, несколько усложняет конструкцию и снижает надежность устройства. Кроме этого домкрат имеет увеличенный поперечный габарит и при большой грузоподъемности имеет значительную массу.

Все конструкции домкратов ударно- вращательного действия с разнесенными двигателем и ударно-вращательным механизмом, имеют следующий недостаток.

Время взаимодействия ударных поверхностей соударяющихся тел зависит от их протяженности Чем длительней взаимодействие тел при ударе, тем меньшее усилие развивается в зоне контакта при равной кинетической энергии, накопленной телами перед ударом.

У домкратов с разнесенными двигателем и ударно-вращательным механизмом цепочка тел участвующих в разгоне и последующем соударении имеет большую протяженность. Значительно удалены от зоны контакта ударных поверхностей массивный ротор и другие вращающиеся детали двигателя. Это снижает жесткость системы соуда- ряющихся тел, что увеличивает продолжительность ударного взаимодействия и снижает эффективность передачи энергии от ударника наковальне, по крайней мере, при нагрузках, близки к максимальным рабочим нагрузкам домкрата.

Целью данного изобретения является уменьшение габаритов и повышение эффективности домкрата путем приближения разгоняемых масс к зоне контакта ударных поверхностей.

Указанная цель достигается тем, что в домкрате ударно-вращательного действия, содержащем корпус с крышками и рукояткой, р азмещенный в корпусе и связанный с подъемно-опускным органом винт, находящийся в зацеплении с опирающейся на упорный подшипник гайкой, выполненной с продольным выступом на ее наружной по верхности, образующим наковальню ударно-вращательногомеханизма, охватывающий гайку цилиндрический ударник упомянутого механизма с продольным пазом на стенке его центрального отверстия, охватывающим с углов ым зазором продольный выступ гайки, и пазами на обоих его торцах механизм углового поворота

ударника и пусковое устройство этого механизма, механизм углового поворота ударника представляет собой пневмодвигатель, включающий в себя встроенный в корпус

статор, выполненный в виде втулки с возду- хоподводящими и выхлопными каналами, ротор размещенный внутри втулки статора с кольцевым зазором и выполненный с центральным отверстием, соосным ударнику,

0 охватывающим с возможностью поворота гайку винта, и выступами, размещенными в пазах одного из торцев ударника, и пластины, подвижно связанные с ротором и ради- ально размещенные в упомянутом

5 кольцевом зазоре с образованием воздушных камер. Такое решение позволяетумень- шить поперечный габарит домкрата за счет концентричного размещения пневмодвига- теля по отношению к паре винт-гайка. Кро0 ме того, ротор двигателя непосредственно взаимодействует с ударником, что повышает жесткость системы участвующих в разгоне и последующем соударении тел, благодаря чему повышается скорость проте5 кания ударных процессов, а, следовательно, повышается эффективность передачи энергии от движущихся масс к неподвижным, и соответственно повышается эффективность домкрата в целом. Если использовать урав0 повешенный пневмодвигатель то дополнительно сокращается осевой габарит домкрата за счет сокращения протяженности рабочих камер и исключения опорных подшипников.

5 С целью снижения наружного диаметра и массы пневмодвигателя путем уменьшения заделки пластин в теле ротора при их максимальном выдвижении, ротор выполнен в виде ступенчатой по длине втулки,

0 имеющей равномерно расположенные по наружной поверхности меньшей ступени по окружности продольные пазы и сообщенные с ними радиальные пазы, расположенные на торце большей ступени, и кольца,

5 закрепленного на торце меньшей ступени и имеющего на своем торце радиальные пазы, сообщенные с соответствующими продольными пазами ступ енчатой втулки. В этом случае пластины при движении опираются

0 по трем сторонам на ротор, что позволяет сделать длину пластины приблизительно равной ее ходу и свести к минимуму заделку пластин в теле ротора, уменьшить размер ротора и двигателя в целом.

5 С целью дополнительного повышения эффективности домкрат снабжен дополнительным механизмом углового перемещения ударника, представляющий собой пневмодвигатель, выполненный идентично пневмодвигателю основного механизма.

при этом выступы ротора этого пневмодви- гателя размещены в пазах другого торца ударника. Симметричное размещение двигателей относительно ударника позволяет повысить точность наведения ударных поверхностей, уменьшая перекосы ударника, вызываемые инерционными нагрузками, сократить продолжительность удара, поскольку движущиеся массы еще ближе размещены к зоне контакта ударных поверхностей, улучшить условия для движения пластин.

- На фиг. 1 изображен фронтальный разрез домкрата; на фиг. 2 - изображен вид сверху с вырывами в корпусе и крышке; на фиг. 3 изображен разрез А-А; на фиг, 4 изображен разрез по двигателю Б-Б; на фиг. 5 изображен разрез по двигателю В-В.

Домкрат имеет корпус, представляющий собой сварную конструкцию, состоящую из обечайки 1, втулки 2, рукоятки 3 и двух ребер 4, два двигателя одного типоразмера, состоящие из статоров 5, роторов, состоящих из ступенчатой втулки 6 и кольца 7, соединенных между собой винтами 8, и пластин 9, ударник 10 и наковальню ударно-вращательного механизма, представляющую собой выступ 11 на наружной поверхности втулки 12, имеющей внутреннюю резьбу и выполняющую роль гайки в домкрате, винт 13, пяту 14, упорный подшипник 15, крышки 16 и 17, пружинные кольца 18 и 19, встроенное в рукоятку 3 пусковое устройство, состоящее из рычага 20, посаженного на ось 21, клапана 22, пружины 23, шайбы 24 и пружинного кольца 25.

Обечайка 1 сварного корпуса представляет собой тонкостенную втулку, в которой выполнены кольцевые канавки под пружи- ненные кольца 18 и 19, радиальные прорези 26 под крышки 16 и 17 в торцах, а также глубокие прорези 27 и 28 для рукояток статоров. На цилиндрической поверхности обечайки выполнены во здухо под водящие отверстия 30 и 31 и восемь групп выхлопных отверстий 32.

Втулка 2 сварного корпуса имеет четыре торцевых выступа 33. На внутренней поверхности втулки 2 имеется кольцевая канавка 34 сообщающаяся с выборкой 35 в выступе 33.

В рукоятке 3 выполнено гнездо для размещения пускового устройства, проводящие каналы 36, резьоа 37 для присоединения к системе питания сжатым воздухом.

При сварке корпуса втулка 2 располагается таким образом по отношению к обечайке 1, что выступы 33 перекры вают отверстия 30 и 31, располагаясь симметрично относительно их оси.

Статор 5 представляет собой цилиндрическую втулку с внутренним фигурным отверстием образованным наложением трех отверстий 38,39 и 40 (либо овальным отверстием). В боковой поверхности статора вы- 5 полнены две парьг отв рстий 41 и 42, расположенные симметрично относительно плоскости, проходящей через оси формообразующих отверстий 38,39 и 40. На боковой поверхности статора выполнена рукоятка

0 43.

Ротор двигателя выполнен составным из ступенчатой по длине втулки 6 и кольца 7. В ступени меньшего диаметра втулки 6, на всю ширину ее. сделаны четыре равно5 мерно распределенных по окружности, продольных паза для пластин. Эти пазы продолжены в тело большей ступени втулки 6 и образуют радиальные направляющие пазы 44. Аналогичные радиальные направ0 ляющие пазы 45 выполнены на торцевой поверхности кольца 7. Ширина продольных пазов и радиальных пазов 44 и 45 приблизительно равна толщине пластин 9. На плоском торце кольца 6 выполнены выступы 46,

5 имеющие прямоугольную форму в сечении, посредством которых роторы взаимодействуют с ударником 10. Наибольшие диаметры втулки 6 и кольца 7 превышают максимальный размер фигурного отверстия

0 в статоре 5.

Пластины 9 имеют прямоугольную форму и выполнены из легкого антифрикционного материала.

При сборке двигателя статор 5 разме5 щается между втулкой 6 и кольцом 7, соеди- ненными винтами 8. При установке двигателя в корпусе домкрата рукоятки 43 статоров размещаются в пазах 27 корпуса.

0 Ударник 10 представляет собой массивную втулку с отверстием, имеющим продольный паз на стенке, который образует заплечики 47 и 48. На торцах ударника имеются пазы 49 и 50 ширина которых прибли0 зительно равна толщине выступов 46 на торцевой поверхности кольца 6.

Радиальные участки 51 и 52 продольного выступа 11 на наружной поверхности втулки 12 выполняют роль ударных поверхностей наковальни.

5 Винт 13 имеет на наружной поверхности продольные канавки 53. Головка винта имеет сферическую поверхность, служащую опорой для наголовника 54, обеспечивающего защиту винта от внецентренных нагру-1- зок. Наголовник 54 фиксируется с возможностью движения относительно винта посредством гибкого стержня 55 со шляпкой, утопленного в отверстии 56,

заполненном волокнистым материалом либо мягкой резиной.

Пята 14 представляет собой кольцо с гнездом под втулку 12 на одном торце и гнездом под упорный подшипник 15.

Крышка 16 представляет собой кбл ьцос радиальными выступами 29 на наружной поверхности и выступами 58 на внутренней поверхности. Посредством выступов 29 крышка взаимодействует с прорезями 26 в корпусе, а посредством выступов 58 - с канавками 53 на винте 13.

Крышка 17 представляет собой кольцо с гнездом под упорный подшипник и выступами по наружной поверхности для взаимодействия с прорезями 26 в нижнем торце корпуса.

Домкрат работает следующим образом. Домкрат подключается к пневмосети. Рукоятки 43 обоих двигателей переводятся из среднего положения влево или вправо до упора в уступы либо 59, либо 60, в зависимости от требуемого направления движения винта. При этом пары отверстий,йапрймер 42, статоров обоих двигателей совмещаются с отверстиями 30 и 31 в обечайке 1 корпуса, а другие пары отверстий, например 41, соЫШГак}Тся с выхлопными отверстиями 32 Далее, нажатием на рычаг 20 открывается клапан 22 и сжатый воздух по каналам 36, кольцевой канавке 34, выборкам 35 и через отверстия 30 и 31 поступает к двигателям Через Отверстия 42 в статоре воздух поступает в полости 61 и 62, образованные статором, ротором и пластинами 9. Перемычки 63 в статоре и пластины 9 отсекают полости 61 и 62 от других полостей двигателя. Сжатый воздух создает противоположно направленные выступы на статор и на пластины 9. Поскольку статор, упертый в уступ 59 непод- вйжНого корпуса домкрата посредством рукоятки 43 также неподвижен, то начинает вращаться ротор, в нгашем случае по часовой стрелке. При повороте ротора на 90Р в работу вступает следующая пара пластин 9. Они отсекают часть увеличившихся полостей 61 и 62 отделяя от них полости 64 и 65. В тот же момент первая пара пластин 9 проходит участок статора, где расположены отверстия 41. При этом происходит соединение полостей 64 и 65 через отверстия 41 и 32 с атмосферой и происходит выхлоп отработанного воздуха. При дальнейшем вращении ротора, первая пара пластин 9, направляемая внутренней поверхностью статора и пазами в роторе, утапливается в пазах ротора, проходит под перемычками 63, вновь вступает в работу и вращает ротор.

Пластины 9 прижимаются к статору центробежной силой (либо пружиной).

Реверс двигателей осуществляется перемещением рукояток 43 двигателей до упора в уступ 60.

При вращении роторов, взаимодействующих посредством выступов 43 с пазами 49 и 50 на торцах ударника 10, ударник также вращается. Ударник 10 своей внутренней поверхностью взаимодействует с наружной поверхностью втулки 12 и выступом 11, что,

0 при вращении ударника, приводит к сведению ударных заплечиков 47 или 48 ударника, в зависимости от направления вращения, и поверхности 51 или 52 наковальни. При соударении, из-за разницы уг5 лов взаимного расположения ударных поверхностей ударника и направляющих плоскостей пазов 49 и 50 возникает неуравновешенная радиальная составляющая ударной силы, направленная вдоль пазов 49

0 и 50, которая стремится отбросить ударник. К моменту соударения, например, заплечи- ка 47 с поверхностью 51 наковальни, запле- чик 48 находится за пределами выступа 11 и ударник под действием неуравновешен5 ной силы смещается в направлении ее дей- стйия насколько позволяет отверстие в ударнике. При этом заплечик 47 выходит из зацепления с поверхностью 51 наковальни и ударник, подхваченный двигателем, пре0 одолевает выступ 11 и идет на следующий виток.

От наковальни (выступ 11) ударный импульс передается втулке 12, взаимодействующей посредством резьбы с винтом 13.

5 Поскольку винт 13 зафиксирован от вращения относительно корпуса домкрата посредством крышки 16, втулка 12, преодолевая сопротивление от трения в резьбе и в упорном подшипнике 15, на который она опира0 ется, поворачивается относительно оси на некоторый угол. При этом винт 13 либо выдвигается и, при наличии груза, поднимает его На некоторую высоту, либо убирается, если вращение втулки имело обратное на5 правление. Подъем груза на заданную величину в пределах хода винта осуществляется посредством многократного повторения ударного воздействия молотка на наковальню.

0 Прекращение работы домкрата осуществляется высвобождением рычага 20. Реверс осуществляется переводом рукояток 43 обоих двигателей в противоположное положение.

5 Формула изобретения

опирающейся на упорный подшипник гайкой, выполненной с продольным выступом на ее наружной поверхности, образующим наковальню ударно-вращательного механизма, охватывающий гайку цилиндрический ударник упомянутого механизма с продольным пазом на стенке его центрального отверстия, охватывающим с угловым зазором продольный выступ гайки, и выступами на его обоих торцах, механизм углового поворота ударника и пусковое устройство этого механизма, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения эффективности путем приближения разгоняемых масс к зоне контакта ударных поверхностей, механизм углового поворота ударника представляет собой пневмодвига- тель, включающий в себя встроенный в корпус статор, выполненный в виде втулки с воздухоподводящими и выхлопными каналами, ротор, размещенный внутри втулки статора с кольцевыми зазорами и выполненный с центральным отверстием, соос- ным с ударником, охватывающим с возможностью поворота гайку винта, и выIB М 55

0

5

0

5

ступами, размещенными в пазах одного из торцов ударника, и пластины, подвижно связанные с ротором и радиально размещенные в упомянутом кольцевом зазоре с образованием воздушных камер.

43 2021 2223

Фиг. 2.

A-A

W

S3

43

32М 3/ММ334/ 32

В-вФиг If

Фиг.З

1781162

Б-Б

6