Поворотное устройство Советский патент 1993 года по МПК F16H27/06 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к поворотным и делительным устройствам, предназначенным для сообщения выходным звеньям машин и механизмов различных производств прерывистого движения,.

Целью изобретения является повышение надежности устройства за счет устранения возможности колебательного характера движения выходного вала и снижения уровня колебаний стойки, вызываемых усилием пружины рекуператора механической энергии.

На фиг.1 изображена схема поворотного устройства; на фиг.2 - схема рекуператора механической энергии.

Устройство содержит стойку (на фиг. не показана) с укрепленным на ней приводом 1, на валу 2 которого укреплена шестерня 3, зацепляющаяся с шестерней 4, размещенной на установленном на стойке выходном валу 5, соединенном со стойкой через обгонную муфту 6, и на котором закреплено выходное звено - поворотный стол 7. Шестерня 4 выходного вала 5 через реверсную шестерню 8, установленную, на оси 9, связана с шестерней 10, укрепленной на установленном на стойке дополнительном валу 11. Поворотное устройство включает укрепленный на валу 5 датчик углового положения 12 и блок управления 13, которые электрически связаны между собой, а также с приводом 1 и установленной на валу 11 управляемой сцепной муфтой 14 рекуператора механической энергии, который содержит также укрепленную на валу 5 обгонную муфту 15 и установленную валу 11 на подшипниках 16 обгонную муфту 17, с возможностью взаимодействия ее звездочки с сцепной муфтой 14, и пружину 18, с помощью которой обоймы обгонных муфт подпружинены друг к другу по углу поворота. Обоймы обгонных муфт 15 и 17 шарнирно связаны между собой с помощью шатуна 19. Обоймы обгонных муфт 15 и 17 могут быть связаны друг с другом и с помощью закрепленных на них зацепляющихся между собой зубчатых колес.

Поворотное устройство работает следующим образом,

В обесточенном состоянии управляемая сцепная муфта 14 соединяет обгонную муфту 17 с валом 11. Пружина 18 находится в заведенном состоянии (растянута) и устройство находится в исходном состоянии, когда поворотный стол 7 занимает одно из своих положений выстоя. Пружина 18 стремится повернуть шарнирно связанные с помощью шатуна 19 муфты 15 и 17, а вместе с ними и валы 5 и 11, во взаимно противоположных направлениях, а зубчатая передача 4-8-10 препятствует этому повороту. Поэтому поворотное устройство находится в неподвижном состоянии.

Для поворота стола 7 по сигналу блока управления 13 включается сцепная, муфта 14 и муфта 17 отсоединяется от вала 11. Пружина 18, , поворачивает муфту 15 по часовой стрелке. Муфта 17 при этом по0 ворачивается в противоположном направлении и через шатун 19 способствует повороту муфты, а вал 5 и вал 11 будут вращаться по часовой стрелке. Привод 1 включается блоком управления 13 одновременно

5 с включением сцепной муфты 14, или по истечении некоторого промежутка времени. Время работы привода 1 определяется из условия полной компенсации потерь на трение и прочих энергетических издержек в

0 поворотном устройстве за один цикл перемещения поворотного стола. Поэтому мощность двигателя привода 1 определяется из учета необходимости подачи энергии в механизм за время равное или меньшее вре5 мени поворота стола 7с позиции на позицию. Потенциальная энергия пружины 18 при разгоне переходит в кинетическую энергию подвижных звеньев. Процесс разгона заканчивается и далее продолжается

0 движение с постоянной скоростью. Для остановки поворотного стола 7 по сигналу датчика 12 блоком управления 13 подается команда на выключение сцепной муфты 14 и обгонная муфта 17 присоединяется к валу

5 11. При этом муфта 17 начнет поворачиваться по часовой стрелке, а обойма муфты 15 с помощью шатуна 19 поворачиваться против часовой стрелки и пружина 18 будет растягиваться. Происходит торможение подвиж0 ных звеньев, когда их кинетическая энергия переходит в потенциальную энергию растяжения пружины 18. После остановки стола 7 пружина 18 будет стремиться повернуть его в обратном направлении, однако зубчатая

5 передача 4-8-10 препятствует этому повороту. Обгонная муфта 6 также препятствует движению стола 7 в обратном направлении и, кроме того, служит гасителем колебаний выходного вала 5 и стола 7 во время выстоя,

0 возможных в пределах зазоров в зубчатой передаче 4-8-10.

После выстоя очередное перемещение осуществляется-аналогичным предыдущему перемещению образом.

5 Угловая координата позиционирования регулируется с помощью задержки или ускорения времени включения муфты сцепления 14.

Устранение из конструкции поворотно- то устройства фиксатора, выполненного в

виде двух шарнирно соединенных рычагов, взаимодействующих с упором, и замена его конструкцией, обеспечивающей свободное вращение валов до остановки с последующей автоматической надежной фиксацией с помощью двух обгонных муфт с взаимноп- ротивоположным направлением свободного хода, в значительной степени способствует уменьшению рывков и ударов в работе устройства, а также устраняет возможность качательных движений выходного звена.

Замыкание основной части усилия пружины рекуператора механической энергии на валы приводит к уменьшению его действия на стойку и снижению ее колебаний при работе, что также служит повышению надежности работы оборудования. Формул а изо бретени я Поворотное устройство, содержащее стойку, установленный на ней выходной вал с закрепленной на нем инерционной массой, две обгонные муфты свободного хода, установленные на выходном валу, сцепную

муфту, привод и систему управления, включающую датчик положения выходного вала и блок управления, электрически связанный с приводом, сцепной муфтой и датчиком положения выходного вала, отличают, ее- с я тем, что, с целью повышения надежности, устройство снабжено дополнительным валом, кинематически связанным с выход- ным валом и установленным на стойке с

возможностью вращения в одном направлении с ним, и дополнительной обгонной муфтой свободного хода, установленной на дополнительном валу с возможностью вращения в противоположных направлениях с

одной из основных обгонных муфт выходного вала и кинематически связанной с ней, обоймы дополнительной обгонной муфты и основной обгонной муфты выходного вала подпружинены одна к другой, сцепная муфта установлена на дополнительном валу и предназначена для взаимодействия с дополнительной обгонной муфтой, а вал привода и выходной вал кинематически связаны между собой.

Изобретение относится к устройствам для периодического перемещения различных предметов с позиции на позицию и может быть использовано в робототехниче- ских системах, обрабатывающих центрах и др. видах оборудования. Цель изобретения - повышение надежности. Положительный эффект обеспечивается устранением возможности неуправляемого качательного движения путем снабжения устройства дополнительным валом 11с укрепленной на нем с возможностью вращения обгонной муфтой 17с направлением свободного хода, противоположным ходу обгонной муфты 15 выходного вала 5 устройство. Выходной 5 и дополнительный 11 валы кинематически связаны так, что вращаются в одном направлении. Для разгона подвижных звеньев обгонная муфта 17 дополнительного вала 11 с помощью сцепной муфты 14 отсоединяется от вала 11 и потенциальная энергия пружины 18 переходит в кинетическую энергию поворачиваемых звеньев. По сигналу датчика 12 углового положения выходного вала 5 сцепная муфта 14 присоединяет муфту 17 к валу 11 и начинается торможение. Кинематическая связь обойм обгонных муфт 15 и 17 позволяет вращаться им во взаимнопроти- врположных направлениях, что вместе с кинетической связью валов делает устройство неподвижным во время выстоя при присоединенной муфте 17 к валу 11. 2 ил. 7Я СО С