Устройство для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное Советский патент 1993 года по МПК F16H19/02 

Изобретение относится к машиностроению, к преобразователям вращательного движения в возвратно-поступательное, возможно применение в виде машин и механизмов, в качестве привода поршневых насосов, в качестве кузнечно-прессового оборудования, в виде строительных молотков или бутобоев, в виде отбойных молотков и перфораторов, в вибрационной технике и

ДР.

Цель изобретения - повышение динамических и кинематических свойств, увеличение допустимых усилий и износоустойчивости.

Сущность изобретения.

Фрикционный сектор, имеющий контактную поверхность в виде выступающей ограниченной части круга с постоянным радиусом, образован воздушным баллоном с

фрикционным покрытием. Подобная конструкция обеспечивает следующее: периодическое прижатие штанги, т.е. сектор из воздушного баллона работает как двигатель возвратно-поступательного движения с большой частотой и с большими усилиями, при этом переходный процесс - практически без колебаний (нет отскока от штанги при быстром зацеплении); большую величину упругой деформации (большую, чем толщина фрикционного материала): высокую износоустойчивость; увеличение допустимых динамических нагрузок за счет амортизации усилий и за счет снижения удельного усилия при увеличении площади контакта при упругой деформации пневматического баллоне и за счет эффективного прижатия штанги при ее движении. Существо указанных свойств состоит в том. что они проявля00

1ч

2

VI

СЛ

ются лишь в совокупности действия конструктивных признаков устройства (штанги при взаимодействии с сектором). Подобная конструкция фрикционного сектора многократно улучшает динамические свойства, что значительно расширяет возможности применения устройства.

Ступень на штанге обеспечивает динамический режим. В то время, когда штанга поднимается вверх, сектор обратного хода при его большой скорости успевает сделать холостой оборот (за счет выточки), не препятствуя движению штанги. Зацепление произойдет, когда выточка минует сектор и штанга пойдет в обратном направлении.

Опорный подпружиненный ролик обеспечивает контакт сектора со штангой в промежутке времени,пока штанга не коснется ускоряющего колеса.

Сущность установки обгонной муфты состоит в том, что когда штанга коснется ускоряющего колеса, ее скорость возрастет и станет большей скорости сектора, чтобы сектор не тормозил штангу, обгонная муфта обеспечит проворот сектора с большей ско- ростью.

Установка фрикционных пластин между штангой и пневмоколесом осуществляется периодически за счет, например, крепления пластин к колесу с помощью цепной пере- дачи и позволяет увеличить высоту подъема штанги (расширяет кинематические возможности) одновременно с тем, что пневмо- колесо обеспечивает все рассмотренные свойства сектора,

На фиг. 1 изображена схема устройства с фрикционным сектором обратного хода и ускоряющим колесом; на фиг. 2 изображена одна из возможных конструкций фрикционного сектора; на фиг. 3 изображено устрой- ство с фрикционным сектором, образованным пневмоколесом и фрикционной пластиной.

Устройство содержит штангу 1, сектор прямого хода 2, сектор обратного хода 3, обгонную муфту 4, ускоряющее колесо 5, подпружиненный опорный ролик б, ступень на штанге 7, направляющие траверсы 8, возвратную пружину 9. Конструкция фрикционного сектора содержит пневмоколесо 10, фрикционное покрытие или выступ 11, обод колеса 12, крепежные болты 13. Фрикционный сектор (фиг, 3) выполнен в виде пневмо- колеса 14 и содержит цепную передачу 15; звездочку 16, фрикционные пластины 17, опорный ролик 18 и направляющие траверсы 19.

Работа устройства (фиг. 1) происходит следующим образом.

Секторы 2 захватывают штангу 1 и поднимают ее. В это время пока выточка 7 проходит перед сектором 3 последний совершитодин холостой оборот, так как его скорость больше скорости секторов 2. При этот движение штанги 1 будет происходить между направляющими траверсами 8 и с опорой на опорной ролик 6 со сжатием воз- аратной пружины 9. Ускоряющее колесо 5 не будет сцепляться со штангой 1, а будет иметь постоянную скорость вращения. По- слетого как секторы 2 выйдут из зацепления со штоком 1, шток сожмет пружину 9 и начнет двигаться вниз. В этот момент выточка 7 будет находиться выше сектора 3, и этот сектор войдет в зацепление со штангой 1. Штанга будет ускоряться, отклонять ролик 6 и прижмется к ускоряющему колесу 5. В результате штанга - приобретет дополнительную скорость, большую скорости сектора 3. При этом включится обгонная муфта 4 и сектор 3 провернется, не препятствуя ускорению. После опускания штанги цикл повторится.

Работа элемента (сектора) (фиг. 2) происходит следующим образом.

При вращении сектора он может зацепляться фрикционным выступом 11. При этом ввиду крепления этого выступа болтами 13 к ободу колеса 12 этот выступ фиксируется на пневмоколесе 10. Когда произойдет зацепление выступа 11, который может быть гибким, усилие передается на пневмоколесо 10, которое деформируется и создает усилие прижатия между выступом 11 и какой- либо контактной поверхностью,

Работа устройства (фиг. 3) происходит следующим образом.

При вращении колеса 14 фрикционные пластины 17, установленные на цепной передаче 15, обкатываясь по колесу 14, попадая между штангой 1 и колесом, воздействуют на штангу, которая,.опираясь на ролик 18,поднимается вверх в направляющих траверсах 19. В данном случае привод может быть соединен как с колесом 14,так и со звездочкой 16. После выхода пластин из зацзпления штанга 1 может возвратиться в исходное положение и цикл повторится. В данном случае упругие свойства сектора обеспечиваются колесом 14 с пневматической шиной.

Формула.изобретения

1. Устройство для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, содержащее основание, установленную в нем с возможностью перемещения штангу, имеющую две противопо- ложные рабочие поверхности, и два установленных с возможностью вращения в

противоположные стороны приводных диска, имеющие каждый фрикционный сектор для взаимодействия с соответствующей рабочей поверхностью штанги, отличающееся тем, что, с целью повышения динамических характеристик, допустимых усилий и износостойкости, одна рабочая поверхность штанги выполнена двуступенча- той. устройство снабжено муфтой свободного хода, колесом, закрепленным нэ ее наружной обойме и установленным с возможностью вращения в направлении, противоположном вращению расположенного с соответствующей стороны штанги приводного диска, связанным с колесом фрикционным элементом для взаимодействия с одной из ступеней, расположенным с противоположной колесу стороны штанги ускоряющим колесом, установленным с возможностью вращения в направлении, противоположном вращению соответствующего приводного диска, и подпружиненным к штанге роликом, а штанге подпружинена относительно основания в направлении ее перемещения.

2.Устройство по п. 1,отличающееся тем, что каждый фрикционный сектор выполнен в виде упругого воздушного баллона.

3.Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оно снабжено дополнительным

колесом и гибкой связью, охватывающей основное и дополнительное колеся, з фрикционный элемент выполнен в виде по крайней мере одной фрикционной пластины, закрепленной на гибкой связи.

4.Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что колесо выполнено в виде упругого полого кольцеобразного элемента, заполненного газом, а фрикционный элемент выполнен в виде фрикционной пластины, закрепленной на кольцеобразном элементе,

5.Устройство по пп 1и 2, отличаю- щ е е с я тем, что фрикционный элемент выполнен в виде по крайней мере одного воздушного баллона, размещенного на наружной поверхности колеса, и охватывающего воздушный баллон защитного покрытия, закрепленного концами на колесе.

6.Устройство по пп. 1и 2, отличающее с я тем, что колесо выполнено в виде упругого полого кольцеобразного элемента, часть которого в окружном направлении обжата стяжками.

7.Устройство поп. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что каждый диск с фрикционным сектором выполнен в виде кольцевого воздушного баллона, имеющего на наружной поверхности выступ.

Использование: машиностроение, привод поршневых насосов, кузнечно-прессо- вое оборудование, строительные молота и т.п. Сущность изобретения: устройство содержит фрикционный сектор, выполненный из пневматического баллона, образующего часть окружности и контактирующего со штангой. При вращении сектора штанга совершает поступательное движение за счет трения-качения. Обратный ход штанги происходит путем ее прижатия сектором обратного хода к ускоряющему колесу, скорость последнего выше скорости сектора. Сектор обратного хода соединен с приводом посредством обгонной муфты, обеспечивающей свободный выбег сектора, чтобы не препятствовать ускорению. Сектор может быть изготовлен из колеса с пневматической шиной и представляет собой пневмоо- порный элемент. Он обеспечивает упругость и увеличивает площадь контакта со штоком в момент зацепления. Благодаря этому увеличивается нагрузочная способность, частота работы и долговечность (износоустойчивость) сектора. 6 з.п. ф-лы, 3 ил. Ё

/..////

%

рс/&2

ss /ss//

cpt/г.З