Ограничитель вращения Советский патент 1980 года по МПК G05G5/04 

Изобретение относится к механическшу системам управления, а именно к ограничи телям вращения, и может быть использова но в тех областях техники, где требуется ограничение наибольшего угла поворота в многооборотных кинематических линиях. Известные ограничители вращения (сто поры) представляют собой два кинемат№чески связанных звена, каждое из которых имеетсвсю ось вращения. К ним относятся червячный стопор, шестереночный стопор i}. Преимуществом этих стопоров является многооборотностъ, т.е. ограничение большого угла повсрота ведомого звена механизма. Недостатки стопоров - ограниченность их применения (обычно при числе CTonq; ных оборотов больше 17), наличие второго вала вращения, что приводит к плохой к(Ж1пс«уемости, а также невозможность применения при необходимости регулировки в механизме различного стсяорного чис ла оборотов.- . При малых пределах стопорения используют ограничители с кулачковыми шайбами.Такие ограничители представляют собой стопоримый валкк с набором кулачковых шайб.каждая из Которых,сделав один оборот,увлекает за собой след5тощую и т.д. до тех пор, пока последняя шайба не упрется в выступ корпуса. Преимущество этих стопоров заключается в т(ял, что они собраны на одном центре (стопсримсм валу). Недостатки стопоров - ограниченное применение (до 2О оборотов) необходимость расчета на каждый предел стопс ения, изготовление спеддетали и пригонка ее при сборке в каждем новом механизме. Наиболее близким к изобретеншо являются винтовые ограничители вращения, у которых на стопоримом валу между двумя опорами установлены ограничительные и подвижный упоры, снабженные контактными выступами. Подвижный упор сопряжен с валом резьбой и перемещается вдоль него по направляющей корпуса 2. Преимущество этого типа ограничителей -. установка их на одном центре вращения, что позволяет естественно Ш1исываться в ксмпоновку механизма. Такие ограничители легко преобразуются в универсальные для любых пределов стопоре- ния установкой неподвижных упоров на резьбовую часть. Размещение винтового стопора на валу между двумя опорами позволяет выполнить корпус в виде стандартной втулки. Однако требования мини-чтюризации не позволяют применять винтовые ограничители при больших пределах стопорения. Увеличение числа стопоримых оборотов влечет за собой увеличение осевого перемещения, которое зависит от шага винта, но уменьшение шага резьбы дает малый эффект (незначительно уменьшает его длину), и кроме того снижает прочность резь бы стопсра. В ограничителе присутствует трение скольжения, что приводит к лишним энергетическим затратам. Существующие шарико-винтовые механизмы в качестве многооборотного компактного винзчэвого накопителя информации не приемлемы по причине их большого шага . В связи с миниатю ризацией приборов присохранении пределов стопорения в винтовых ограничителях вращения уменьшают осевое перемещение за оборот за счет уменьшения шага применением дифференциальных винтов и т.п. При этом уменьшается надежность стопорения и появляется отасность проскальзывания выступов ynqpoB друг о-гаосительно друга в момент стопорения. При малых линейны перемещениях за обсрот вала контактная плсяцадка вьютупов сужается. При переме щениях, соизмеримых с люфтом подвижного упора, этот упор перекашивается или отходит под действием больших динамичес ких усилий стсяюрения и малой плсяцади контактирования выступов, вследствие чего вал совершает лишний обсфот сверх не обходимого предела стсаюрения до следую щей встречи выступов ynqpoB. Недостаток таких стопоров заключается в том, что в стсиорения.вследствие удара при больишх скоростях вращенк на выступах ynqpoB повьпиается удельное давление, превышает допустимое, вследствие малости ксштактной площадкк. Цель изобретения - расширение пределов стопорения и повышение надежности стопорения ограничителей вращения при ограниченных габаритах по длине и умень шенвя моментов трения. Указанная цель достигается выполнением корпуса с внутренней резьбой., а подвижного упора в виде резьбовых роликов, заключенных в обойму и сопряженных с резьбовым валсм (винтом) и корпусом. В связи с этим подви ный упер перемещается в осевом направлении меньше, чем на шаг за один оборот вала. Передаточное отношение между углом поворота вала и перемещением подвижного упора вдоль резьбового вала зависит от разности диаметра внутренней резьбы корпуса и диаметра резьбового вала. Таким образе достигается расширение пределов стопорения при ограниченных нах резьбовых валов и одновременно уменьшается трение. Дополнительно каждый ограничительный упор выполнен в виде двух частей, одна из которых неподвижно закреплена на ва - лу, а другая подвижно связана с ней,причем между подвижной и неподвижной частями ограничительного упора установлен упругий элемент. Динамические нагрузки воспринимают ся эластичным упругим элементов. Процесс ограничения вращения вала разбивается на два этапа: момент встречи подвижного и ограничительного и момент стопорения. В мсмент встречи начинается увеличение контактной площадки выступов соприкоснувшихся упоров, которое заканчивается в момент стспс ения. На фиг. 1 показан ограничитель вращения, продольный разрез; на фиг. 2 поперечное сечение EJ-B по корпусу, роликам и валу; на фиг. 3 - ограничитель вращения, продольный разрезСс вариантом .. ,. . выполнения ограничительного упора), В корпусе 1 ограничителя вращения, выполненном в виде втулки с фланцем, в опорах 2 вращения размещен вал 3. На внутренней поверхности корпуса нанесена резьба по всей его длине. На валу 3 между опорами 2 выполнена резьба с шагом,равным шагу резьбы корпуса l.Ha резьбовой части вала размещены два неподвижных отН.-ительновала 3 ограничительных упора 4 и подвижный упор 5. Неподвижный упор выполнен, в виде двух частей разрезной гайки с вьютупом и может быть закреплен на любом месте резьбовой части вала 3. Подвижный упор 5 вьшолнен в виде обоймы с резьбовыми роликами 6, ссяфяженными с резьбой корнпуса i и вала 3. Шаг резьбовых роликов равен шагу резьбы корпуса и вала. На 57 обойме с двух сторон выполнены выступы 7. Выступы подвижных и неподвижного упоров распо-южены на одном радиусе от центра вращешш. Осевой люфт опор вращения регул фуется гайками 8 и шайбами 9. Ограничитель вращения работает следующим образом. При вращении вала 3 подвижный упор вращается вокруг вала и перемещается вдоль него до соприкосновения своим выступом 7 с выступом неподвияшого ттора Подвижный упор представляет собой водило планетарной передачи, а ролики - сателлиты, перекатывающиеся по двум окpyjKHостям разной длины. Поэтому подвижный упор за ОД1Ш оборот вала перемещает ся вдоль него на расстояние, не равное : шагу резьбы вала. Таким образец, выполнение подвижного упора ограничителя вращения в виде обой мы с резьбовыми роликами, сопряженными с резьбой корпуса и вала, позволяет в пр делах рабочей длины вала увеличить количество оборотов стспоримого вала, выполнекие подвижного упора в виде обоймы с отдельными роликами позволяет повысить многопарность зацепления (число точек кс«такта) винтовой пары, а следовательно, более равномерное, распределение предельной нагрузки, возникающей в момент стопорения. Кроме того, использование ро ликов в подвижном упоре заменяет трение скольжения винтовой пары на трение качения, что позволяет повысить ограничителя вращения до 93-95%. В корпусе 1 ограничителя вращения (см. фиг.З) в опорах вращения 2 размещен вал 3 с резьбой. Ограничи.тепьный упор 4 разделен на две основные части, одна из которых выполнена в виде разрезной резьбовой втулки неподвижной части 10 с внутренней и наружной резьбой и может быть закреплена крепежными элементами 11 в любом месте вала 3. Лругая часть 12 вьшолнена в виде гайки с торцовым выступом, установлена подвижно на разрезной втулке и сопряжена с ее наружной резьбой. Между подвижной частью 12 и неподвижной часть 1О размещена пружина 13 кручения и мерная шайба 14, образующие упругий эле мент. Подвижный упор 5 и подвижная част 12 снабжена контактными выступами 15. Ограничитель работает следующим образом. При вращении вала подвижный упор перемещается вдоль него до встречи с ограгнинительным упором. Ограничитель П5Гй упор 38 закреплен на валу 3 и вращается вместе с ним. В -момент встречи боковая поверхность выступа подвилшого упора 5 соприкасается с боковой поверхностью подвижной части 12, которая начинает перемещаться по наружной резьбе части. 10 в ту или 1шую сторону в зависимости от направления резьбы. При противоположном направлении резьбы вала 3 и подвиишой части 12 в момент встречи выступов упора 5 и части 12 они начинают перем&щаться навстречу друг другу до упора своими торцами. При од1шаковом направлении резьбы осевое перемещение подвижной части 12 за ошш оборот должно быть меньше перемещения упора 5. В этом случае упор 5 при встрече выступов начинает догонять подвижную часть 12 до соприкосновения торцов. Вариант конструкции с встречным перемещением упора 5 и подвижной части 12 выгоднее псххутного, так как ускоряет стопорение, что сокращает габариты по длине ограничителя вращения. В процессе взаимного перемещения вь ступов упоров после встречи площадка соприкосновения нх растет и достигает максимума в момент стсяторения, а также возрастает противодействие пружины, заведенной на определенный момент вращения. Мерная шайба 14, размещенная между подвижной частью 12 и неподвижной частью 10 ограничительно1 о упора, сохраняет однозначность положения упора в исходном состоянии. При изменении направления вращения вала 3 (при расстопорении) подвижная часть 12 под действием регулируемой пружины 13 кручения возвращается в исходное положение. Выполнение неподвижного упора из двух частей, сопряженных эластичным упругим элементом, позволяет уменьшить влияние динамических нагрузок в момент топорения за счет регулировки момента сятротивления пружины, а также за счет лавного увеличения плсададки контакта выступов соприкасаемых упоров. Испольование пружины кручения в качестве ластичного элемента, кроме того, позволяет возвращать подвияа1ую часть ограичительного упора в исходную позицию. се вышеперечисленные признаки позвояют исключить последствия удара в моент стыковки упоров, создать упругий пор :и повысить надожиость стопороиия ГpaIiичитeлп вращения. Формула изобретения 1.Ограничитель вращения, содержащий корпус, внутри которого расположен вал с резьбой, ограничительные и подвижный jTiqpH с контактными выступами, о т - лич.ающийся тем, что, с целью расширения рабочего диапазона ограничителя, на внутренней поверхности корпуса вьтолнена внутренняя резьба, а подвижный ю упор состоит из резьбовых роликов, размещенных в обойме и сопряженных с резьбовым валом и корпусом. 2.Ограничитель вращения по п. 1, . о т л и ч а ю щ и .И с я тем,что, с 15 целью повышения надежности ограничитеJ f 5 J- 7 V V М / /

A .1 ля, Каждый ограничительный упор выполнен, в виде двух частей, одна из которых неподви 1сно закреплена на валу, а другая подвижно связана с ней, причем между подвижной и неподвийэдой частями ограничительного упора установлен упругий элемент. Источники информации. принятые во внимание при экспертизе 1. Справочник конструктора точного приборостроения, под ред. Литвина Ф. J1. М.. Машиностроение, 1964, с. . . Авторское свидетельство СССР № 383О84, кл. G05 G 5/00, 1971 (прототип). 4- в 2 III / LV4N /

6-6

ФаеЛ