Устройство для создания ударнойНАгРузКи Советский патент 1981 года по МПК G01M7/08 B25D15/00 

Изобретение относится к ударным механизмам центробежного действия и может быть использовано для испытания изделий и материалов ударными нагрузками, а также в ударных инстру ментах. Известно устройство для создания ударной нагрузки, содержащее корпус ротор с приводом, шарнирно установленный на роторе боек, фиксатор бой ка и механизм управления фиксатором для вывода бойка в рабочее положени Механизм управления включает в себя установленный на роторе привод фиксатора и расположенное на корпусе контактное устройство для управления приводом. По сигналу контактного уст ройства привод либо вводит фиксатор в зйцепление с бойком, запирая его в нерабочем положении, либо выводит из зацепления. При этом боек под дей ствием центробежной силы переходит в рабочее положение и начинает наносит удары по рабочему органу l. Однако энергия ударов зависит от скорости бойка и, следовательно, от части вращения. Таким образом, удар с определенным, достаточно высоким уровнем энергии/ может быть получен только после серии более слабых ударов, что затрудняет использование устройства для таких целей, как испытания на воздействие ударов заданной интенсивности или разрушение твердых .пород. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для создания ударной нагрузки, содержащее корпус, ротор с приводом, шарнирно установленный на роторе боек, подпружиненный фиксатор бойка, механизм управления фиксатором, включающим две направляющие и привод их поворота. Подпружиненный фиксатор Сойка выполнен в виде шарнирно установленного на роторе двухплечего рычага с выступами, попеременно входящими в пазы бойка, размещенного на конце рычага ролика. При разгоне ротора приводом выступ рычага входит в паз бойка удерживая последний в нерабочем положении, когда он проходит мимо рабочего органа. Ролик рычага при этом про-, ходит между направляющими, не задевая их. По достижении заданной скорости вращения ротора включается привод, который поворачивает направляющие вокруг оси поворота так, что ролик рычага.входит во взаимодействие с одной из них. При этом рычаг поворачивается вокруг своей оси, выступ рычага выходит из паза бойка, последний под действием центробежных сил занимает рабочее положение, поворачи ваясь вокруг своей оси, и производит удар по рабочему органу После удара боек отскакивает от рабочего органа и приходит в нерабочее положение. При этом под действием пружины другой .выступ рычага входит в другой паз бойка, а ролик вновь занимает такое положение., когда он свободно проходи между направляющими. После того, как ротор вновь набирает необходимую ско рость, обратным ходом привода направ ляющие перев.одятся в прежнее положение. При этом другсщ направляющая вступает во взаимодействие с роликом рычага, поворачивая последний и выводя выступ рычага из паза бойка. Бо ек вновь производит удар по рабочему органу и возвращается Б нерабочее по ложение, где фиксируется уже другим выступом. Далее цикл повторяется заданное число раз, причем при каждом ударе быть установлена необходимая скорость вращения ротора, а следовательно, и энергия удара. Удары могут производиться с данной частотой не зависящ.ей от энергии удара 2, Однако при работе устройства на высоких рабочих скоростях (для повышения уровня ударной нагрузки) сни жается долговечность деталей установ ки, а именно фиксатора нерабочего положения бойка и направляющих механизма управления. Это обуславливается тем, что в продессе разгона ротора боек удерживается в нерабочем положении за счет выступа рычага фиксатора, который входит в паз бойка и препятствует повороту последнего вокруг оси от действия на него центробежных сил инерции. А поскольку от момента центробежных сил инерции бойка относительно .оси поворота возникают значительные удельные давлени на выступ рычага фиксатора и это дав ление растет пропорционально квадрату повьашенил скорости вращения ротора, то при высоких значениях скорости это давление составляет значитель ную величину, приводит к заклиниванию рычага фиксатора вследствие пере коса рычага и к значительному износу поверхности при срабатывании рычага. При этом для срабатывания рычага необходимо создать большое усилие от направляющих механизма управления, что может при больших рабочих скорос тях, при заклинивании рычага, привес ти к их разрушению. Цель изобретения - повышение долг вечности устройства. Эта Ц€шь достигается тем, что уст ройство снабжено механизмом переклюнения фиксатора, содержащим установленный на оси кулачок, с одной стороны которого выполнен выступ в виде двухстороннего клина., с другой размещен ролик, установленный с возможностью взаимодействия с направляющими при их повороте, фиксатор бойка выполнен в виде пальца с кольцевой проточкой, взаимодействуквдего с-клином кулачка, а боек выполнен с выступом, входящим в кольцевую проточку пальца. На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое ycтpoйcтвo на фиг. 2 разрез АтА на фиг. 1 на фиг. 3 положение механизмов устройства при разгоне ротора} на фиг. 4 - то же, при выводе бойка в рабочее положение. Устройство содержит корпус 1, в котором размещен ротор 2 с приводом 3. На роторе 2 посредством оси 4 шарнирно установлен боек 5. На роторе 2 расположен подпружиненный фиксатор бойка, выполненный в виде пальца б и пружины 7. Палец б имеет, кольцевую проточку 8 и установлен с возможностью осевого перемещения параллельно оси вала ротора 2, на котором расположен также механизм переключения фиксатора, содержащий кулачок 9, на торцовой поверхности которого выполнен выступ в виде двухстороннего клина 10, с противоположной стороны кулачка 9 установлен ролик 11. Кулачок 9 закреплен на оси поворота 12, и с ней взаимодействует через шарик 13 пружина 14 Для фиксации кулачка 9 в крайних положениях. Имеется механизм управления фиксатора, содержащий шарнирно установленные в корпусе 1 и. жестко связанные между собой направляющие 15 и 16, взаимодействующие с роликом 11, и привод 17 их поворота, вокруг оси 18. При этом палец б фиксатора взаимодействует с клином 10кулачка 9 с возможностью осевого перемещения фиксатора, причем в одном из крайних положений фиксатора боек 5 удерживается в нерабочем положении посредством имеклцегося у него выступа 19. Рабочий орган 20 жестко закреплен в корпусе 1. Кроме того, устройство может быть снабжено дополнительным рабочим органом 21, а также дополнительными бойком 22, фиксатором бойка и механизмом переключения фиксатора, размещенными на диаметрально противополож юй стороне ротора и зеркеипьно по отношению к первым, и дополнительным механизмом управления, размещенным зеркально и на противоположной стороне корпуса по отнсж1ению к первому. Устройство работает следующим образом. При разгоне ротора 2 приводом 3 выступ 19 бойка 5 находится в контакте с пальцем 6 фиксатора, удерживая боек 5 в нерабочем положении, когда он проходит мимо рабочего органд 20 (положение I на фиг. 1). Ролик 11 при этом проходит между направляющими 15 и 16, не задевая их. При достижении заданной скорости вращения ротора 2 включается один из приводов 17 механизмов управления, который по ворачивает направляющие 15 и 1-6 вокруг оси 18 так, что ролик 11 входит во взаимодействие с одной из них, например направлякщей 15. При наезде ролика 11 на направляющую 15 кулачок 9поворачивается вокруг оси 12 и кли 10кулачка воздействует на палец б фиксатора, который осуществляет осевое перемещение, кольцевая проточка 8располагается напротив выступа 19 бойка 5. При этом, получая возможнос перемещения под действием центробежной силы инерции, боек 5 поворачивае ся вокруг оси 4, занимает рабочее положение и производит удар по рабочему органу 20 (положение Q. на фиг. 1). В этом положении выступ 19 расположен в кольцевой проточке 8 пальца 6, пружина 7 сжата, а кулачок 9после поворота фиксируется в крайнем положении пружиной 14. После уда ра боек- 5 отскакивает от рабочего ор гана 20 и приходит в нерабочее поло.жение (положение I на фиг. 1). При этом выступ 19 выходит из кольцевой проточки 8 фиксатора, палец б ко торого под действием пружины 7 перем щается вниз, перекрывая проход высту па 19 и, таким образом, вновь удержи вая боек в нерабочем положении. Ролик 11, находясь на кулачке 9, который установлен в крайнем положении, свободно проходит между направляющими 15 и 16. После того, как ротор 2 снова набирает необходимую скорость, обратным ходом привода 17 направляющие 15 и 16 переводятся в прежнее положение. При этом другая направляющая 16 вступает во взаимодействие с роликом 11, поворачивая кулачок 9, который другой стороной клина 10 осуществляет осевое перемещение пальца 6, устанавливая кольцевую проточку 8 напротив выступа 19 и позволяя бойку 5 выйти на рабочее положение. Боек 5 вновь производит удар по рабочему органу 20 и возвращается в исходное положение, где выступ 19 выходит из кольцевой проточки 8, и под действием пружины 7 палец 6 фиксирует боек 5 в нерабочем положении. Ус гройство может работать, создавая ударную нагрузку на два рабочих органа 20, за счет попеременного вклю чения привода 16 первого и второго механизмов управления. Применение.механизма переключения фиксатора, имеющего кулачок с выступом, в виде двухстороннего клина и фиксатора бойка в виде пешьца, позволяют по сравнению с известным, работающим в сложных условиях приложения нагрузок, упростить силовую схему нагружения и таким образом повысить его долговечность. Формула изобретения Устройство для создания ударной нагрузки, содержащее корпус, ротор с приводом, шарнирно установленный на роторе боек, подпружиненный фиксатор бойка, механизм управления фиксатором, включающим две направляющие и привод их поворота, отличающееся тем, что, с целью повышения долговечности устройства, оно снабже.но механизмом переключения фиксатора, содержащим установленный на оси кулачок , с одной стороны которсГго выполнен выступ в виде двухстороннего клина, с другой размещен ролик, установленный с возможностью взаимодействия с направляющими при их повороте, фиксатор бойка выполнен в виде пальца с кольцевой проточкой, взаимодействующего с клином кулачка, а боек выполнен с выступом, входящим в кольцевую проточку пальца. Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3743033, л. 17-3/4, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 636497, кл. G 01 М 7/00, 1976 (прототип).