преобразователь движений дегтярева

описание изобретения

область техники, в которой может быть использовано изобретение - машиностроение. уровень техники.

в настоящее время при работе любого преобразователя вращательных движений в возвратно - поступательные движения, в этих механизмах возникают знакопеременные нагрузки, очень отрицательно влияющие на надежность и долговечность этих механизмов в процессе эксплуатации.

исключением является преобразователь вращательных движений в возвратно - поступательные движения, где для выполнения возврвтного движения применяется аккумулятор механической энергии.

ближайшим аналогом объекта изобретения есть преобразователь вращательных движений в возвратно - поступательные движения без возникновения знакопеременных нагрузок, в котором для выполнения возвратного движения применяется аккумулятор механической энергии (далее в описании «пpeoбpaзoвaтeль движений с аккумулятором))).

такие преобразователи нашли широкое применение в плунжерных насосах марки C-13 елецкого завода ,,гидpoпpивoд\ россия

(«Cпpaвoчник конструктора машиностроителя)) под реzтакцией

в.и.анурьева, книга 1 , страница 368-373). рассмотрим кiшематическую схему этого преобразователя движений, где в качестве аккумулятора механической энергии применена пружина (фиг.з приложения к чертежам).

из схемы видно, что он выполнен с применением обычного преобразователя вращательных движений в возвратно-поступательные движения, дальше в описании «oбычнoгo преобразователя движений)). также видим из схемы, что аккумулятор механической энергии (далее в описании «aккyмyлятop») не только накапливает энергию для выполнения возвратного движения, а также нагружает всю схему механизма предварительной нагрузкой R L - благодаря чему устраняются все зазоры между стыкующимися деталями. иа схеме, для упрощения представления принципа работы, обычный преобразователь выполнен кривошипно-шатунным механизмом, а следует отметить, что вместо кривошипа можно применить другие устройства (кулачок, эксцентрик, механизм косой шайбы и т.д.).

обычный преобразователь движений поз. 1, действует нагрузкой р.п. l . на стержень поз. 2, который действует на аккумулятор поз. 3, и осуществляет движение в одном направлении. после окончания первого движения, аккумулятор усилием P.п.2 действует на стержень который выполняет возвратное движение.

рассмотрим график нагрузок этого преобразователя фиг. 4 приложения к чертежам. для удобства рассмотрения договоримся об определениях и сокращениях которые приводятся в графике: Ro. - полное отсутствия нагрузок; R l . - предварительная нагрузка схемы механизма; P.+.- нагрузки возникающие в преобразователе движений, которые действуют в одном направлении с Rl ; R-. - нагрузки, которые действуют в противоположном к R l . направлении; Rp. - рабочая нагрузка; Rн. - накопленная аккумулятором нагрузка; ,,движeниe 1 " - движение преобразователя в одном направлении; ,,движeниe 2" - движение преобразователя в возвратном направлении, о

,,двoйнoe движение" - замкнутый цикл движений преобразователя «вoзвpaтнo- пocтyпaтeльнoe» движение; Rn.1. - полная нагрузка преобразователя движений при выполнении ,,движeниe 1"; Rn.2 - аналогичная нагрузка при ,, движение 2".

указанные определения и сокращения распространяются и на описание объекта изобретения. рассмотрим нагрузку преобразователя движений с аккумулятором который выполняет „ движение 1 ".

предварительная нагрузка Rl., изображенная на графике в направлении P.+. с которой совпадает направление нагрузки Rp. и образовывают общую нагрузку Rn.1.

рассмотрим нагрузку при „ движении 2".

рабочая нагрузка Rp. действующая при „ движении 1 " отсутствует, на стержень действует P.п.2., которая состоит из R l. и Rн. (Rp. в данном случае входит в составную часть Rн.) и действуют в одном направлении

P.+.,учитывaя то, что при выполнении „ двойное движение" все нагрузки были в одном направлении и через Ro. не переходили, это означает , что при осуществлении возвратно-поступательных движений преобразователем движений с аккумулятором, знакопеременные нагрузки не возникают. заканчивая описание аналога мы делаем вывод о том, что его характеристики совпадают с характеристиками объекта изобретения в одном - оба преобразователя движений обеспечивают преобразование вращательных движений в возвратно-поступательные движения без возникновения знакопеременных нагрузок. также приходим к выводу что у аналога есть большой недостаток в связи с тем, что в его схеме применяется аккумулятор механической энергии.

аккумулятор, чем бы он не был выполнен: пружиной, подвешенным грузом, сжатым газом и т.д. - имеет сравнительно большой вес и занимает много места. вторым и возможно главным недостатком является то, что во время работы аккумулятор сам потребляет много

5 энергии

суть изобретения.

перед тем как приступать к работе над изобретением автор поставил перед собой одну цель, сконструировать преобразователь вращательных движений в возвратно-поступательные движения без ю возникновения знакопеременных нагрузок, не применяя при этом аккумулятора механической энергии. рассмотрев множество кинематических схем автор приходит к выводу, что достичь поставленной цели есть возможность, если собрать механизм за такой формулой: 5 «пpeoбpaзoвaтeль вращательных движений в возвратно- поступательные движения без возникновения знакопеременных нагрузок - это есть механизм, который отличается тем, что в его кинематической схеме отсутствует аккумулятор механической энергии для выполнения возвратного движения, кинематическая схема которого предварительно 0 нагружена определенным усилием и имеет форму параллелограмма, стороны которого соединены подвижными узлами, две его параллельные стороны выполнены стержнями, в один из которых вмонтирован обычный преобразователь вращательных движений в возвратно- поступательные движения, а две другие стороны выполнены рычагами, 5 оси вращения которых находятся в точке пересечения этих сторон с линией которая проходит между двумя стержнями и параллельна к пιιм».

технический результат, которого можно достичь при применении изобретения, это значительное уменьшение вибрации в процессе работы механизма, его веса, увеличение надежности в работе, а также улучшение условий работы обслуживающего персонала и значительное увеличение коэффициента полезного действия.

фигуры чертежей.

в описании изобретения есть ссылки на чертежи (фиг.l и фиг.2.) на фиг.l изображена кинематическая схема объекта изобретения, а на фиг.2 график нагрузок которые возникают во время работы объекта изобретения. также в описании предоставляется приложение к чертежам - фиг.з и фиг.4., кинематическая схема и график нагрузок которые необходимы для объяснения работы аналога изобретения.

анализ формулы изобретения.

чтобы убедится в возможности осуществления изобретения рассмотрим кинематическую схему объекта изобретения, его работу, а также график нагрузок во время работы. начнем из построения кинематической схемы.

необходимо отметить, что в формуле изобретения не указывается каким механизмом осуществляется предварительная нагрузка Rl . и место нахождения его в схеме. не указывается в формуле что оси рычагов должны быть недвижимыми, а также не указывается на котором из двух стержней крепится инструмент. все эти вопросы решает конструктор самостоятельно, в каждом отдельном случае.

придерживаясь условий формулы, для упрощения объяснения работы объекта изобретения, в данном случае кинематическая схема имеет следующий вид (см. фиг.l .) два рычага поз.5 и 10, установлены на недвижимых осях поз. б и 11, на концах рычагов установлены подвижные

узлы поз. 4; 7; 9; 12. подвижные узлы поз.7 и 9 связаны между собой стержнем с инструментом поз.8, а подвижные узлы поз.4 и 12 связаны между собой стержнем поз.2, в который вмонтировано два стабилизатора предварительной нагрузки поз.з и 13 и обычный преобразователь движений поз. 1. вся схема предварительно нагружена стабилизаторами поз.з и 13.

объект изобретения работает следующим образом.

обычный преобразователь движений поз. l, получив вращательные движения от внешнего источника энергии, поступательным движением с рабочей нагрузкой р.р. действует на стержень поз.2, дальше через поз.з;

4; 5; 6; и 7 рабочая нагрузка передается на стержень с инструментом поз.8, дальше через поз. 9; 10; 11; 12; 13; 2 холостой нагрузкой движение замыкается на обычном преобразователе движений поз.l. таким образом осуществляется движение в одном направлении. в обратном направлении все осуществляется аналогично. обычный преобразователь движений поз. l, также поступательным движением с рабочей нагрузкой р.р. действует на стержень пoз.2 дальше через поз. 13; 12; 11 ; 10; 9 рабочая нагрузка действует на стержень с инструментом поз. 8, а дальше через поз.7; 6; 5; 4; 3; 2 холостой нагрузкой движение замыкается на поз. l . так осуществляется возвратное движение, а за два движения возвратно-поступательное движение.

рассмотрим график нагрузок возникающих во время работы объекта изобретения фиг.2. определения и сокращения на этом графике, такие же как у аналога. как изображено на графике Pl . лежит в координате P.+., рабочая нагрузка р.р. при осуществлении ,,движeниe 1 " совпадает в направленвдi действия с PJ . поэтому они в сумме составляют P. l .+P.p.=P.п. полную нагрузку объекта изобретения, которая

также лежит в координате P.+. рассмотрев график на котором изображено , движение 2" осуществляемое объектом изобретения видим, что все нагрузки лежат в координате P.+., и равные по величине нагрузкам при ,,движeниe I ^м . так как все нагрузки при ,,движeнии 1" и ,,движeниe 2", а в целом ,,двoйнoe движение" лежат в координате P.+. и линию координаты р.о. не пересекают, делаем вывод, что во время работы объекта изобретения знакопеременные нагрузки не возникают. кроме того, рассмотрев и проанализировав график нагрузок приходим к выводу, что чем большую часть в р.п. занимает р.l . по отношению к р.р. тем больше характеристики возвратно-поступательных движений объекта изобретения приближаются к характеристикам движений с постоянной нагрузкой.

изготовление и рекомендации по применению. в связи с тем, что кинематическая схема объекта изобретения предварительно нагружена определенным усилием, автоматически устраняются все зазоры между стыкующимися деталями, а это значит, что при изготовлении деталей для сборки данного механизма не требуется высокая точность обработки, вполне достаточно операций проката и штамповки.

объект изобретения особенно эффективен для привода гибкого (очень длинного и тонкого) инструмента совершающего возвратно - поступательные движения.