Устройство прерывистого вращения

Устройство прерывистого вращения

Реферат

 

Использование: относится к машиностроению и может быть использовано в машинах, в которых необходимо иметь прерывистое вращательное движение с определенным шагом. Сущность изобретения: устройство прерывистого вращения содержит стойку, установленный на ней выходной вал с жестко закрепленным на нем делительным диском, механизм поворота делительного диска с двигателем, механизм фиксации углового положения выходного вала и блок управления. Механизм поворота делительного диска выполнен в виде двух установленных с возможностью вращения вокруг выходного вала в противоположные стороны ведущих рычагов с размещенными на них управляемыми пальцами, расположенными с возможностью поочередного взаимодействия с делительным диском, двух шарнирно соединенных с ведущими рычагами поступательных звеньев, установленных на стойке с возможностью перемещения в противоположных направлениях и подпружиненных один относительно другого посредством аккумулирующего упругого элемента, и установленного на стойке и кинематически связанного с двигателем вала с жестко закрепленным на нем двуплечим коромыслом, связанным с поступательными звеньями посредством шатунов. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в машинах, в которых необходимо иметь прерывистое вращательное движение с определенным шагом, в частности в поворотных столах робототехнических комплексов, делительных столах станков, дозаторах упаковочных машин и пр.

Известны устройства для периодического поворота, в которых непрерывное вращательное движение вала двигателя преобразуется в прерывистое вращение выходного звена с помощью мальтийских, рычажных, кулачковых и др. механизмов [1] Основным недостатком этих устройств является то, что кинетическая энергия поворачиваемых деталей при торможении, во время завершения цикла поворота, в большей части расходуется на деформирование и изнашивание звеньев и служит источником динамических нагрузок и вибрации, снижающих надежность оборудования. Кроме того, энергопотребление таких приводов находится в квадратичной зависимости от частоты перемещений, что приводит при повышении производительности к значительному росту установочной мощности двигателей и повышению нагруженности звеньев конструкции, что является причиной снижения надежности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является привод прерывистого вращения, содержащий выходной вал с жестко закрепленным на нем делительным диском, шарнирно соединенные между собой и установленные с возможностью вращения в противоположные стороны два ведущих рычага, с размещенными на них управляемыми пальцами, предназначенными для поочередного взаимодействия с делительным диском, аккумулятор механической энергии, привод и механизм фиксации [2] Рекуперация энергии подвижных звеньев этого устройства приводит к уменьшению влияния вибрации на работу оборудования и позволяет значительно снизить установочную мощность энергоносителей. Недостатком этой конструкции является то, что упругий элемент при разгоне и торможении воздействует на опоры, закрепленные на стойке, знакопеременным усилием и раскачивает их, что приводит к вибрации в работе привода и, как следствие, снижает надежность его работы.

Целью изобретения является повышение надежности устройства прерывистого вращения за счет уменьшения колебаний стойки.

Достигается это тем, что устройство прерывистого вращения содержащее стойку, установленный на ней выходной вал с жестко закрепленным на нем делительным диском, механизм поворота делительного диска с двигателем, механизм фиксации углового положения выходного вала и блок управления снабжено механизмом поворота делительного диска, выполненным в виде установленных с возможностью вращения вокруг выходного вала в противоположные стороны двух ведущих рычагов с размещенными на них управляемыми пальцами, расположенными с возможностью поочередного взаимодействия с делительным диском, двумя шарнирно соединенными с ведущими рычагами поступательными звеньями, установленными на стойке с возможностью перемещения в противоположных направлениях и подпружиненных один относительно другого посредством аккумулирующего упругого элемента, и установленным на стойке и кинематически связанным с двигателем валом с жестко закрепленным на нем двуплечим коромыслом, связанным с поступательными звеньями посредством шатунов.

Перечисленные признаки отличают заявляемое решение от прототипа и обуславливают соответствие его критерию "новизна".

В технической и патентной документации решений со сходными отличительными признаками не обнаружено, на основании этого делается вывод, что заявленное решение соответствует критерию "Существенные отличия".

На фиг. 1 показано устройство, вид сверху; на фиг. 2 то же, вид сбоку.

Оно содержит стойку (не показана), установленные на ней выходной вал 1 с жестко закрепленным на нем делительным диском 2 и поступательные выполнения этих операций упругий элемент 24 разгоняет поступательные звенья 3, 4 в противоположные стороны, поворачивая при этом рычаг против часовой стрелки, рычаг 10 по часовой стрелке, а вместе с ним по часовой стрелке вращаются делительный диск 2 с выходным валом 1. После поворота диска на угол, ограничивающий размер канавки 29, привод 28 отключается и ролик 27 свободно обкатывается по цилиндрической поверхности диска 2. В процессе разгона подвижных звеньев потенциальная энергия упругого элемента 24 переходит в кинетическую энергию подвижных звеньев. Когда двуплечее коромысло 16 совершит половину оборота, пружина 24 начнет сжиматься и кинетическая энергия подвижных звеньев будет переходить в потенциальную энергию упругого элемента. После прохождения кривошипом 22 половины угла своего поворота шток пневмоцилиндра 23 начинает двигаться в обратном направлении и по команде с блока управления в штоковую полость пневмоцилиндра подается давление. Усилие пневмоцилиндра 23 помогает подвижным звеньям дожать упругий элемент и в конце поворота ролик 27 попадает в канавку 29 диска 1. Движение поступательных звеньев 3, 4, а вместе с ними и делительного диска 2 с валом 1, заканчивается, когда ось двуплечего коромысла 16 совпадет с осями шатунов 17, 18. Начинается выстой выходного вала 1, положение которого фиксировано с помощью рычага 26 с роликом 27, взаимодействующим с канавкой 29 диска 2. Во время выстоя управляемые пальцы 11, 12 по команде с блока управления выводятся из отверстий делительного диска 2, а управляемые пальцы 13, 14 вводятся в отверстия делительного диска 2. Следующий поворот начинается с подачи сигнала с блока управления на пневмоцилиндр 23 и индивидуальный привод 28. Поворот осуществляется аналогичным образом.

Выполнение устройства прерывистого вращения с двумя подпружиненными друг к другу поступательными звеньями позволяет замкнуть усилие упругого элемента на поступательные звенья, значительно снизить имеющую циклический знакопеременный характер нагрузку на стойку и, тем самым, устранить источник вибрации и динамики в работе оборудования.

Кроме того, вращение выходного вала парой сил приводит к значительному снижению его нагруженности поперечными силами и звенья 3, 4 шарнирно соединенные шатунами 5, 6, 7, 8 с вращающимися вокруг выходного вала в противоположные стороны ведущими рычагами 9, 10. На ведущих рычагах 9, 10 размещены управляемые с помощью пневмоцилиндров или электромагнитов пальцы 11, 12, 13, 14, предназначенные для попарного взаимодействия с отверстиями делительного диска 2. На стойке установлен вал 15 с жестко закрепленным на нем двуплечим коромыслом 16, шарнирно соединенным шатунами 17, 18 с поступательными звеньями 3, 4. На валу 15, кроме того, жестко закреплено зубчатое колесо 19, в зацеплении с которым находится колесо 20, жестко закрепленное на оси 21. На оси 21 жестко закреплен кривошип 22, шарнирно соединенный с двигателем, в качестве которого используется пневмоцилиндр 23. Упругий элемент 24 располагается между поступательными звеньями 3 и 4. Механизм фиксации углового положения включает в себя муфту свободного хода 25, установленную на выходном валу 1, и подпружиненный к делительному диску 2, рычаг 26 с роликом 27, установленный на стойке с возможностью поворота от индивидуального привода 28 и взаимодействия с канавками 29 делительного диска 2.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении ось двуплечего коромысла 16 примерно совпадает с осями шатунов 17 и 18, упругий элемент 24 в виде пружины в сжатом состоянии располагается между поступательными звеньями 3 и 4 и имеет максимум потенциальной энергии. Установленные на ведущем рычаге 9 на одной оси с шарнирами, соединяющими данный рычаг с шатунами, управляемые пальцы 11, 12 введены в отверстия делительного диска 2, а управляемые пальцы 13, 14, принадлежащие ведущему рычагу 10, выведены из отверстий. Ролик 27 находится в канавке 29 делительного диска 2. Для поворота выходного вала по часовой стрелке по команде с блока управления (на рисунке не показан) включается индивидуальный привод 28, выводя ролик 27 из канавки 29 диска 2 и одновременно включается двигатель 23, в качестве которого используется пневмоцилиндр, который поворачивает кривошип 22 против часовой стрелки и выводит систему из состояния, близкого к неустойчивому, после чего пневмоцилиндр 23 отключается, обеспечивая беспрепятственное перемещение своего штока. После изгибающими моментами, что также положительно сказывается на работе устройства.

Снижение нагрузок на выходном валу приводит к значительному снижению нагрузок на жестко закрепленные на стойке опоры вала, в результате чего повышается надежность устройства прерывистого вращения.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ПРЕРЫВИСТОГО ВРАЩЕНИЯ, содержащее стойку, установленный на ней выходной вал с жестко закрепленным на нем делительным диском, механизм поворота делительного диска с двигателем, механизм фиксации углового положения выходного вала и блок управления, отличающееся тем, что механизм поворота делительного диска выполнен в виде двух установленных с возможностью вращения вокруг выходного вала в противоположные стороны ведущих рычагов с размещенными на них управляемыми пальцами, расположенными с возможностью поочередного взаимодействия с делительным диском, двух шарнирно соединенных с ведущими рычагами поступательных звеньев, установленных на стойке с возможностью перемещения в противоположных направлениях и подпружиненных один относительно другого посредством аккумулирующего упругого элемента, и установленного на стойке и кинематически связанного с двигателем вала с жестко закрепленным на ней двуплечим коромыслом, связанным с поступательными звеньями посредством шатунов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2