Ограничитель вращения

Ограничитель вращения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советски к

Социалистическик

Республик

А Н И Е <" 734638

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22)Заявлено 22.02.78 (21) 2583455/18-24 (51) Щ. (л.

+05 Cj 5/04 с присоелинением заявки М 2604741/18-24 (23) П риорн ген

Опубликовано 15,,05.80. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания

Государствоииый комитет по делам иэобретеиий и открытий (53} УДК621 525 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Л. Иванов и Н. И. Погодин (71) Заявитель (54) ОГРАНИЧИТЕЛЬ ВРАШЕНИЯ

Изобретение относится к механическим системам управления, а именно к ограничителям вращения, и может быть использова.но в тех областях техники, где требуется ограничение наибольшего угла поворота в многооборожых кинематических линиях.

Известные ограничители вращения (стопоры) представляют собой два кинематически связанных звена, каждое из которых имеет свою ось вращения. К ним от10 носятся червячный стопор, шестереночный стопор (1).

Преимушеством этих стопоров является многооборотность, т.е. ограничение большого угла поворота ведомого звена механизма.

Недостатки стопоров — ограниченность их применения (обычно при числе стопочных оборотов больше 17), наличие второго вала вращения, что приводит к плохой компонуемости, а также невозможность применении при необходимости регулировки в механизме различного стопорного числа оборотов.

При малых пределах стопорения используют ограничители с кулачковыми шайбами.Такие ограничители представляют собой стопоримый валик с набором кулачковых шайб,каждая из которых, сделав один оборот, увлекает за собой следующую и т.д. до тех пор, пока последняя шайба не упрется в выступ корпуса.

Преимушество этих стопоров заключается в том, что они собраны на одном пентре (стопоримом валу).

Недостатки стопоров — ограниченное применение (до 20 оборотов), необходимость расчета на каждый предел стопорения, изготовление спепдетали и пригонка ее при сборке в каждом новом механизме.

Наиболее близким к изобретению являются винтовые ограничители вращения, у которых на стопоримом валу между двумя опорами установлены ограничительные и подвижный упоры, снабженные контактньiми выступами. Подвижный упор сопряжен с валом резьбой и перемешается вдоль него по направляющей корпуса (21.

38 ф

Указанная цель достигается выполнением корпуса с внутренней резьбой, а подвижнсъго упора в виде резьбовых роликов, заключенных в обойму и сопряженных с резьбовым валсм (винтом) и корпусом. В связи с этим подвижный упор 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.

Однако требования минитпоризации 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 резьбы стопора. В ограничителе присутствует трение скольжения, что приводит к лишним энергетическим затратам. Существующие шарико-винтовые механизмы в качестве многооборотного компактного винтового

25 накопителя информации не приемлемы по причине их большого шага . В связи с миниатюризацией приборов присохранении пределов стопорения в винтовых ограничителях вракеэо ния уменьшают осевое перемещение за оборот за счет уменьшения шага применением дифференциальных винтов и т.п. При этом уменьшается надежность стопорения и появляется опасность проскальзывания

35 выступов упоров друг относительно друга в момент стопорения. При малых линейных перемещениях за оборот вала контактная площадка выступов сужается. При перемещениях, соизмеримых с люфтом подвижно4О

ro упора, этот упор перекашивается или отходит под действием больших динамических усилий стопорения и малой площади контактирования выступов, вследствие чего вал совершает лишний оборот сверх не45 обходимого предела стопорения до следующей встречи выступов упоров.

3 7346

Преимущество этого типа ограничителей — установка их на одном центре вращения, что позволяет естественно вписываться в компоновку механизма. Такие ограничители легко преобразуются в универсальные для любых пределов стопоре- °

5 ния установкой неподвижных упоров на резьбовую часть.

Размещение винтового стопора на валу между двумя опорами позволяет выполнить корпус в виде стандартнойвтулки.

Недостаток таких стопоров заключается в том, что в момент стопорения,вследсч

50 вие удара при больших скоростях вращения на выступах ynapos повышается удельно давление, которое превышает допустимое, вследствие малости контактной площадки.

Цель изобретения — расширение пределов стопорения и повышение надежности стопорения ограничителей вращения при ограниченных габаритах по длине и уменьшении моментов трения.

Таким образом достигается расширение пределов стопорения при ограниченных длинах 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 упора и момент стопорения. В момент встречи начинается увеличение контактной площадки выступов соприкоснувшихся упоров, которое заканчивается в момент стопорения.

На фиг. 1 показан ограничитель вращения, продольный разрез; на фиг. 2поперечное сечение Б-Б по корпусу, роликам и валу; на фиг. 3 — ограничитель вращения, продольный разрез(с вариантом выполнения ограничительного упора) В корпусе 1 ограничителя вращения, выполненном в виде втулки с фланцем, в опорах 2 вращении 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 1.На резьбовой части вала размещены два неподвижных отн ..ительно вала 3 ограничительных упора 4 и подвижный упор 5.

Неподвижный упор выполнен в виде двух частей разрезной гайки с выступом и может быть закреплен на любом месте резьбовой части вала 3. Подвижный упор 5 выполнен в виде обоймы с резьбовыми роликами 6, сопряженными с резьбой корпуса 1 и вала 3. Шаг резьбовых роликов равен шагу резьбы корпуса и вала. На

638 6 закреплен на валу 3 и вращается вместе с ним. В момент встречи боковая поверхность выступа подвижного упора 5 соприкасается с боковой поверхностью выступа подвижной части 12, которая начинает перемешаться по наружной резьбе части. 10 в ту или иную сторону в зависимости от направления резьбы. При противоположном направлении резьбы вала 3 и подвижной части 12 в момент встречи выступов упора 5 и части 12 они начинают перемешаться навстречу друг другу до упора своими торцами. При одинаковом направлении резьбы осевое перемещение подви>хной части 12 за один 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 попутного, так как ускоряет стопорение, что сокращает габариты по длине ограничителя вращения. го упоров располо>кены на одном радиусе от центра вращения. Осевой люфт опор врашения регулируется гайками 8 и шайбами 9, Ограничитель вращения работает следуюшим образом.

При вращении вала 3 подвижный упор вращается вокруг вала и перемешается <0 вдоль него до соприкосновения своим выступом 7 с выступом неподвижного упора.

Подвижный упор представляет собой водило планетарной передачи, а ролики — сателлиты, перекатывающиеся по двум ок- 1s ружностям разной длины. Поэтому подвижный упор за один оборот вала перемешается вдоль него на расстояние, не равное

: шагу резьбы вала.

Таким образом, выполнение подвижного >0 упора ограничителя вращения в виде обоймы с резьбовыми роликами, сопряженными с резьбой корпуса и вала, позволяет в пределах рабочей длины вала увеличить количество оборотов стопоримого вала, выпол- 2s нение подвижного упора в виде обоймы с отдельными роликами позволяет повысить многопарность зацепления (число точек контакта) винтовой пары, а следовательно, более равномерное распределение пре 30 дельной нагрузки, возникающей в момент стопорения. Кроме того, использование роликов в подвижном упоре заменяет трение скольжения винтовой пары на трение качения, что позволяет повысить КПЙ ограни- З5 чителя вращения до 93-95 io.

Выполнение неподвижного упора из двух частей, сопряженных эластичным упругим элементом, позволяет уменьшить влияние динамических нагрузок в момент стопорения за счет регулировки момента сопротивления пружины, а также за счет плавного увеличения площадки контакта выступов соприкасаемых упоров. Использование пружины кручения в качестве эластичного элемента, кроме того, псо- воляет возвращать подви>лную часть ограничительного упора в исходную позицию.

Все вышеперечисленные признаки позволяют исключить последствия удара в момент стыковки упоров, создать упругий упор .и повысить надежность стопорения ,ограничителя вращения.

5 734 обойме с двух сторон выполнены выступы 7. Выс-.упьr подвижных и неподвижнс

В корпусе 1 ограничителя вращения (см. фиг.3) в опорах вращения 2 размещен вал 3 с резьбой. Ограничительный упор 4 разделен на

40 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. Другая часть 12 выполнена в виде гайки с торцовым выступом, установлена подвижно на разрезной втулке и сопряжена с ее наружной резьбой. Между подвижной частью 12 и неподвижной частью

10 размещена пружина 13 кручения и мерная шайба 14, образующие упругий элемент. Подвижный упор 5 и подвижная часть

12 снабжена контактными выступами 15.

Ограничитель работает следующим образом.

При вращении вала подвижный упор перемешается вдоль него до встречи с ограничительным упором. Ограничительный упор

В процессе взаимного перемещения выступов упоров после встречи площадка соприкосновения их растет и достигает максимума в момент стопорения, а также возрастает противодействие пружины, заведенной на определенный момент вращения.

Мерная шайба 14, размещенная между подвижной частью 12 и неподвижной частью

l0 ограничительноГо 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. б-б

ЦНИИПИ Заказ 2218/9 Тираж 956 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 7346

Формула изобретения

1. Ограничитель вращения, содержащий корпус, внутри которого расположен вал с резьбой, ограничительные и подвижный упоры с контактными выступами, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения рабочего диапазона ограничителя, на внутренней поверхности корпуса выполнена внутренняя резьба, а подвижный 10 упор ссстоит 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.й с я тем,что, с 1 целью повышения . надежности ограничите38 8 ля, каждый ограничительный упор выполнен в виде двух частей, одна из которых неподвижно закреплена на валу, а другая подвижно связана с ней, причем между подвижной и неподвижной частями ограничительного упора установлен упругий элемент.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Справочник конструктора точного приборостроения, под ред, Литвина Ф. Л.

М., Машиностроение", 1964, с. 429.

2. Авторское свидетельство СССР № 383084, кл. 505 Ct 5/00, 1971 (прототип).