RU1810680C

RU1810680C - Mechanism for changing rotary motion to reciprocating motion

Info

Publication number: RU1810680C
Application number: SU894762098A
Authority: RU
Inventors: Адип Кашипович Бикташев; Айрат Адипович Бикташев; Марат Адипович Бикташев
Original assignee: А.К.Бикташев, А.А.Бикташев и М.А.Бикташев
Priority date: 1989-11-22
Filing date: 1989-11-22
Publication date: 1993-04-23

Abstract

Изобретение относитс к машиностроению , а именно к устройствам дл преобразовани вращательного движени в возвратно-поступательное, и может быть использовано в качестве привода плунжерного насоса. Целью изобретени вл етс расширение кинематических возможностей , повышение плавности движени и нагрузочной способности, Дл этого внутреннее звено 4 выполнено в виде двух параллельных одно другому коромысел, установленного с возможностью перемещени водила. Внешнее звено выполнено в виде по крайней мере трех параллельных одна другой планок, установленных с возможностью дискретного перемещени в осевом направлении, и упругих разрезных колец, установленных с посто нным шагом. При вращении звена в зависимости отобра- зованной кольцами канавки внешнее звено находитс в покое, перемещаетс вверх и вниз. Перемещением планок производитс изменение шага канавки и тем самым измен ютс скорость и направление звена. 5 ил.The invention relates to mechanical engineering, in particular to devices for converting rotational motion into reciprocating, and can be used as a drive of a plunger pump. The aim of the invention is to expand the kinematic capabilities, increase the smoothness of movement and load capacity. For this, the inner link 4 is made in the form of two parallel to one another rocker arm, mounted with the ability to move the carrier. The outer link is made in the form of at least three parallel to one another strips installed with the possibility of discrete movement in the axial direction, and elastic split rings installed with a constant pitch. When the link rotates, depending on the grooves formed by the rings, the outer link is at rest, moving up and down. By moving the strips, the pitch of the groove is changed and thereby the speed and direction of the link are changed. 5 ill.

Description

Изобретение относитс к машиностроению , а именно к устройствам дл преобра- зовани вращательного движени в возвратно-поступательное движение, и может быть использовано в приводах плунжерного скважинного насоса.The invention relates to mechanical engineering, in particular to devices for converting rotational motion into reciprocating motion, and can be used in plunger well pump drives.

Целью изобретени вл етс расширение кинематических возможностей, повышение плавности движени и нагрузочной способности.The aim of the invention is to expand the kinematic capabilities, increase the smoothness of movement and load capacity.

На фиг.1 изображен предлагаемый механизм; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 при шаге винтовой канавки, равном нулю; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 - параллелограммный механизм с блоком роликов; на фиг.5 - вид В на фиг.4.Figure 1 shows the proposed mechanism; figure 2 is a section aa in figure 1 with a pitch of the helical groove equal to zero; in Fig.Z - section bB in Fig.2; figure 4 is a parallelogram mechanism with a block of rollers; figure 5 - view In figure 4.

Механизм преобразовани вращательного движени в возвратно-поступательноеThe mechanism for converting rotational motion into reciprocating

содержит корпус 1 с направл ющими 2: в котором находитс внешнее звено 3 и взаимодействующий с ним внутреннее звено 4. Внешнее звено 3 состоит из упругих колец 5, установленных с определенным шагом в пазах 6 планок 7, 8, 9, 10 и 11, статора 10. Кольца 5 имеют разрез 13 и стыки их установлены в пазах планки 8 и 9. С канавками 14 внешнего звена 3, образованными кольцами 5, взаимодействуют ролики 15 внутреннего звена 4. Внутреннее звено 4 состоит из водила 16, установленных на нем с возможностью качани в плоскости оси его вращени коромысел 17, стоек 18, соединенных с последними шарнирами и образующие вместе с ними параллелограммный механизм, и роликов 15, установленных с возможностью качани на пальцах 20 стой00comprises a housing 1 with guides 2: in which there is an external link 3 and an internal link 4 interacting with it. The external link 3 consists of elastic rings 5 installed with a certain step in the grooves 6 of the strips 7, 8, 9, 10 and 11, the stator 10. The rings 5 have a cut 13 and their joints are installed in the grooves of the straps 8 and 9. With the grooves 14 of the outer link 3 formed by the rings 5, the rollers 15 of the inner link 4 interact. The inner link 4 consists of a carrier 16 mounted on it with the possibility of swinging in the plane of the axis of its rotation of the rocker arm 17, struts 18 connected with the last hinges and forming together with them a parallelogram mechanism, and rollers 15 mounted with the possibility of swinging on the fingers 20

о оoh oh

0000

оabout

ки 18. При этом ось пальца 20 направлена радиально оси вращени внутреннего звена 4. Внутреннее звено 4 соединено в одном варианте жестко, а в другом - подвижно с ведущим валом 21.18. In this case, the axis of the finger 20 is directed radially to the axis of rotation of the inner link 4. The inner link 4 is rigidly connected in one embodiment and movably with the drive shaft 21 in the other.

Планки 8 и 9 через т ги 22 и 23 соединены с дискретным приводом 24, в качестве которого может быть применен, например, линейный электромагнитный привод соленоидного типа, управл емый внешними импульсами или аналоговыми сигналами (а также встроенными конечными включател ми ). Пульт управлени на рисунке не показан . Т ги 22 и 23 взаимодействуют с устройством 25 (например, шестерн с зубчатыми рейками/закрепленными к т гам 22 и 23) дл их синхронного дискретного перемещени во взаимопротивоположном направлении каждый раз на величину шага друг относительно друга.The brackets 8 and 9 are connected to the discrete drive 24 through the rods 22 and 23, for example, a linear electromagnetic drive of the solenoid type, controlled by external pulses or analog signals (as well as built-in limit switches), can be used. The control panel is not shown in the figure. The rods 22 and 23 cooperate with the device 25 (for example, gears with gear racks / fixed to the rods 22 and 23) for their synchronous discrete movement in the opposite direction each time by the step size relative to each other.

В другом варианте исполнени внутреннего звена (фиг.4) ролики 26 установлены в блоке 27, цапфа 27, цапфа 28 которого установлена с возможностью ограниченного качани в отверстии стойки 29 паралле- лограммного механизма.In another embodiment of the internal link (Fig. 4), the rollers 26 are mounted in a block 27, a pin 27, a pin 28 of which is installed with a possibility of limited swing in the hole of the rack 29 of the parallelogram mechanism.

Механизм может быть выполнен также в варианте совершени .The mechanism may also be implemented.

Механизм работает следующим обра; ЗОМ. . .: . : . :. ,The mechanism works as follows; ZOM. . .:. :. :. ,

Привод 24, например шаговый двигатель , управл емый от пульта с программ- ным устройством, обеспечивающий с помощью устройства 25 дискретное перемещение планок 8 и 9 во взаимопротивоположном направлении каждый раз на величину одного шага t друг относительно, друга (относительно статора - на величину 1/2), замыкает стыки колец 5 в определенном положении, например, образу правую или левую винтовую канавку однозаходную с шагом t, двухзаходную с шагом 2 t и т.д. или кольцевую канавку с шагом/равным нулю . Количество возможных заходов винтовой канавки, которые могут образовать упругие кольца 5, зависит от геометрических размеров внешнего звена: диаметров и толщины кольца, шага их размещени и т.д. При этом стойка 11 неподвижна в статоре 12, а планки 7 и 10 каждый раз перемещаютс относительно статора 12 на величину 1/4-1 соответственно в направлении перемещени планки 8 и 9. Ролики 15, установленные симметрично настойках 18 параллелограммного механизма также перемещаютс во взаимнопротивоположных направлени х, соответственно, на величину 1 /2-1, и т.д., и кача сь на пальцах 20, мен ют угол наклона в соответствии с угломAn actuator 24, for example, a stepper motor controlled by a remote control with a software device, which allows the device 25 to discretely move the strips 8 and 9 in the opposite direction each time by the value of one step t relative to each other (relative to the stator - by 1 / 2), closes the joints of the rings 5 in a certain position, for example, to form a right or left helical groove, one-way with a step t, two-way with a step 2 t, etc. or an annular groove with a step / equal to zero. The number of possible approaches of the helical groove, which can form elastic rings 5, depends on the geometric dimensions of the outer link: the diameters and thickness of the ring, the step of their placement, etc. In this case, the strut 11 is stationary in the stator 12, and the strips 7 and 10 each time move relative to the stator 12 by a value of 1 / 4-1, respectively, in the direction of movement of the strips 8 and 9. The rollers 15 mounted symmetrically to the tinctures 18 of the parallelogram mechanism also move in opposite directions x, respectively, by a value of 1 / 2-1, etc., and swinging on the fingers 20, change the angle of inclination in accordance with the angle

подъема винтовой канаеки, образованной кольцами 5.lifting a helical canoe formed by rings 5.

При вращении внутреннего звена 4 в зависимости от образованной кольцами 5When the rotation of the inner link 4, depending on the formed rings 5

канавки 14, внешнее звено может находитьс в покое, перемещатьс вниз и вверх. Перемещением планок 8 и 9 с помощью привода 24 производитс изменение шага канавки и тем самым/скорости и направлени движени внешнего звена 3.grooves 14, the outer link can be at rest, moving down and up. By moving the laths 8 and 9 by means of the actuator 24, the groove pitch and thereby the speed and direction of movement of the outer link 3 are changed.

Например, дл получени возвратно- поступательного движени , близкого к синусоидальному , при вращении внутреннего звена, дискретно перемеща планки 8 и 9 воFor example, to obtain a reciprocating motion that is close to sinusoidal during the rotation of the inner link, discretely move the bars 8 and 9 in

5 .взаимопротивоположных направлени х, канавки с шагом, равным нулю, преобразуют канавку с шагом флотом 2 t и т.д., достига максимально допустимого шага и заходов винтовой канавки или скорости, требуемой5. In opposite directions, grooves with a step equal to zero transform the groove with a fleet pitch of 2 t, etc., reaching the maximum allowable pitch and approaches of the helical groove or the speed required

0 рабочему органу. При этом внешнее звено 3 перемещаетс относительно корпуса 1 со скоростью 0, т, 2 nt и т.д., где п - число оборотов ведущего вала 21, При приближении роликов. 15 к концу внешнего звена,0 to the working body. In this case, the outer link 3 moves relative to the housing 1 at a speed of 0, t, 2 nt, etc., where n is the number of revolutions of the drive shaft 21, as the rollers approach. 15 to the end of the external link,

5 последовательно уменьша шаг винтовой канавки, преобразуют ее в кольцевую канавку . Через некоторое врем , также дискретно перемеща планки 8 и 9, последовательно образуют винтовую канав0 ку другого направлени с шагом, 2 и т.д. При этом внешнее звено перемещаетс в обратном направлении соответственно со скоростью nt, 2 nt и т.д. Возможность такого изменени шага винтовой канавки позвол 5 ет измен ть длину хода, скорость возвратно-поступательного движени внешнего (ведомого) звена, останавливать его в нужной точке на„необходимое врем , т.е. сообщать ему требуемое рабочему органу5, successively reducing the pitch of the helical groove, convert it into an annular groove. After some time, also discretely moving the strips 8 and 9, they sequentially form a helical groove in the other direction in increments of 2, etc. In this case, the external link moves in the opposite direction, respectively, with the speed nt, 2 nt, etc. The possibility of such a change in the pitch of the helical groove allows 5 to change the stroke length, the speed of the reciprocating movement of the external (driven) link, stop it at the right point for the “necessary time, i.e. inform him of the required working body

0 движение по запрограммированному сложному закону. Это сильно расшир ет кинематические возможности механизма.0 movement according to the programmed complex law. This greatly expands the kinematic capabilities of the mechanism.

Уменьшение скорости поступательного движени при приближении к точке оста5 новки или изменении направлени движени улучшает динамическую характеристику механизма.A decrease in the translational speed when approaching a stopping point or changing the direction of motion improves the dynamic response of the mechanism.

Внешнее звено не имеет пересекающиес винтовые канавки правого и левого на0 правлени , при преодолении которых ролики подвергались бы ударам. Это позво- л еттакже улучшить динамическую характеристику и тем самым повысить долговечность механизма.The outer link does not have intersecting helical grooves of the right and left direction, overcoming which the rollers would be hit. This also allows to improve the dynamic performance and thereby increase the durability of the mechanism.

5 Выполнение канавок с помощью тонких упругих колец и отсутствие пересекающихс винтовых канавок правого и левого направлений дает конструктивную возможность уменьшить ш.аг однозаходной винтовой канавки, что в свою очередь позвол ет5 Grooves made using thin elastic rings and the absence of intersecting helical grooves of the right and left directions gives a constructive opportunity to reduce the pitch of the single-thread helical groove, which in turn allows

уменьшить передаточное отношение (в данном случае отношение длины хода ведомого звена за один оборот ведущего) механизма. Это также улучшает динамическую характеристику и расшир ет кинематические возможности механизма.reduce the gear ratio (in this case, the ratio of the stroke length of the driven unit per revolution of the master) mechanism. It also improves dynamic performance and expands the kinematic capabilities of the mechanism.

Взаимодействующа с роликами часть внешнего звена состоит из простых в конструктивном .отношении и технологических колец, установленных в пазах стоек. Такое выполнение ее повышает технологичность изготовлени механизма практически с любой длиной хода, что в свою очередь, расшир ет его кинематические возможности.The part of the outer link interacting with the rollers consists of structurally simple and technological rings installed in the grooves of the racks. Such an embodiment increases its manufacturability of manufacturing a mechanism with virtually any stroke length, which, in turn, expands its kinematic capabilities.

Claims

The inner link may contain a large number of symmetrically placed rollers or blocks of rollers, simultaneously interacting with the grooves of the outer link. This many times increases the load capacity of the mechanism. SUMMARY OF THE INVENTION A mechanism for converting rotational motion into a reciprocating motion, comprising a housing, a drive shaft, an internal link connected thereto, an external link installed in the housing, coaxial with the internal link, and rollers placed between the internal and external links, each rotatably mounted and rotation around the radial axis, characterized in that, in order to expand the kinematic capabilities, increase the smoothness of movement and load capacity, the inner link is made in the form of two parallel

one to the other of the rocker arm, mounted with the possibility of axial movement of the carrier, hinged to each of the rocker arms, and two hinged to the corresponding rocker arms of the parallel legs, the outer link is made in the form of at least three parallel to one another straps installed with the possibility of discrete movement in axial direction relative to each other, and elastic split rings mounted sequentially with a constant step and each with the possibility of rotation in the plane of its axis, while the ends of Lets are placed in the corresponding slats, and

the rollers are mounted on racks and are designed to interact with the ends of the rings.