RU2446322C2

RU2446322C2 - Actuator

Info

Publication number: RU2446322C2
Application number: RU2010125719/06A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Степанович Белицкий (RU); Дмитрий Степанович Белицкий; Михаил Николаевич Жарков (RU); Михаил Николаевич Жарков; Виктор Андреевич Кочергин (RU); Виктор Андреевич Кочергин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева"
Priority date: 2010-06-23
Filing date: 2010-06-23
Publication date: 2012-03-27
Also published as: RU2010125719A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: cylinder and tooth-and-rack mechanism are arranged in case. Piston with rod are fitted inside cylinder. Bead is made on rod end. Tooth-and-rack mechanism comprises rack and toothed sector with output shaft. Separate rack and rod are hinged together. Hinge is made up of groove on rack end and bead to be fitted in slot in assembly. Two screws lock rack to prevent turning about its axis. Rack is mounted on support roller on the side opposite rack toothed section. Axle of said roller is fitted in bracket to rule out rack crosswise shift. Set of shims is fitted between bracket base and casing to allow lifting roller axle, hence, clearance in tooth-and-rack gearing.

EFFECT: ruling skews in kinematic gearing.

4 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в тех областях, где необходимо осуществить поворот опоры на заданный угол, в частности в космической технике для раскрытия посадочного устройства пилотируемого транспортного космического корабля.The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used in areas where it is necessary to rotate the support by a given angle, in particular in space technology, to reveal the landing device of a manned transport spacecraft.

В качестве аналога данного изобретения принят исполнительный механизм, описанный в [1], который содержит корпус, установленный в корпусе вал с зубчатым колесом, размещенные в цилиндре поршень с рейкой, взаимодействующей с зубчатым колесом, при этом рейка установлена радиально-подвижно относительно поршня и опирается не менее чем на два ролика, в поршне выполнен сквозной паз, параллельный продольной оси поршня, а рейка установлена в пазу. Недостатком является возможность появления момента сухого трения на торцах рейки в пазу поршня из-за перекоса рейки, возникающего от действия радиальных сил в зубчатом зацеплении при нагружении вала крутящим моментом, что вызывает дополнительную нагрузку на выходной вал механизма.As an analogue of the present invention, the actuator described in [1] is adopted, which comprises a housing, a shaft with a gear installed in the housing, a piston placed in the cylinder with a rack interacting with the gear, and the rack is mounted radially movably relative to the piston and is supported at least two rollers, a through groove is made in the piston parallel to the longitudinal axis of the piston, and the rail is installed in the groove. The disadvantage is the possibility of the appearance of dry friction at the ends of the rails in the piston groove due to the misalignment of the rod arising from the action of radial forces in the gear mesh when the shaft is loaded with torque, which causes an additional load on the output shaft of the mechanism.

Наиболее близким к предложенному как функционально, так и по наибольшему числу общих существенных признаков является известный рычажно-зубчатый механизм балансировочной поршневой машины с рейкой, описанный в [2, стр.634] конструкция которого, однако, не лишена недостатков. Зубчатый сектор, установленный на валу, входит в зацепление с зубчатой рейкой штока поршневой машины, имеющей поршень со штоком и силовой цилиндр. Шток-рейка опирается на ролик, установленный в кронштейн и вращающийся вокруг неподвижной оси.Closest to the proposed both functionally and by the greatest number of common essential features is the well-known lever-gear mechanism of a balancing piston machine with a rack, described in [2, p. 634] whose design, however, is not without drawbacks. The gear sector mounted on the shaft is engaged with the gear rack of the piston rod having a piston with a rod and a power cylinder. The rod-rail is supported by a roller mounted in an arm and rotating around a fixed axis.

Недостатком является возможность износа зубьев зубчатой передачи и перекоса штока с поршнем из-за момента от радиальных сил, возникающих в зубчатом зацеплении.The disadvantage is the possibility of wear of the gear teeth and the distortion of the rod with the piston due to the moment from the radial forces arising in the gearing.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение надежности исполнительного механизма путем устранения возможности перекосов в кинематической цепи.The technical result of the present invention is to increase the reliability of the actuator by eliminating the possibility of distortions in the kinematic chain.

Технический результат достигается за счет того, что в исполнительном механизме, содержащем корпус, установленный в корпусе вал с зубчатым колесом, размещенные в цилиндре поршень со штоком и рейкой, взаимодействующей с зубчатым колесом, опорный ролик, установленный в кронштейн, в отличие от известного, в нем рейка и шток связаны между собой при помощи шарнира, состоящего из буртика, расположенного на конце штока и размещенного в пазу, выполненном в рейке, при этом с двух сторон буртика в рейке установлены два винта, а в рейке со стороны, противоположной зубьям, выполнен продольный паз, сопрягаемый с опорным роликом, при этом зубчатое зацепление выполнено с регулируемым зазором за счет набора прокладок между кронштейном и корпусом.The technical result is achieved due to the fact that in the actuator comprising a housing, a shaft with a gear installed in the housing, a piston with a rod and a rod interacting with the gear, a support roller installed in the bracket, unlike the known the rail and the rod are interconnected by means of a hinge consisting of a collar located on the end of the rod and placed in a groove made in the rail, while two screws are installed on both sides of the collar and the screw on the side opposite the teeth, a longitudinal groove is made, mating with the support roller, while the gearing is made with an adjustable clearance due to a set of gaskets between the bracket and the housing.

Отличие заявляемого исполнительного механизма от механизма-прототипа в том, что рейка и шток выполнены раздельно и соединены с помощью шарнира, в рейке со стороны, противоположной зубьям, выполнен продольный паз, а зубчатое зацепление имеет регулируемый зазор.The difference of the claimed actuator from the prototype mechanism is that the rack and rod are made separately and connected by a hinge, in the rack from the side opposite the teeth, a longitudinal groove is made, and the gearing has an adjustable clearance.

Таким образом, благодаря данному техническому решению обеспечивается повышение надежности исполнительного механизма путем устранения возможности перекосов в кинематической цепи.Thus, thanks to this technical solution, it is possible to increase the reliability of the actuator by eliminating the possibility of distortions in the kinematic chain.

Осуществление заявленного технического решения поясняется с помощью чертежа исполнительного механизма. На чертеже цифрами обозначены:The implementation of the claimed technical solution is illustrated using the drawing of the actuator. In the drawing, the numbers indicate:

1 - корпус;1 - housing;

2 - цилиндр;2 - cylinder;

3 - поршень;3 - the piston;

4 - шток;4 - stock;

5 - рейка;5 - rail;

6 - шарнир;6 - hinge;

7 - зубчатый сектор;7 - gear sector;

8 - вал;8 - shaft;

9 - опорный ролик;9 - a reference roller;

10 - впускное отверстие;10 - inlet;

11 - выпускное отверстие;11 - outlet;

12 - прокладки;12 - gaskets;

13 - винт.13 - screw.

В корпусе 1 размещается цилиндр 2 и зубчато-реечный механизм. Внутри цилиндра с впускным 10 и выпускным 11 отверстиями установлен поршень 3 со штоком 4. На конце штока выполнен буртик 6, вид которого показан в сечении А-А.In the housing 1 is a cylinder 2 and a rack-and-pinion mechanism. A piston 3 with a rod 4 is installed inside the cylinder with inlet 10 and outlet 11 holes. A shoulder 6 is made at the end of the rod, the view of which is shown in section AA.

Зубчато-реечный механизм включает в себя рейку 5 и зубчатый сектор 7 с выходным валом 8. Рейка соединяется со штоком 4 при помощи шарнирного соединения, которое выполнено в виде паза на конце рейки и буртика 6, который при сборке вставляется в паз. От поворота вокруг оси рейка фиксируется двумя винтами 13. Со стороны, противоположной зубчатой части, рейка своим продольным пазом устанавливается на опорный ролик 9, ось которого установлена в кронштейн, что исключает возможность смещения рейки в поперечном направлении. Между основанием кронштейна и корпусом 1 устанавливаются прокладки 12, с помощью которых можно регулировать подъем оси ролика, а следовательно, величину зазора в зубчато-реечной передаче.The rack-and-pinion mechanism includes a rack 5 and a gear sector 7 with an output shaft 8. The rack is connected to the rod 4 by means of a swivel, which is made in the form of a groove at the end of the rack and a shoulder 6, which is inserted into the groove during assembly. From turning around the axis of the rail, it is fixed with two screws 13. From the side opposite the gear part, the rail is mounted with its longitudinal groove on the support roller 9, the axis of which is mounted in the bracket, which eliminates the possibility of displacement of the rail in the transverse direction. Between the base of the bracket and the housing 1 are installed gaskets 12, with which you can adjust the rise of the axis of the roller, and therefore, the amount of clearance in the gear rack.

Рассмотрим работу исполнительного механизма.Consider the work of the actuator.

При поступлении сжатого воздуха через впускное отверстие 10 поршень 3 перемещается от упора исходного положения цилиндра 2 до упора конечного положения, вытесняемый воздух выходит в выпускное отверстие 11. Через шарнирное соединение 6 поршень 3 взаимодействует с рейкой 5, которая при своем перемещении вращает зубчатый сектор 7, в результате чего вал 8 поворачивается на заданный угол, например 90°. Рейка своим продольным пазом опирается на ролик 9, ось которого установлена в кронштейне. Прокладки 12 между корпусом 2 и кронштейном обеспечивают требуемую величину зазора в зубчатом зацеплении. При возможном вращении рейки вокруг продольной оси угол поворота ограничивается винтами 13.When compressed air enters through the inlet 10, the piston 3 moves from the stop of the initial position of the cylinder 2 to the stop of the end position, the displaced air leaves the exhaust hole 11. Through the swivel joint 6, the piston 3 interacts with the rack 5, which rotates the gear sector 7, as a result, the shaft 8 is rotated by a predetermined angle, for example 90 °. The rail with its longitudinal groove rests on the roller 9, the axis of which is mounted in the bracket. The gaskets 12 between the housing 2 and the bracket provide the required amount of clearance in the gearing. With the possible rotation of the rail around the longitudinal axis, the rotation angle is limited by screws 13.

Усилия, возникающие при взаимодействии шестерни и рейки, компенсируются за счет подвижности шарнира и радиально-подвижного расположения рейки, что устраняет возможность перекоса в кинематической цепи и повышает надежность исполнительного механизма.The forces arising from the interaction of the gear and the rack are compensated by the mobility of the hinge and the radially movable position of the rack, which eliminates the possibility of skew in the kinematic chain and increases the reliability of the actuator.

ЛитератураLiterature

1. В.А.Кочергин, В.В.Чеканов. Описание к патенту «Исполнительный механизм». Заявка №4943478/29 от 07.06.1991.1. V.A. Kochergin, V.V. Chekanov. Description of patent "Actuator". Application No. 4943478/29 dated 06/07/1991.

2. И.И.Артоболевский. Механизмы в современной технике. Том II. Рычажные механизмы. М.: Наука, 1971.2. I.I. Artobolevsky. Mechanisms in modern technology. Volume II Lever mechanisms. M .: Nauka, 1971.

Claims

An actuator comprising a housing, a shaft with a gear installed in the housing, a piston placed in the cylinder with a rod and a rack interacting with the gear, a support roller mounted in the bracket, characterized in that the rail and the rod are connected by a hinge consisting of a shoulder located at the end of the rod and placed in a groove made in the rail, with two screws installed on both sides of the shoulder in the rail, and a longitudinal groove mated to the teeth opposite the teeth support roller, while the gearing is made with an adjustable clearance due to a set of gaskets between the bracket and the housing.