RU2645942C1 - Coaxial multi-line lever amplifier - Google Patents
Coaxial multi-line lever amplifier Download PDFInfo
- Publication number
- RU2645942C1 RU2645942C1 RU2017114649A RU2017114649A RU2645942C1 RU 2645942 C1 RU2645942 C1 RU 2645942C1 RU 2017114649 A RU2017114649 A RU 2017114649A RU 2017114649 A RU2017114649 A RU 2017114649A RU 2645942 C1 RU2645942 C1 RU 2645942C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pusher
- levers
- output
- amplifier
- amplifier according
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B3/00—Intensifiers or fluid-pressure converters, e.g. pressure exchangers; Conveying pressure from one fluid system to another, without contact between the fluids
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к рычажным усилителям, повышающим рабочее усилие таких генераторов сил, как электромагниты, пневмоцилиндры, широко применяемые в различных областях техники, и рычажным увеличителям хода пьезогенераторов сил.The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular to lever amplifiers that increase the working force of such power generators as electromagnets, pneumatic cylinders, widely used in various fields of technology, and lever stroke magnifiers of piezoelectric power generators.
Известны однорычажные усилители для электромагнитов, управляющих гидрораспределителями (см. книгу "Учебный курс гидравлики", составитель А.Шмитт. Издательство "Маннесманн Рексрат ГмбХ". 1984 г. стр. 94), и рычажные усилители пневмоцилиндров для различных зажимных приспособлений (см. книгу Толстова М.А. "Пневматические и пневмогидравлические приспособления" / М, Машгиз. 1961 г. стр. 12) Они позволяют значительно, в 2-8 раз, увеличить усилие, подводимое к их входному звену, от генераторов сил. Коэффициент усиления определяется соотношением длин плеч рычагов между точкой опоры и точками приложения сил на входе и выходе усилителя.Single lever amplifiers for electromagnets controlling hydraulic distributors are known (see the book "Hydraulic Training Course", compiled by A. Schmitt. Mannesmann Rexrat GmbH Publishing House, 1984, p. 94), and lever pneumatic cylinder amplifiers for various clamping devices (see book Tolstova MA "Pneumatic and pneumohydraulic devices" / M, Mashgiz. 1961 p. 12) They allow to significantly, 2-8 times, increase the force supplied to their input link from the power generators. The gain is determined by the ratio of the lengths of the leverage between the fulcrum and the points of application of forces at the input and output of the amplifier.
Недостатками однорычажных усилителей являются: невозможность компактного соосного размещения генераторов сил и стыкуемых с ними через усилитель приводных механизмов, а также большие габариты и сложная форма кожухов для таких усилителей.The disadvantages of single-lever amplifiers are: the impossibility of compact coaxial placement of the power generators and drive mechanisms that are connected to them through the amplifier, as well as the large dimensions and complex shape of the casings for such amplifiers.
Более компактны многопоточные соосные усилители, в которых передача сил от входного звена к выходному происходит через несколько параллельно работающих рычагов, расположенных радиально вокруг входного звена.More compact are multi-threaded coaxial amplifiers in which the transfer of forces from the input link to the output occurs through several parallel working levers located radially around the input link.
Типичным представителем таких усилителей является многорычажный усилитель в приводе фрикционной муфты автомобильного сцепления, представленный в патенте РФ 2091622, принятом за прототип.A typical representative of such amplifiers is a multi-link amplifier in the drive of a friction clutch of an automobile clutch, presented in RF patent 2091622, adopted as a prototype.
Данный известный усилитель содержит корпус, на котором шарнирно закреплены за среднюю часть радиально расположенные рычаги, входное звено-толкатель, расположенное на центральной оси, взаимодействует с близлежащими концами рычагов, а удаленные концы рычагов передают усилие на выходное звено-толкатель нажимного диска сцепления. Таким образом, данное известное устройство в части, совпадающей с заявляемым решением, представляет собой соосный многопоточный рычажный усилитель, содержащий корпус, в котором размещены с возможностью поступательного перемещения в прямом и обратном направлениях входной и выходной толкатели, а также группу шарнирно установленных с возможностью совместного перемещения рычагов, расположенных в одинаковом угловом положении вокруг входного толкателя, каждый из рычагов шарнирно установлен своей средней частью и кинематически связан с входным и выходным толкателями с образованием рабочих плеч, длина которых выбрана исходя из заданного коэффициента усиления для формирования усилия на выходном толкателе, причем концы рычагов, обращенные к центральной оси усилителя, установлены с возможностью взаимодействия с входным толкателем, а также поворота совместно со своими шарнирно установленными периферийными концами.This known amplifier comprises a housing on which radially spaced levers are pivotally attached to the middle part, an input pusher located on the central axis interacts with the adjacent ends of the levers, and the remote ends of the levers transmit force to the output pusher of the clutch pressure plate. Thus, this known device in part coinciding with the claimed solution is a coaxial multi-threaded lever amplifier, comprising a housing in which the input and output pushers, as well as a group of articulated mounted with the possibility of joint movement, are placed with the possibility of translational movement in the forward and reverse directions levers located in the same angular position around the input pusher, each of the levers is pivotally mounted with its middle part and kinematically connected with single and output pushers with the formation of working arms, the length of which is selected on the basis of a given gain for generating force on the output pusher, and the ends of the levers facing the central axis of the amplifier are installed with the possibility of interaction with the input pusher, as well as turning together with their pivotally mounted peripheral ends.
Недостатки прототипа:The disadvantages of the prototype:
- недостаточная точность, быстрый износ, существенные механические потери на трение, обусловленные большим углом поворота рычагов от среднего положения, составляющим не менее 30°,- lack of accuracy, rapid wear, significant mechanical friction losses due to the large angle of rotation of the levers from the middle position of at least 30 °,
- высокие массогабаритные показатели и пониженный КПД, усилие на опоре рычага на корпус суммируется из усилий на его концах, что ведет к значительным потерям на трение в опоре, увеличивает массу рычага и деталей его крепления к корпусу и нагрузку на корпус. Крепление рычагов за их среднюю часть, кроме того, существенно осложняет сборку усилителя и встраивание усилителя в корпуса генераторов силы, а также препятствует возможности изменения коэффициента усиления.- high weight and size indicators and reduced efficiency, the force on the lever support to the housing is summed up from the efforts at its ends, which leads to significant friction losses in the support, increases the mass of the lever and its mounting parts to the housing and the load on the housing. The fastening of the levers for their middle part, in addition, significantly complicates the assembly of the amplifier and the integration of the amplifier into the bodies of the power generators, and also prevents the possibility of changing the gain.
Технической задачей изобретения является создание более эффективной конструкции соосного рычажного усилителя и расширение его функциональных возможностей.An object of the invention is the creation of a more efficient design of the coaxial lever amplifier and the expansion of its functionality.
Технический результат состоит в повышении точности за счет уменьшения продольного перемещения и угла поворота рычага, составляющего не более ± 8° от среднего положения, с одновременным обеспечением расположения центров всех шарниров каждого рычага в одной плоскости, перпендикулярной оси корпуса усилителя (вдоль одного радиуса), при их среднем по ходу положении, и применения оригинальных малогабаритных шарниров, сокращении тем самым массогабаритных показателей и издержек производства, повышении КПД, обеспечении легкой встраиваемости в корпуса генераторов силы и возможности изменения коэффициента усиления заменой лишь одной детали, а также выполнении дополнительной функции возвратной пружины усилителя. Одновременно при всех случаях реализации усилителя имеет место многопоточная система передачи механической энергии в усилителе, при которой нагрузки на рычаги и их шарниры, по сравнению с однорычажными (однопоточными) усилителями, снижаются пропорционально количеству рычагов.The technical result consists in increasing accuracy by reducing the longitudinal movement and the angle of rotation of the lever, which is not more than ± 8 ° from the average position, while ensuring that the centers of all the hinges of each lever are located in the same plane perpendicular to the axis of the amplifier housing (along one radius), at their average position along the way, and the use of original small-sized hinges, thereby reducing overall dimensions and production costs, increasing efficiency, ensuring easy integration body force generator and the possibility of change the gain by replacing only one part as well as performing additional functions of the return spring of the amplifier. At the same time, in all cases of implementation of the amplifier, there is a multi-threaded system for transferring mechanical energy in the amplifier, in which the loads on the levers and their hinges, in comparison with single-lever (single-threaded) amplifiers, are reduced in proportion to the number of levers.
Сущность изобретения состоит в том, что соосный многопоточный рычажный усилитель содержит корпус, в котором размещены с возможностью поступательного перемещения в прямом и обратном направлениях входной и выходной толкатели, а также группу шарнирно установленных с возможностью совместного перемещения рычагов, расположенных в одинаковом угловом положении вокруг входного толкателя, каждый из рычагов шарнирно установлен своей средней частью и кинематически связан с входным и выходным толкателями с образованием рабочих плеч, длина которых выбрана исходя из заданного коэффициента усиления для формирования усилия на выходном толкателе, причем концы рычагов, обращенные к центральной оси усилителя, установлены с возможностью взаимодействия с входным толкателем, а также поворота совместно со своими шарнирно установленными периферийными концами, согласно изобретению входной и выходной толкатели установлены соосно вдоль центральной оси усилителя, конец каждого рычага, обращенный к центральной оси усилителя, соединен с входным толкателем упорно-поворотным шарниром, выполненным с возможностью двустороннего поворота рычага, каждый из рычагов шарнирно установлен своей средней частью с помощью шарнира, образованного этой частью и сквозным отверстием, выполненным с возможностью одновременного совершения поворота и поступательного перемещения рычага, а периферийный конец каждого рычага шарнирно установлен с помощью шарнира, выполненного с возможностью одновременного совершения поворота и ограниченного поступательного перемещения рычага.The essence of the invention lies in the fact that the coaxial multi-threaded lever amplifier contains a housing in which the input and output pushers are arranged for translational movement in the forward and reverse directions, as well as a group of pivotally mounted with the possibility of joint movement of levers located in the same angular position around the input pusher , each of the levers is pivotally mounted with its middle part and kinematically connected with the input and output pushers with the formation of working arms, the length of which s is selected based on a given gain for generating force on the output follower, and the ends of the levers facing the central axis of the amplifier are installed to interact with the input pusher, as well as rotate together with their articulated peripheral ends, according to the invention, the input and output pushers are installed coaxially along the central axis of the amplifier, the end of each lever facing the central axis of the amplifier is connected to the input pusher by a pivot-swivel joint, each one of the levers is pivotally mounted with its middle part by means of a hinge formed by this part and a through hole made with the possibility of simultaneous rotation and translational movement of the lever, and the peripheral end of each lever is pivotally mounted using a hinge made with the possibility of simultaneous rotation and limited translational movement of the lever.
Как правило, рычаги выполнены в виде стержней круглого сечения.As a rule, levers are made in the form of rods of circular cross section.
Как правило, сквозные отверстия, в которых образованы шарниры, выполнены с плоскими боковыми сторонами и с наклонными кромками в направлениях поворота рычагов.Typically, the through holes in which the hinges are formed are made with flat sides and with inclined edges in the directions of rotation of the levers.
Упорно-поворотный шарнир в соединении рычага с входным толкателем выполнен, как правило, в виде сужающейся головки рычага, установленной в углублении входного толкателя.The rotary hinge in the connection of the lever with the input pusher is made, as a rule, in the form of a tapering head of the lever mounted in the recess of the input pusher.
В частных случаях реализации рычаги шарнирно установлены периферийными концами в корпусе, а средней частью шарнирно установлены на выходном толкателе.In special cases of implementation, the levers are pivotally mounted with peripheral ends in the housing, and the middle part is pivotally mounted on the output pusher.
При этом выходной толкатель снабжен, предпочтительно, по меньшей мере, частично охватывающей входной толкатель частью, в которой выполнены сквозные отверстия, в которых образованы шарниры для установки рычагов их средней частью, на рычагах у зоны контакта с выходным толкателем выполнены опорные бурты.In this case, the output pusher is preferably provided at least partially covering the input pusher with a part in which through holes are made in which hinges are formed for mounting the levers with their middle part, and support arms are made on the levers near the contact zone with the output pusher.
В других частных случаях реализации шарнирно установленные с возможностью совместного перемещения рычаги выполнены в виде кольцевой тарельчатой пружины со сквозными отверстиями в виде радиальных прорезей.In other special cases of implementation, the levers pivotally mounted with the possibility of joint movement are made in the form of an annular disk spring with through holes in the form of radial slots.
При этом на торце выходного толкателя выполнены выступы, входящие в периферийные края прорезей тарельчатой пружины с образованием шарнирного соединения.At the same time, protrusions are made at the end of the output pusher, which enter the peripheral edges of the slotted disc spring with the formation of an articulated joint.
В иных частных случаях реализации рычаги шарнирно установлены периферийными концами на выходном толкателе, а в средней частью шарнирно установлены в корпусе.In other special cases of implementation, the levers are pivotally mounted with peripheral ends on the output follower, and in the middle part they are pivotally mounted in the housing.
При этом корпус снабжен по меньшей мере частично охватывающим входной толкатель выступом, выполненным со сквозными отверстиями, в которых образованы шарниры для установки рычагов их средней частью, выходной толкатель снабжен охватывающей частью, по меньшей мере, частично охватывающей выступ корпуса и выполненной со сквозными отверстиями, в которых с возможностью одновременного совершения поворота и ограниченного поступательного перемещения шарнирно установлены периферийными концами рычаги, а охватывающая часть выходного толкателя снабжена ограничителями радиального перемещения периферийных концов рычагов.In this case, the casing is provided with a protrusion at least partially covering the inlet pusher, made with through holes in which hinges are formed for mounting the levers with their middle part, the output pusher is provided with a covering part, at least partially covering the casing protrusion and made with through holes, in which with the possibility of simultaneous rotation and limited translational movement of the levers are pivotally mounted by the peripheral ends, and the covering part of the output pusher equipped with limiters for the radial movement of the peripheral ends of the levers.
В частных случаях реализации выходной толкатель может быть выполнен подпружиненным относительно корпуса в направлении возврата в исходное положение.In special cases of implementation, the output pusher can be spring-loaded relative to the housing in the direction of return to the starting position.
При этом выходной толкатель выполнен подпружиненным, например, цилиндрической пружиной, установленной вокруг выходного толкателя на втулке Г-образного сечения, выполненной заодно с ограничителями радиального перемещения периферийных концов рычагов.In this case, the output pusher is made spring-loaded, for example, by a cylindrical spring mounted around the output pusher on the sleeve of the L-shaped section, made integral with the limiters of the radial movement of the peripheral ends of the levers.
Корпус усилителя может быть скреплен с корпусом пневмоцилиндра или электромагнита, а входной толкатель скреплен с выходным звеном пневмоцилиндра или электромагнита.The housing of the amplifier can be bonded to the housing of the pneumatic cylinder or electromagnet, and the input pusher is bonded to the output link of the pneumatic cylinder or electromagnet.
Например, усилитель может быть выполнен встроенным в распределитель с электрогидравлическим управлением, при этом входной толкатель непосредственно скреплен с выходным звеном толкающего электромагнита, а выходной толкатель связан с нормально закрытым запорным элементом распределителя.For example, the amplifier can be made integrated into the distributor with electro-hydraulic control, while the input pusher is directly attached to the output link of the pushing electromagnet, and the output pusher is connected to a normally closed shut-off element of the distributor.
На фиг. 1 (1а и 1б) изображена конструкция толкающего соосного многопоточного рычажного усилителя при крайнем левом и правом положении толкателей соответственно, в случае реализации, когда рычаги шарнирно установлены периферийными концами в корпусе, а в средней частью шарнирно установлены на выходном толкателе.In FIG. 1 (1a and 1b) shows the design of a pushing coaxial multi-threaded lever amplifier at the extreme left and right positions of the pushers, respectively, in the case of implementation when the levers are pivotally mounted with peripheral ends in the housing, and in the middle part are pivotally mounted on the output pusher.
На фиг. 2 - поперечный разрез усилителя по фиг. 1 в среднем положении толкателей.In FIG. 2 is a cross-sectional view of the amplifier of FIG. 1 in the middle position of the pushers.
На фиг. 3 - конструкция толкающего усилителя с рычагами в виде тарельчатой пружины и корпусом, совмещенным с корпусом пневмоцилиндра.In FIG. 3 - design of a pushing amplifier with levers in the form of a Belleville spring and a housing combined with the housing of the pneumatic cylinder.
На фиг. 4 - конструктивные схемы рычагов первого и второго рода.In FIG. 4 - structural diagrams of levers of the first and second kind.
На фиг. 5 (5а и 5б) изображена конструкция тянущего соосного многопоточного рычажного усилителя, когда рычаги шарнирно установлены периферийными концами на выходном толкателе, а средней частью шарнирно установлены в корпусе при крайнем левом и правом положении входного толкателя соответственно.In FIG. 5 (5a and 5b) shows the design of a pulling coaxial multi-threaded lever amplifier, when the levers are pivotally mounted with peripheral ends on the output pusher, and the middle part is pivotally mounted in the housing with the leftmost and rightmost position of the input pusher, respectively.
На фиг. 6 изображена форма отверстия, в котором шарнирно установлена средняя часть рычага.In FIG. 6 shows the shape of the hole in which the middle part of the lever is pivotally mounted.
На фиг. 7 изображена зона углового перемещения рычага.In FIG. 7 shows a zone of angular movement of the lever.
На фиг. 8 - тарельчатая пружина по фиг. 3.In FIG. 8 - the disk spring of FIG. 3.
На фиг 9 - усилитель по фиг. 5 с подпружиненным выходным толкателем.FIG. 9 shows the amplifier of FIG. 5 with a spring-loaded output pusher.
На фиг. 10 - усилитель по фиг. 5, выполненный встроенным в распределитель с электромеханическим управлением.In FIG. 10 - amplifier of FIG. 5, made integrated in the distributor with electromechanical control.
Соосный многопоточный рычажный усилитель во всех случаях реализации содержит корпус 1 с крышкой 2, соединенные резьбой 6, которые рассматриваются как единый корпус. В корпусе 1 размещены с возможностью поступательного перемещения в прямом и обратном направлениях входной толкатель 4 и выходной толкатель 5, а также группа шарнирно установленных с возможностью совместного перемещения рычагов 3, расположенных в одинаковом угловом положении вокруг входного толкателя 4. Каждый из рычагов 3 шарнирно установлен своей средней (промежуточной между концами) частью и кинематически связан с входным и выходным толкателями 4, 5 с образованием рабочих плеч а, b, длина которых выбрана исходя из заданного коэффициента усиления К для формирования усилия на выходном толкателе (фиг. 4). Концы рычагов 3, обращенные к центральной оси усилителя, установлены с возможностью взаимодействия с входным толкателем 4, а также поворота совместно со своими шарнирно установленными периферийными концами. Входной и выходной толкатели 4, 5 установлены соосно вдоль центральной оси усилителя, т.е. расположены по одной оси, конец каждого рычага 3, обращенный к центральной оси усилителя, соединен с входным толкателем 4 упорно-поворотным шарниром, выполненным с возможностью двустороннего (от среднего положения) поворота рычага 3. Каждый из рычагов 3 шарнирно установлен своей средней частью с помощью шарнира, образованного этой частью и сквозным отверстием 8, выполненным с возможностью одновременного совершения поворота и поступательного перемещения рычага. Периферийный конец каждого рычага 3 по фиг. 1, 2 шарнирно установлен с помощью шарнира, выполненного с возможностью одновременного совершения поворота и ограниченного поступательного перемещения рычага 3.Coaxial multi-threaded lever amplifier in all cases of implementation includes a
Как правило, рычаги 3 выполнены в виде стержней круглого сечения (например, со сферическими или иными сужающимися концами).As a rule,
Как правило, сквозные отверстия, в которых образованы шарниры, выполнены с плоскими боковыми сторонами 16 и с наклонными кромками 17 в направлениях поворота рычагов 3 (фиг. 6).Typically, the through holes in which the hinges are formed are made with flat
Упорно-поворотный шарнир в соединении рычага 3 с входным толкателем 4 выполнен, как правило, в виде сужающейся (например, сферической) головки рычага, установленной в ответном, например, полусферическом углублении входного толкателя 4.The pivot-swivel joint in the connection of the
В частных случаях реализации по фиг. 1, 2 рычаги 3 шарнирно установлены с зазором по периферийным концам в углублениях 7 в корпусе 1 (в зоне 6 сопряжения с крышкой 2), а средней частью шарнирно установлены на выходном толкателе 5 с образованием толкающего усилителя. При этом выходной толкатель 5 снабжен предпочтительно по меньшей мере, частично охватывающей входной толкатель частью, в которой выполнены сквозные отверстия 8, в которых образованы шарниры для установки рычагов 3 их средней частью, на рычагах 3 у зоны контакта с выходным толкателем выполнены опорные бурты 9.In particular cases of the implementation of FIG. 1, 2, the
В других частных случаях реализации (фиг. 3 и фиг. 8) шарнирно установленные с возможностью совместного перемещения рычаги выполнены заодно в виде кольцевой тарельчатой пружины 10 (которая представляет собой, по существу, группу соединенных в единое целое рычагов и выполняет функцию, идентичную функции рычагов 3). Пружина 10 выполнена со сквозными отверстиями в виде радиальных прорезей 11. При этом на торце выходного толкателя 5 выполнены выступы 12, входящие в периферийные края прорезей 11 тарельчатой пружины 10 с образованием шарнирного соединения.In other special cases of implementation (Fig. 3 and Fig. 8), the pivotally mounted levers are jointly made in the form of an annular disk spring 10 (which is essentially a group of levers connected in a single unit and performs a function identical to that of the levers 3). The
В иных частных случаях реализации (фиг. 5) рычаги 3 шарнирно установлены периферийными концами на выходном толкателе 5, а в средней частью шарнирно установлены в корпусе 1 с образованием тянущего усилителя. При этом корпус 1, а именно его крышка 2, снабжен по меньшей мере частично охватывающим входной толкатель выступом, выполненным со сквозными отверстиями 8, в которых образованы шарниры для установки рычагов 3 их средней частью. Выходной толкатель 5 снабжен охватывающей частью, по меньшей мере, частично охватывающей выступ корпуса 1 и выполненной со сквозными отверстиями 14, в которых с возможностью одновременного совершения поворота и ограниченного поступательного перемещения шарнирно установлены периферийными концами рычаги 3, а охватывающая часть выходного толкателя 5 снабжена ограничителями 15 радиального перемещения периферийных концов рычагов 3.In other special cases of implementation (Fig. 5), the
Во всех случаях реализации усилителя его корпус 1 может быть скреплен с корпусом пневмоцилиндра или электромагнита, а входной толкатель 4 скреплен с выходным звеном пневмоцилиндра или электромагнита.In all cases of implementation of the amplifier, its
Во всех случаях реализации изобретения соединение входного толкателя 4 с выходным толкателем 5 через ряд параллельно работающих рычагов 3 определяет многопоточную систему передачи механической энергии в усилителе, при которой нагрузки на рычаги и их шарниры, по сравнению с однорычажными (однопоточными) усилителями, снижаются пропорционально количеству рычагов.In all cases of the invention, the connection of the
Имеет место реализация в толкающем усилителе по фиг. 1-3 конструктивной схемы рычагов второго рода (правая схема по фиг. 4), у которых опорный шарнир находится на конце рычага,The implementation in the push amplifier of FIG. 1-3 structural diagram of the levers of the second kind (right diagram of Fig. 4), in which the reference hinge is located at the end of the lever,
В случае реализации исполнения тянущего усилителя по фиг. 5 имеет место конструктивная схема рычагов первого рода (левая схема по фиг. 4), у которых опорный шарнир находится в средней части рычага.In the case of the embodiment of the pulling amplifier of FIG. 5 there is a structural diagram of the levers of the first kind (the left diagram in Fig. 4), in which the reference hinge is in the middle part of the lever.
(см. Политехнический словарь, третье издание "Советская энциклопедия", 1989 г. стр. 464). Длина плеч рычагов 3 выбрана исходя из заданного коэффициента усиления для формирования усилия Т2 на выходном толкателе 5.(see Polytechnical Dictionary, third edition of the Soviet Encyclopedia, 1989, p. 464). The length of the arms of the
Описанное шарнирное крепление рычагов 3 второго рода уменьшает нагрузку в контакте рычагов 3 с корпусом 1, соответственно снижается и изгибающий момент, действующий на рычаг 3. Расчеты показывают, что при коэффициенте усиления, равном 2, нагрузка на конец рычага 3 и корпус 1 снижается в 3 раза, изгибающий момент на рычаге 3 уменьшается в 2 раза, а длина рычага 3 - в 1,5 раза. Сокращение нагрузок и длины рычагов 3 ведет к существенному уменьшению массогабаритных показателей усилителя и издержек при его производстве, а также снижает потери при трении в шарнирах и повышает КПД усилителя.The described hinged fastening of the
Кроме того, малые нагрузки на шарниры рычагов позволяют применять простейшие и наиболее компактные разновидности шарниров с точным или линейным контактом типа "Сфера-плоскость" (как в рычагах муфты сцепления по патенту RU 419652) или кольцевая кромка - плоскость (как в обычных тарельчатых пружинах).In addition, light loads on the hinges of the levers allow the use of the simplest and most compact varieties of hinges with an exact or linear contact of the "Sphere-plane" type (as in the clutch levers of the patent RU 419652) or an annular edge-plane (as in conventional Belleville springs) .
Использование простейшей формы гнезд на входном толкателе 4 для шарниров крепления центральных (направленных к оси) и гнезд 7 для шарниров периферийных концов рычагов 3 (по фиг. 1) обеспечивает простоту конструкции этих гнезд и легкость сборки усилителя.The use of the simplest form of sockets on the
Использование отверстий 8, 11, 14, для образования остальных шарниров также направлено на обеспечение простоты конструкции шарнирных соединений и легкость сборки усилителя.The use of
Пониженные нагрузки на рычаги 3 позволяют выполнить их в виде стержней круглого сечения со сферическими (или иной формы) сужающимися концами, работающими как головки шарниров. Такая простейшая форма рычагов 3 снижает их себестоимость.Reduced loads on the
Благодаря выполнению шарниров крепления средней части рычагов 3 в виде стенок отверстий обеспечивается простота и компактность конструкции и возможность изменения коэффициента усиления путем замены всего одной детали - выходного толкателя 5 (по фиг. 1) или корпуса 1 (по фиг. 5) на аналогичную деталь, но с другим диаметром цилиндрической части толкателя 5 или корпуса 1, определяющим соотношение размеров плеч рычагов 3.Due to the implementation of the hinges of fastening the middle part of the
В случае снабжения периферийных концов рычагов 3 у зоны контакта с выходным толкателем 5 опорными буртами, согласно фиг. 2, этот толкатель 5 может центрироваться ими в корпусе 1 без дополнительной опоры в крышке 2, так как бурты 9 препятствуют его радиальным смещениям, что упрощает конструкцию и снижает потери на трение в усилителе за счет замены трения скольжения толкателя 5 относительно крышки 2 на его трение качения по буртам 9 рычагов.In the case of supplying the peripheral ends of the
Реализация усилителя при исполнении группы выполненных заодно рычагов в виде тарельчатой пружины 10 с радиальными прорезями 11 (фиг. 3 и 8) со стороны внутреннего диаметра (со стороны центральной оси) позволяет усилителю выполнять дополнительную функцию возвратной пружины. Выполнение на торце выходного толкателя 5 выступов 12, выходящих в концы прорезей 11 тарельчатой пружины 10, также центрирует выходной толкатель 5 без дополнительной опоры в крышке 2.The implementation of the amplifier when executing a group of levers made at the same time in the form of a
Компактная конструкция усилителя и простота крепления рычагов 3 в корпусе 1 обеспечивает ему возможность совмещения его корпуса 1 с корпусом 13 пневмоцилиндра или электромагнита с образованием компактного генератора силы.The compact design of the amplifier and the ease of attachment of the
Переменой входного и выходного толкателей функция усилителя по фиг. 1 может заменяться на функцию увеличения хода.By varying the input and output pushers, the amplifier function of FIG. 1 may be replaced by a stroke increase function.
В исполнении усилителя по фиг. 9 выходной толкатель 5 выполнен подпружиненным относительно корпуса 1 в направлении возврата в исходное положение. Выходной толкатель 5 выполнен подпружиненным цилиндрической пружиной 18, установленной вокруг выходного толкателя 5 на втулке Г-образного сечения, выполненной заодно с ограничителями 15 радиального перемещения периферийных концов рычагов 3.In the embodiment of the amplifier of FIG. 9, the
Корпус 1 может быть скреплен с корпусом 13 пневмоцилиндра или электромагнита, а входной толкатель 4 скреплен с выходным звеном 19 пневмоцилиндра или электромагнита.The
Например, усилитель по фиг. 10 выполнен встроенным в распределитель с электромеханическим управлением, при этом входной толкатель 4 непосредственно скреплен с выходным звеном 19 толкающего электромагнита, а выходной толкатель 5 связан с нормально закрытым запорным элементом 20 распределителя.For example, the amplifier of FIG. 10 is made integrated in the distributor with electromechanical control, while the
Соосный многопоточный рычажной усилитель работает следующим образом.Coaxial multi-threaded lever amplifier operates as follows.
При приложении к входному толкателю 4 осевой силы, направленной к выходному толкателю 5 в корпусе 1, в случае исполнения по фиг. 1-3, он надавливает на примыкающие к нему концы рычагов 3, поворачивая их вокруг концов, закрепленных в гнездах 7 в корпусе 1 в сторону выходного толкателя 5. Места крепления выходного толкателя 5 к рычагам 3 в отверстиях 8 при этом перемещаются в том же (толкающем) направлении, но совершая меньший путь, обеспечивая свойственный рычажным системам выигрыш в силе.When axial force is applied to the
При этом усилие от входного толкателя 4 равномерно распределяется между рычагами 3 и через них передается на выходной толкатель 5, где суммируется.In this case, the force from the
При приложении к входному толкателю 4 осевой силы, направленной к выходному толкателю 5 в корпусе 1, в случае исполнения по фиг. 5, он надавливает на примыкающие к нему концы рычагов 3, поворачивая их вокруг концов, закрепленных в отверстиях в корпусе 1 в сторону входного толкателя 4. Места крепления выходного толкателя 5 к рычагам 3 в отверстиях при этом перемещаются во встречном (тянущем) направлении, но совершая меньший путь, обеспечивая свойственный рычажным системам выигрыш в силе.When axial force is applied to the
При этом усилие от входного толкателя 4 также равномерно распределяется между рычагами 3 и через них передается на выходной толкатель 5, где суммируется.In this case, the force from the
Если выходной толкатель 5 выполнен по фиг. 9, 10 подпружиненным относительно корпуса 1, в направлении возврата в исходное положение, после снятия усилия с входного толкателя 4 он возвращается в исходное положение. Для этого выходной толкатель 5 перемещается усилием цилиндрической пружины 18, установленной вокруг выходного толкателя 5, во втулке Г-образного сечения, выполненной заодно с ограничителями 15 радиального перемещения периферийных концов рычагов 3.If the
Корпус 1 скреплен с корпусом 13 пневмоцилиндра или электромагнита, а входной толкатель 4 скреплен с выходным звеном пневмоцилиндра или электромагнита. Причем корпус 1 выполнен встроенным в распределитель с электромеханическим управлением, при этом входной толкатель 4 перемещается под воздействием выходного звена 19 толкающего электромагнита, а выходной толкатель 5 отпускает в направлении открытия нормально закрытый запорный элемент 20 распределителя.The
При вращении (повороте) рычагов 3 на небольшие углы а до ± 8° от среднего положения, перпендикулярного центральной оси корпуса 1 усилителя, суммарный радиальный зазор Z рычагов 3 в гнездах не превышает 1% от их длины R (фиг. 7) поэтому длина плеч рычагов 3 практически не изменяется и коэффициент усиления К остается постоянным на протяжении всего хода толкателей 4, 5.When the
Кроме того, проскальзывание рычагов 3 вдоль их продольной оси шарниров толкателей из-за движения концов рычагов по дуге с радиусом R (фиг. 7) примерно в 2 раза меньше, чем в случае отклонения рачагов 3 в одну сторону от среднего положения, перпендикулярного центральной оси корпуса 1 при том же ходе толкателей 4, в результате уменьшаются потери на трение и износ шарниров.In addition, the slipping of the
Предложенная конструкция может выполнять и функцию увеличения хода генераторов силы при подсоединении их к выходному толкателю 5. При таком включении усилителя входной толкатель 4, связанный с концами рычагов 3, может иметь ход в 4-8 раз больший, чем у генераторов силы. Это весьма актуально для пьезоэлектрических генераторов сил, например, в приводах клапанов форсунок двигателей внутреннего сгорания (см. журнал "Движок", август 2016#44, стр. 32, статью М. Щелокова "Пьезофорсунки").The proposed design can also perform the function of increasing the stroke of the power generators when they are connected to the
Таким образом, предложенная конструкция рычажного усилителя, благодаря применению радиально расположенных рычагов, шарнирно закрепленных концами, наиболее удаленными от центральной оси корпуса, и выходному толкателю, шарнирно связанному с рычагами, а также оригинальной форме рычагов и их шарниров, обеспечивает усилителю уменьшенные массогабаритные показатели и издержки производства, повышенный КПД, легкость встраивания в корпуса генераторов силы, возможность изменения коэффициента усиления заменой лишь одной детали, а также выполнение дополнительной функции возвратной пружины усилителя.Thus, the proposed design of the lever amplifier, due to the use of radially arranged levers pivotally connected by the ends farthest from the central axis of the housing, and the output follower pivotally connected to the levers, as well as the original form of the levers and their hinges, provides the amplifier with reduced weight and size indicators and costs production, increased efficiency, ease of incorporation of force generators into the cases, the ability to change the gain by replacing only one part, and also additional function of the return spring of the amplifier.
Claims (18)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017114649A RU2645942C1 (en) | 2017-04-27 | 2017-04-27 | Coaxial multi-line lever amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017114649A RU2645942C1 (en) | 2017-04-27 | 2017-04-27 | Coaxial multi-line lever amplifier |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2645942C1 true RU2645942C1 (en) | 2018-02-28 |
Family
ID=61568454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017114649A RU2645942C1 (en) | 2017-04-27 | 2017-04-27 | Coaxial multi-line lever amplifier |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2645942C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114777267A (en) * | 2022-05-16 | 2022-07-22 | 珠海格力电器股份有限公司 | Linkage dismouting mechanism and air purifier |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1804903A (en) * | 1927-03-31 | 1931-05-12 | Ernest E Wemp | Lever booster |
| FR1094366A (en) * | 1952-11-12 | 1955-05-20 | Coupling and uncoupling device for control linkage | |
| SU473374A3 (en) * | 1971-07-05 | 1975-06-05 | Турделос Лимитед (Фирма) | Power cylinder |
| SU754152A1 (en) * | 1976-09-13 | 1980-08-07 | Предприятие П/Я Г-4805 | Pneumatic drive for valve with lever intensifier |
| RU2091622C1 (en) * | 1993-12-21 | 1997-09-27 | Волгоградский государственный технический университет | Friction clutch |
-
2017
- 2017-04-27 RU RU2017114649A patent/RU2645942C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1804903A (en) * | 1927-03-31 | 1931-05-12 | Ernest E Wemp | Lever booster |
| FR1094366A (en) * | 1952-11-12 | 1955-05-20 | Coupling and uncoupling device for control linkage | |
| SU473374A3 (en) * | 1971-07-05 | 1975-06-05 | Турделос Лимитед (Фирма) | Power cylinder |
| SU754152A1 (en) * | 1976-09-13 | 1980-08-07 | Предприятие П/Я Г-4805 | Pneumatic drive for valve with lever intensifier |
| RU2091622C1 (en) * | 1993-12-21 | 1997-09-27 | Волгоградский государственный технический университет | Friction clutch |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114777267A (en) * | 2022-05-16 | 2022-07-22 | 珠海格力电器股份有限公司 | Linkage dismouting mechanism and air purifier |
| CN114777267B (en) * | 2022-05-16 | 2023-08-08 | 珠海格力电器股份有限公司 | Linkage dismouting mechanism and air purifier |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11608200B2 (en) | Device for the hold-down and controlled release of space satellites installed on launchers and loads installed on space satellites | |
| US5638866A (en) | Detent arrangement for holding hydraulic valve members stroked | |
| CN110023594A (en) | The variable valve actuator for air of internal-combustion piston engine | |
| EP2240698B1 (en) | Solenoid valve assembly | |
| EP2050933A1 (en) | Valve operating system comprising a two-step roller finger follower | |
| US4871143A (en) | Gate valve with supplemental actuator | |
| US20060196457A1 (en) | Valve actuator assembly | |
| CN111448369B (en) | Coupling device for a valve actuating device | |
| RU2645942C1 (en) | Coaxial multi-line lever amplifier | |
| CN106232949A (en) | Push-rod assembly | |
| US7267044B1 (en) | Compact actuator with large thrust | |
| PL91172B1 (en) | ||
| US5816131A (en) | Fluid-controlled actuator assembly | |
| US6651686B2 (en) | Valve actuator system | |
| KR970700281A (en) | VARLABLE VALVE TIMING | |
| JPH0231216A (en) | Remote actuator for operation valve | |
| US20150027547A1 (en) | Hydraulic valve with helical actuator | |
| WO2015141720A1 (en) | Valve gear for multi-cylinder engine | |
| JP2009138742A (en) | Valve operating system of variable displacement engine | |
| US10876474B2 (en) | Length-adjustable connecting rod, device for setting a compression ratio and internal combustion engine | |
| EP3592954B1 (en) | Actuation arrangement for actuating a latch in a switchable rocker arm and a valve train comprising the same | |
| US20100294963A1 (en) | Pneumatic actuator, in particular for valves | |
| CN114846223B (en) | Latch assembly and compact rocker arm assembly | |
| US2820372A (en) | Control valve for fluid pressure remote control systems | |
| EP3029338A1 (en) | Valve actuator device with driving arm having a modular structure |