RU2700351C1

RU2700351C1 - Loading device

Info

Publication number: RU2700351C1
Application number: RU2019101859A
Authority: RU
Inventors: Евгений Николаевич Ремизов; Александр Павлович Смирнов; Станислав Игоревич Никольский
Original assignee: Акционерное общество "Корпорация "Московский институт теплотехники" (АО "Корпорация "МИТ")
Priority date: 2019-01-24
Filing date: 2019-01-24
Publication date: 2019-09-16

Abstract

FIELD: test equipment.

SUBSTANCE: invention relates to test equipment and can be used for creation of pulling and pushing forces in power circuits of test benches, for calibration of force sensors, testing of materials for strength, as drives of power mechanisms, as jacks and presses. Loading device comprises a drive, a housing with a cover made with a hollow shaft, a gear reduction gear installed in the cover, the small gear of which is installed on the drive shaft, and large – on hollow cover shaft, screw gear installed in hollow cover shaft, wave reducer, rigid gear of which is fixed to housing, and flexible wheel – with screw of screw transmission, and deformation waves generator connected to large gear of gear reducer, note here that nut of screw gear in the form of sleeve is connected with cover by means of key connection while screw flange is installed between housing and second cover with possibility of rotation. Screw of screw transmission is made hollow, connected by internal thread with rod installed in it with possibility of axial movement and equipped with groove with key in it fixed in second cover of housing.

EFFECT: relatively large total stroke of the sleeve and rod in combination with compactness and relatively low weight of the device, cheapening the design and enlarging the field of application.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для создания тянущих или толкающих усилий в силовых цепях испытательных стендов, тарировки датчиков силы, испытания материалов и изделий на прочность, в качестве силовых приводов исполнительных механизмов, при наличии концевых упоров - в качестве домкрата, а при встраивании в силовую раму - в качестве пресса.The invention relates to testing equipment and can be used to create pulling or pushing forces in the power circuits of test benches, calibrate force sensors, test materials and products for strength, as power drives of actuators, in the presence of end stops - as a jack, and when integration into the power frame - as a press.

В испытательной технике наиболее распространены нагружающие устройства с гидравлическим приводом - гидравлические силовозбудители, заменяемые более прогрессивными нагружающими устройствами с электрическим приводом - электрическими силовозбудителями.In testing equipment, the most common loading devices with a hydraulic drive are hydraulic power exciters, replaced by more advanced loading devices with an electric drive - electric power exciters.

Известны нагружающие устройства с электрическим приводом, например устройство по а.с. №2065593 от 08.06.1993 г. по заявке 93029135/28, Кл. МКИ G01M 13/02 или устройство по заявке №2009137044 от 06.10.2009 г., патент №2410660 от 27.01.2011 г..Known loading devices with electric drive, for example, a device with.with. No. 2065593 dated 06/08/1993 according to the application 93029135/28, Cl. MKI G01M 13/02 or a device according to the application No. 2009137044 dated October 6, 2009, patent No. 2410660 dated January 27, 2011.

Ближайшим по технической сущности является «Нагружающее устройство» по заявке №2015156158, от 28.12.2015 г., Кл. МКИ G01M 13/02, патент №2615913 от 11.04.2017 г., содержащее привод, корпус с крышкой, выполненной с полым валом, установленный в крышке шестеренчатый редуктор, малая шестерня которого установлена на валу привода, а большая - на полом валу крышки, винтовую передачу, установленную в полом валу крышки, волновой редуктор, жесткое колесо которого скреплено с корпусом, а гибкое колесо - с винтом винтовой передачи, и генератор волн деформаций, соединенный с большой шестерней шестеренчатого редуктора, причем гайка винтовой передачи в виде пиноли связана с крышкой посредством шпоночного соединения, отличающееся тем, что винт винтовой передачи выполнен двухсторонним, снабженным второй гайкой в виде пиноли, связанной со второй крышкой посредством шпоночного соединения, а фланец винта установлен между корпусом и второй крышкой с возможностью вращения.The closest in technical essence is the "Loading device" by application No. 2015156158, dated 12.28.2015, Cl. MKI G01M 13/02, patent No. 04/15/2019 dated 04/11/2017, comprising a drive, a housing with a cover made with a hollow shaft, a gear reducer installed in the cover, a small gear of which is mounted on the drive shaft, and a large gear on the hollow shaft of the cover, a helical gear installed in the hollow shaft of the lid, a wave reducer, the rigid wheel of which is fastened to the housing, and the flexible wheel to the screw of the helical gear, and a deformation wave generator connected to the large gear of the gear reducer, and the screw nut in the form of a pinole is connected to the lid th through key connection, characterized in that the helical gear is made a two-way screw provided with a second nut in the form of movable sleeve connected to the second cover by a key connection, a set screw between the housing flange and a second lid rotatably.

Недостатком устройств с гидравлическим приводом и устройств с электрическим приводом, используемых в силовых цепях испытательных стендов, является зависимость длины этих устройств от величины хода штока в гидравлическом приводе и хода пиноли в электрическом приводе.The disadvantage of devices with a hydraulic drive and devices with an electric drive used in the power circuits of test benches is the dependence of the length of these devices on the stroke of the rod in the hydraulic drive and the stroke of the pinole in the electric drive.

Существенным признаком, расширяющим возможности применения нагружающих устройств, является их компактность.An essential feature expanding the possibilities of using loading devices is their compactness.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение максимальной компактности нагружающего устройства при относительно большой величине суммарного хода пинолей.The present invention is to ensure maximum compactness of the loading device with a relatively large value of the total stroke of the pins.

Поставленная задача достигается за счет максимального использования внутреннего объема волновой передачи и корпуса нагружающего устройства.The problem is achieved due to the maximum use of the internal volume of the wave transmission and the housing of the loading device.

Для этого винт винтовой передачи выполнен полым, соединенным внутренней резьбой с установленным в нем стержнем с возможностью осевого перемещения, и снабженным пазом с размещенной в нем шпонкой, закрепленной во второй крышке корпуса.For this, the screw drive screw is made hollow, connected by an internal thread with a shaft installed in it with the possibility of axial movement, and provided with a groove with a key placed in it, fixed in the second housing cover.

На Рис. 1 изображено нагружающее устройство.In Fig. 1 shows a loading device.

Нагружающее устройство содержит корпус 1 с крышкой 2, имеющей полый вал, и второй крышкой 3. Внутри крышки 2 расположен шестеренчатый редуктор 4, 5. Привод 6 в виде электродвигателя, установленный на крышке 2, снабжен малой шестерней 4. Большая шестерня 5 установлена на полом валу крышки 2 при помощи подшипника 7.The loading device comprises a housing 1 with a cover 2 having a hollow shaft and a second cover 3. Inside the cover 2 there is a gear reducer 4, 5. The drive 6 in the form of an electric motor mounted on the cover 2 is equipped with a small gear 4. A large gear 5 is mounted on the floor cover shaft 2 with bearing 7.

Внутри корпуса 1 расположен волновой редуктор 8-:-11. Редуктор содержит жесткое зубчатое колесо 8, неподвижно закрепленное между корпусом 1 и крышкой 2, гибкое зубчатое колесо 9, генератор волн деформаций 10 овальной формы с насаженным на него подшипником 11.Inside the housing 1 there is a wave reducer 8 -: - 11. The gearbox contains a rigid gear 8 fixedly mounted between the housing 1 and the cover 2, a flexible gear 9, an oval strain wave generator 10 with a bearing 11 mounted on it.

Внутри корпуса 1, крышек 2, 3 и волнового редуктора 8-:-11 соосно с ними расположена винтовая передача с полым винтом 12, соединенным внутренней резьбой с установленным в нем стержнем 14 и наружной резьбой с пинолью 13. Вдоль наружных поверхностей пиноли 13 и стержня 14 выполнены шпоночные пазы 15, 16 с установленными в них шпонками 17, 18, закрепленными в крышках корпуса 2, 3. Шпоночные пазы со шпонками преобразуют вращательное движение винта в поступательное перемещение пиноли и стержня.Inside the housing 1, the covers 2, 3 and the wave gear 8 -: - 11, a helical gear with a hollow screw 12 is connected coaxially with them, connected by an internal thread with a shaft 14 installed therein and an external thread with a pin 13. Along the outer surfaces of the pin 13 and the shaft 14, the keyways 15, 16 are made with the keys 17, 18 installed in them, fixed in the covers of the housing 2, 3. The keyways with the keys transform the rotational movement of the screw into the translational movement of the pinole and the rod.

Фланец винта 12, с закрепленным на нем фланцем гибкого зубчатого колеса 9, установлен между корпусом 1 и крышкой 3 с возможностью вращения. Большая шестерня 5 соединена с генератором волн деформаций 10 штифтами 19. Для присоединения к внешней силовой цепи наружные концы пиноли 13 и стержня 14 снабжены резьбой.The flange of the screw 12, with the flange of the flexible gear 9 mounted on it, is mounted between the housing 1 and the cover 3 for rotation. The large gear 5 is connected to the deformation wave generator 10 by pins 19. To connect to the external power circuit, the outer ends of the quill 13 and the shaft 14 are threaded.

Нагружающее устройство работает следующим образом. При включении привода 6 вращение его вала передается шестернями 4 и 5 генератору волн деформаций 10. Вращающийся генератор волн деформаций за счет овальной формы наружной поверхности создает в гибком зубчатом колесе 9 бегущую волну деформаций, которая из-за разности в числах зубьев гибкого колеса 9 и жесткого колеса 8 приводит к волновому преобразованию вращательного движения с большим коэффициентом редукции. Полученное замедленное вращательное движение гибкого колеса 9, соединенного своим фланцем с фланцем винта 12, преобразуется в винтовой передаче в поступательное перемещение пиноли 13 и стержня 14, при этом закрепленные в крышках 2 и 3 шпонки 17 и 18 скользят в пазах 15 пиноли и 16 стержня.The loading device operates as follows. When the drive 6 is turned on, the rotation of its shaft is transmitted by the gears 4 and 5 to the strain wave generator 10. The rotating strain wave generator, due to the oval shape of the outer surface, creates a running strain wave in the flexible gear 9, which is due to the difference in the numbers of teeth of the flexible wheel 9 and the hard wheels 8 leads to a wave transformation of rotational motion with a large reduction ratio. The resulting slow rotational movement of the flexible wheel 9, connected by its flange to the flange of the screw 12, is converted in a helical gear into the translational movement of the pins 13 and the rod 14, while the keys 21 and 18 fixed in the covers 2 and 3 slide in the pins 15 and 16 of the rod.

В зависимости от полярности напряжения питания электродвигателя 6 пиноль 13 и стержень 14 выдвигаются или утапливаются, так как наружная и внутренняя резьбы винта 12 выполнены левого и правого направления вращения. Перемещение пиноли 13 и стержня 14 приводит к изменению длины нагружающего устройства и при наличии внешней замкнутой силовой цепи в ней создается силовая нагрузка.Depending on the polarity of the supply voltage of the electric motor 6, the pin 13 and the rod 14 are extended or retracted, since the external and internal threads of the screw 12 are made of the left and right directions of rotation. The movement of the quill 13 and the rod 14 leads to a change in the length of the loading device and in the presence of an external closed power circuit, a power load is created in it.

Для сохранения созданного усилия при отключении электропитания привода винтовая передача выполнена самотормозящейся.To maintain the created force when the power supply to the drive is switched off, the helical gear is self-braking.

По сравнению с прототипом предлагаемое нагружающее устройство имеет следующие технико-экономические преимущества.Compared with the prototype, the proposed loading device has the following technical and economic advantages.

Повышается компактность нагружающего устройства при сохранении относительно большой подвижной составляющей устройства - суммарной величине хода пинолей. Уменьшается вес и габариты нагружающего устройства, расширяющие возможности применения.The compactness of the loading device is increased while maintaining a relatively large movable component of the device - the total value of the course of the pins. The weight and dimensions of the loading device are reduced, expanding the possibilities of application.

Claims

A loading device comprising a drive, a housing with a cover made with a hollow shaft, a gear reducer installed in the cover, a small gear of which is mounted on the drive shaft, and a large gear on the cover hollow shaft, a helical gear installed in the cover hollow shaft, wave gear, rigid the wheel of which is fastened to the housing, and the flexible wheel to the screw transmission screw, and a deformation wave generator connected to the large gear of the gear reducer, the screw transmission nut in the form of a pinole connected to the cover via key connection, and the screw flange is mounted between the housing and the second cover for rotation, characterized in that the screw of the screw drive is made hollow, connected by an internal thread, an installed shaft with axial displacement and provided with a groove with a key mounted in it, secured in the second housing cover.