SU1089332A1 - Автоматический трансформатор момента и скорости - Google Patents

Abstract

1. АВТОМАТИЧЕСКИЙ ТРАНСФОРМАТОР МОМЕНТА И СКОРОСТИ., содержащий ведущий и ведомый валы с эксцентриками и св зывающие их между собой толкатели, о тлич ающий с   тем, что, с целью расширени  кинематических возможностей, он снабжен . установленными шарнирно на толкател х и подпружиненными к ним упорами, взаимодействующими с эксцентриками ведомого вала, ограничител ми поворота упоров и пружинами, воздействующими на толкатели вдоль их, а толкатели вьшолнены упругими. Ч ff ,f /

Description

2, Трансформатор по п.1, о т л ичающийс  тем, что, с целью обеспечени  реверса, он снабжен дополнительными огр 1ничител ми, аналогичными основным и разнещенны- ми симметрично им по отношению к оси толкателей, и устройством

управлени  положени  ограничителей .

3. Трансформатор по п.1, о т л йчающийс  тем, что, с целью обеспечени  реверса, толкателн установлены с возможностью фиксированного поворота вокруг их осей.

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано pfia бесступенчатого регулировани  крут щего момента и скорости. Известен импульсный саморегулирую щийс  вариатор, содержащий ведущий и ведомые , эксцентрики, установле ные на ведущем валу, взаимодействующие с рычагами, подпружиненными отно сительно ведущего вола и св занные с ведущнм валом механизмами свободного хода l . Недостатком известного вариатора  вл етс  невозможность реверсировать вращение ведомого вала без реверса ведущего вала. Наиболее близким техническим реше нием к предлагаемому йвл етс  автоматический трансформатор момента и скорости, содержащий ведущий и ведоKflje валы с эксцентриками и св зьшающне их между собой толкатели, выполненные жесткими L2j. Однако известный трансформатор характеризуетс  сложностью регулировани  момента и скорости без изменени  крут щего момента и скорости ведущего вала. Цель изобретени  - расширение кинематических возможностей автоматического трансформатора момента и скорости. Указанна  цель достигаетс  тем, что автоматический трансформатор момента и скорости, содержащий ведущий и ведомый валы d эксцент зииами и св зывающие их между собой толкатели , снабжен установленньми шарнирно на толкател  и подпружиненюлми к ним упорами, взаимодейств ощими с эксцентриками ведомого вала, ограничител ми поворота упоров и пружинами, воздействующими на толкатели вдоль их осей, а толкатели выполнены упругими. Кроме того, трансформатор снабжен дополнительными ограничител ми, аналогичными основным и размещенными симметрично им по отношению к оси толкателей, и устройством управлени  положением ограничителей. Толкатели установлены с возможностью фиксированного поворота вокруг их осей.: На фиг.1 показан трансформатор, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг.4 - разрез Б-В на фиг.1; на фиг.5 - схема расположени  элементов конструкции; на фиг.6 приложение нагрузок к эксцентрику :ведомого вала; на фиг.7 - реверсивный автоматический трансформатор, общий вид; на фиг.8 разрез Г-Г на фиг.7; на фиг.9 - разрез Д-Д на фиг.7; на фиг.10 - положение ограничителей после реверса; на фиг.11 - вид по стрелке И на фиг.7; на фиг.12 - положение ограничителей в нейтральном положении; на фиг.13 - вариант реверсивного автоматического трансформатора с передачей в виде наклонных шайб; на фиг.14 - разрез К-К на фиг.13; на фиг.15 - разрез Л-Л на фиг.13. Автоматический трансформатор . (фиг.) содержит корпус 1, в котором в подшипншсах 2 установлены ведущий 3 и ведомый 4 валы. На ведущем 3 и ведомом 4 валах установлены по три эксцентрика 5, имеющих н.еподвижное соединение с валами посредством шпонок 6 и втулок 7. Эксцентрики 6 развернуты на каждом из валов относительно друг друга на 120°. На эксцентриках установлены кольца 8 на элементах качени , например, роликах 9. Каждое кольцо 8, установленное на эксцентриках ведомого вала А, снабжено тормозом, выполненным в ... виде тормозной колодки 10, подпружи-t ненной пружиной 1 1. Тормозной момент каждой колодки тормоза рассчитан на момент трени  качени  роликов 9. В корпусе 1 выполнены три отверсти , в которых расположены упругие толкатели , выполненные в виде ведущих плунжеров 12, св занных с кольцами 8 эксцентриков ведущего вала 3, и ведомых плунжеров 13, подпружиненных пружинами 14 (фиг.4) через кронштейн 15.Во внутренних полост х ведущих и ведомых плунжеров 12 и 13 соответственно установлены силовые пружины 16,один конец которых упираетс  в торцовую поверхность внутренней полости ведущих плунжеров 12, а другой - в ограничитель 17. Ограничител 17шариирно св заны с упорами 18, имеющими возможность совершать угловые повороты на ос х 19. Упоры 18 подпружинены пружинами 20. Размеры конструктивных элементов трансформатора выбираютс  таким обра зом, чтобы обеспечивалс  гарантированный зазор Z (фиг.5) между упорами 18и кольцами 8 эксцентриков 5 ведомого вала 4 при крайнем верхнем . положений эксцентриков ведущего вала 3. Это обеспечиваетс  выполнением зазора Z при крайнем верхнем положении эксцентриков ведомого вала 4. z-e-ls.+BVo, рассто ние между ос ми вало 3 и 4; рассто ние ме ду верхним торцом ведущих плунжеров 12 и концами упоров I8 при нед формированной пру71чине 16; диаметр колец 8. Зазор Z гарантирует выход в вертикальное положение упоров 18 в момент начала их движени  вниз. Трансформатор работает следующим образом. К ведущему валу 3 подсоедин етс  любой известный двигатель, например электродвигатель, а к ведомому валу 4 - люба  нагрузка, например исполнительный механизм какого-либо устройства (не показаны). При включении двигател  ведущий вал 3 начинает вращатьс  и приводит во вращение эксцентрики 5, св занные с ведущим валом 3. Так как в трансформато ре имеютс  три одинаковых узла, то рассмотрим работу трансформатора на примере правого узла (фиг,1). При вращении эксцентрика 5 ведущего вала 3 эксцентрик 5 через ролики 9 и кольцо 8 сообщает перемещение ведущему плунжеру 12, который через пружину 16 сообщает перемещение ограничителю 17,ведомому плунжеру 13 и упору 18. Так как при крайнем верхнем положении эксцентрика 5 ведущего вала 3 гаранти-; рован зазор Z между упором 18 и кольцом 8 эксцентрика 5 ведомого вала 4, то упор 18 при подходе к кольцу 8 занимает вертикальное положение. При положении эксцентрика 5 (фиг.4) упор 18 при движении вниз упираетс  в кольцо 8 и при неподвижном ведомом вале 4 останавливаетс . Так как ведущий вал 3 продолжает вращение, то его эксцентрик 5, пово- рачива сь, продолжает перемещать ведупщй плунжер 12 и снижает пружину 16, котора  оказывает воздействие через ограничитель 17 и упор 18 на кольцо 8 и эксцентрик 5 ведомого вала 4 с усилием F, нормально направленным к поверхности кольца 8 (фиг.6). Реакци  кольца 8 с усилием прижимает упор 18 к внутренней поверхности ограничител  17. От воздействи  упора 18 на кольцо 8 и эксцентрик 5 ведомого вала 4 возникает крут щий момент (фиг.6) а .(2) По мере сжати  пружины 16 сила F увеличиваетс  и достигает максимальной величины при крайнем нижнем положении эксцентрика 5 ведущего вала 3. Ведущий вал 3 до этого момента затрачивал работу на деформирование пружины 16. При дальнейшем вращении ведущего вала 3 его эксцентрик поворачиваетс  и освобождает ведущий плунжер 12, разгружа  пружину 16. Усилие от упора 18 продолжает дейCTBOBiaTb на эксцентрик 5 ведомого вала 4, поддержива  крут щий момент М. При подъеме эксцентрика 5 ведущего вала 3 пружина 16 отдает накопленную потенциальную энергию веду1Г1ему валу 3 3. Таким образом, затраченна  энерги  двигател  при сжатии пружины 16 на первом участке поворота вала 3 возвращаетс  на втором участке пово рота вала 3 за исключением потерь энергии на трение и потерь в пружине . При следукицем обороте ведущего вала 3 цикл повтор етс . . Передача крут щего момента двум  остальными эксцентриками 5 ведомого вала возможна только после их прохода крайнего верхнего положени . При подходе упоров 18 к кольцам 8 . эксцентриков 5 при положении их экс центриситета правее оси плунжеров 12 и 13 на упоры 18 действуют силы, отклон ющие влево (фиг.2). Произойд также отклонение среднего упора 18 при его опускании вниз (фиг.З). При отклонении упоров 18 пружина 16 не воздействует на эксцентрики ведомог вала 4 и крут щего момента на ведомом валу 4 не создает. Следовательн упоры 18 могут оказывать.воздействи на эксцентрики и 1едо,мый вал трлько после прохождени  эксцентриками 5 ведомого вала 4 крайнего верхнего . положени  (фиг-5) и создавать однонаправленный крут щий момент М (фиг.6). Под действием крут щего момента М ведомый вал 4 начинает вращатьс  с угловой скоростью Wj. Тормозные колодки 10 обеспечивают контакт упоров 18 и колец 8 без проскальзывани . Автоматический трансформатор момента и скорости обеспечивает автоматическое регулирование соотношений между моментами и скорост ми на ведущем и ведомом валах, а также регулирует величину затраченной и передаваемой мощности от двигател  исполнительному механизму. При неподвижном ведомом вале 4 при Oj О усилие от упора 18 (фиг. 4) и, следовательно , момент М на ведомый вал 4 передаетс  одинаковое количество времени как при нагрузочной, так и при разгрузочной фазе пружины 16. Так как COg °° р ведомый вал работу не соверщает и мощность на ведомом валу равна нулю. Ведущий вал 3 также полезной работы не совершает следовательно, мощность двигател , привод щего ведущий вал 3, определ етс  г:атратами на работу трени  направл ющих плунжеров I2 и 13 в подшипниках 2 и гестирезисными потер ми энергии в пружинах 16, которые незначительны благодар  хорошей смазке и низкому значению коэффициента трени  - качени . Таким образом, затраченна  энерги  двигател  на сжатие пружин возврара .етс  двигателю при их упругой разгрузке , а при работе трансформатора с несколькими пружинами эта энерги  циркулирует а самом трансформаторе, а двигатель восполн ет только потери на трение в трансформаторе и гестирезисные потери в пружинах. При вращении ведомого вала 4 момент М в нагрузочной фазе передаетс  большее количество времени, чем разгрузочной, ведомый вал совершает работу (где Ц) - угол поворота вала 4), котора  передаётс  от ведущего вала 3. Под действием крут щено момента М ведомый вал разгон етс . Врем  разгона зависит от момента М и величины нагрузки, приложенной к ведомому валу 4 и может быть бесконечно продолжительным без опасени  перегрузки двигател , так как момент сопротивлени  и углова  скорость на валу 3 не будут превьшать заданного расчетного значени  независимо от нагрузки на ведомом валу. На фиг.7 изображен реверсивный автоматический трансформатор момента и скорости, содержащий кроме перечисленных элементов два вала 21 и 22 упра влени  (фиг.8), на которых установлены ограничители 23 и 24. Валы 21 к 22 поворачиваютс  шестерн ми 25-27 и св заны с рычагом 28 управ-лени  реверса трансформатора. Ограничители 23 и 24 подпружинены пружинами 29 и 30. Реверсирование происходит следующим образом. Рычаг 28 управлени  реверса трансформатора устанавливаетс  в положе ние 1 (фиг.11), при этом осуществл етс  поворот шестерни 26 и св занных с ней шестерен 25 и 27, валов 21 и 22 и поворот под действием пружин 29 и 30 ограничителей 23 и 24 в полоение , показанное на фиг.9. Это беспечивает свободный поворот упора 18 по часовой стрелке, его поступаельное перемещение и ограничивает оворот упоров 18 против часовой трелки. Подпружиненное положение граничителей 23 и 24 на валах 21 и 2 обеспечивает свободное перемещение граничител  24 в контакте с упором 8 при работе трансформатора. Дп  реверса ведомого вала 4 рычаг 8 управлени  поворачиваетс  против асовой стрелки в положение П на угол Jf (фиг.II). При повороте рычага 28 управлени  поворачиваетс  шестерн  26 и св занные с ней тестерни 25 и 27, валы 21 и 22. Валы 21 и 22 через пружины 29 и 30 воздействуют на ограничители 23 и 24 и поворачивают их в положение, показанное на фиг.10. Таким образом, упоры 18лишаютс  возможности поворачиватьс  по часовой стрелке, так как этому отклонению мешает фиксатор 23, но имеют возможность свободно поворачиватьс  против часовой стрелки. При повороте ведущего вала 3 и движении св занного с ним эксцентрика 5 вниз перемещаютс  вниз ведущий 12 и .ведомый 13 плунже;ры и св занный с ними через ограничитель 17 упор 18, который упираетс  в кольцо 8 ведомого вала 4. При положении эксцентриситета зксцентриков 5 ведомого вала 4 правее оси плунжеров 12 и 13 на упор 18 действует сила, прижимающа  упор 18 с ограничителю 23. Действием пружины 16 на кольцо 8 и эксцентрик 5 действует сила, и создаетс  от этой силы крут щий момент противоположного направлени , чем был до поворота рычага 28 управлени  в положение П. Ведомый , вал 4 под действием крут щего момента вращаетс  в противоположную сторону. Конструкци  трансформатора обеспечивает также останов ведомого вала 4 или его свободное вращение от момента подсоединенного к нему исполнительного механизма при вpaщaющe c  или неподвижном вале 3. Дл  осуществлени  данного режима рычаг 28 управлени  поворачиваетс  в нейтральное положение О (фиг.II), что обеспечивает поворот ограничителей 23 и 24 п полох ение, показанное на., фиг.12. При данном положении ограничителей 23 и 24 упор 18 не может воздействовать на эксцентрик 5, так как при любом отклонении эксцентриков 5 и смещении их эксцентриков влево или вправо относительно оси плунжеров 12 и 13 на улоры 18 действуют силы, отклон ющие их влево или вправо. При положении эксцентриситетов эксцентриков 5 на оси пл унжеров 12 и 13 сила , действующа  от упоров 18 на коль-: ца 8 и эксцентрики 5, проходит через ось вращени  ведомого вала 4 и крут  щего момента не создает. Кроме того, это положение упоров 18 неустойчивое, и при незначительном повороте вала 4 упоры 18 отклон ютс  влево или вправо.. Йа фиг.13 изображен другой вариант реверсивно автоматического трансформатора , в котором передача вращательного движений от ведущего к ведомому валу осуществл етс  посредством наклонных дисков,.а реверс осуществл  етс  поворотом толкателей. Трансформатор содержит корпус 31 и крьш|ки 32 и 33, в которых в подшипниках 34 расположены ведущий 35 и ведомый 36 валы. Подшипники 34 закрыты дополнительными крьшками 37. На ведущем 35 и ведомом 36 валах установлены наклонные диски 38 и 39, в которых установлены подшипники 40 с шайбами 41 и 42. В корпусе 31 в специально выполненных расточках установлены по шесть упругих толкателей , выполненных в виде ведущих плунжеров 43 и ведомых плунжеров 44. В ведомом плунжере 44 установлен ограничитель 45, в котором шарнирно установлен на оси 46 упор 47. Во внутренних полост х ведущих и ведомых плунжеров 13 и 14 установлены силовые пружины 48, один конец котоРых упираетс  в торцовую поверхность внутро-нней полости ведущих плунжеров 43, а другой конец - в ограничитель 45. Ведущие плунжеры 43 контактируют с шайбой 41 ведущего вала 35, а упоры 47 через ролики 49 - с шайбой 42. ведомого вала 36. Ведомые плунжеры 44 подпружинены через кронштейны 50 пружинами 51 (фиг.15). Ведомые плунжеры 44 выполнены с наружной зубчатой нарезкой, наход щейс  в зацеплении с колесом 52 с внутренней зубчатой нарезкой и установленным в крьш1ке 33 и корпусе 31 с возможностью вращени . Колесо 52 снабжено руко ткой 53 управлени . Упоры 47 подпружинены пружинами 54, а ограничитель 45 зафиксирован от проворота в плунжерах 44 шпонкой 55. Реверсирование осуществл етс  следующим образом. Дл  этого необходимо повернуть руко тку 53 (фиг.13 и 14) против часовой стрелки на угол oi . При повороте руко тки 53 поворачиваетс  зубчатое колесо 52, с внутренней нарез- кой которого наход тс  в зацеплении плунжеры 44. Епунжеры 44 порорачиваютс  также по часовой стрелке на угол 180. Таким образом, упоры 47

.будут оказывать воздействие уже при противоположном наклоне шайбы 42 относительно плунжера 44 по сраьнению со случаем до реверсировани , и сила будет направлена в противоположную сторону, что вызовет вращение ведомо го вала 36 в противоположную сторону.

При повороте руко тки 53 на угол 0,5 Об плунжеры 44 развернутс  на , В этом случае трансформатор на . ведомом валу 36 активного момента создавать не будет, а будет работат;Ь,

А-Л

9иг.2

в холостом режиме, как при заторможенном ведомом вале 36.

Предлагаема  конструкци  реверсивного автоматического трансформатора обладает увеличенной надежностью в работе с широким диапазоном кинематических возможностей, а также обладает простой схемой, что упрощает ее изготовление и обслуживание, позвол ет просто осуществл ть реверс или осуанов приводного вала при посто нном вращении ведущего вала.

иг.5

U.

w

P.8

//

-4

/

иг.7

гс

2f/

иг.& ЬГ 1 i9 Se

20

(Pi/г. iO

Г . го L

«/. // ijk м W « 49 ffl 4 Й Jf

2ff

д

аг 12 ff г %./э fi fo /

Claims (3)

1. АВТОМАТИЧЕСКИЙ ТРАНСФОРМАТОР МОМЕНТА И СКОРОСТИ, содержащий ведущий и ведомый валы с эксцентриками и связывающие их между собой толкатели, отличающийся тем, что, с целью расширения кинематических возможностей, он снабжен установленными шарнирно на толкателях и подпружиненными к ним упорами, взаимодействующими с эксцентриками ведомого вала, ограничителями поворота упоров и пружинами, воздействующими на толкатели вдоль их, а толкатели выполнены упругими.

2. Трансформатор по п.1, о т л ичающийся тем, что, с целью обеспечения реверса, он снабжен дополнительными ограничителями, ана логичными основным ми симметрично им к оси толкателей, и размещениипо отношению и устройством управления положения ограничителей.

3. Трансформатор по п.1, о т л йчающийся тем, что, с целью обеспечения реверса, толкатели установлены с возможностью фиксированного поворота вокруг их осей.