SU943395A1 - Механизм дл преобразовани вращательного движени в соосное вибрационно-ударное - Google Patents

Description

(Я) МЕХАНИЗМ ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ В СООСНОЕ ВИБРАЦИОННО-УДАРНОЕ

1

Изобретение относитс  преимущественно к строительству, горному делу и другим отрасл м техники, где требуютс  устройства дл  технологической обработки деталей и массовых сред, использующие преобразование вращательного движени  привода в возвратно-поступательное перемещение исполнительного органа.

Известен механизм преобразовани  вращательного движени  в соосное возвратнопоступательное , содержащий ведущий элемент вращательного движени , ведомый элемент возвратно-поступательного движени , втулку, установленную в корпусе, имеющую отверстие с неравными ос ми, шарнирный четырехугольник. Одна из вершин этого четырехугольника соединена с ведущим элементом, друга  - с ведомым элементом, остальные две опираютс  на стенки отверсти  втулки посредством роликов. При вращении ведущего элемента и соединенного с ним четырехугольника ролики прижимаютс  к стенкам втулки центробежными силами. Вследствие неравенства осей втулки рассто ние между вершинами четырехугольника измен етс , и ведомый элемент совершает возвратно-поступательное движение 1.

Недостатками этого механизма  вл ютс  сложность конструкции, большое количество и технологическа  сложность деталей, невозможность получить значительный ход ведомого элемента при ограниченных поперечных размерах. Попытка увеличени  кинетической энергии ведомого элемента приводит к быстрому износу механизма. Область применени  механизма ограничиваетс  приводами насосов, компрессоров и других

JQ поршневых машин с безударным движением ведомого элемента.

Известен механизм дл  преобразовани  вращательного движени  в соосное вибрационно-ударное , включающий корпус, в котором размещены св занные друг с другом

15 сухарем соосные элементы - один вращательного движени , а другой возвратнопоступательного с внутренней полостью, на одном из которых нанесены винтовые пазы двух направлений, элементы переклю2Q чени  направлени  движени  2}.

Claims (2)

1. Недостаток данного механизма заключаетс  в том, что он не пригоден дл  создани  ударных и вибрационно-ударных режимов , чем объ сн етс  узка  область его применени . Цель изобретени  - повышение эффективносги проходки скважины в уплотнитель 1Ь х грунтах за счет обеспечени  работы лкханизма в вибрационно-ударном режиме. Эта цель достигаетс  тем, что внутренн   полость элемента возвратно-поступательного движени , выполненного в виде ударника разделена на две части, на каждой из которых нанесено по одному винтовому пазу противоположных направлений, во внутренней полости установлены рычаги, закрепленные на элементе вращательного движепи  - валу в двух местах, соответствующих разным част м элемента возвратно-поступательного движени , и имеющие на противоположных от вала концах сухари, а элемент переключени  направлени  движени  выполнен в виде свободно установленной в каждой полости втулки с внутренними коническими поверхност ми дл  попеременного ввода сухарей. Ви гговые пазы выполнены с переменным тагом м с числом заходов, равным числу р)1чаго8, прикрепленных к одной части вала. Яа фиг. I изображено устройство, внешний вид; ia фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 37возможные различные положсип  частей устройства; на фиг. 8-12 - возможные различные ноложени  су.хар  и переключаюп1ей втулки; на фиг. 13 и 14 -крайние положени  сухар  в направл ющем ги-;зу; на фиг. 15 - ударник, поперечное сечение. Механизм включает трубчатый корпус 1 (фиг. 1), заостренный спереди и нееущий стабилизаторы 2, федотврапдающие вра|це1 ие механиз.ма при пробивании скважины. Корнус .может быть цилиндрическим одного диаметра по всей длине или оо ступен ми разных диаметров дл  уменьшени  бокового сопротивлени  внедрению в грунт или в других цел х. Сзади к корпусу крепитс  двигатель врапипелыюго действи , например фланцевый электродвигатель 3. Вал электродвигател  соед.ип етс  с элементом вращательного движени  валом 4 (фиг. 3). Задний конец вала 4 может иметь подшипниковую опору (не показана) в корпусе 1. Вал представл ет собой гибкий упругий ipyTOK из конструкционпой стали и не требует механической (.бработки ио наружному диаметру. К валу 4 в двух местах ненодвижно прикреплены свои.ми концами слегка изогнутые гибкие упругие рычаги 5 и 6, несущие на противоположных концах сухари 7 и 8, которые вход т в винтовые пазы 9 и 10 или в .элементы переключени  направлени  движени , переключаюьчие втулки II и 12. Эти втулки могут скользить во внутренней полости элемепта возвратно-поступательного движени  - ударника 13 по поверхности, на двух част х которой образованы винтовые пазы 9 и 10. Количество заходов каждого винтового паза равно числу соответствующих гибких рычагов, которое выбираетс  из конструктивных соображений и исход  из требований динамической уравновешенности механизма. В данном примере прин ты двухзаходные винтовые пазы и по два соответствующих им рычага. Дл  обеспечени  посто нного ускорени  элемента возвратно-поступательного движени  винтовые пазы могут иметь переменный щаг. Переменный шаг может быть использован также дл  плавного за .медлени  ударника перед ударом, если необходимо уменьшить энергию удара. Ударник 13 удерживаетс  от вращени  скольз щей шпонкой (не показана). На переднем конце ударника 13 образовано отверстие 14 дл  перетока воздуха при движении ударника. Возможна  конструкци  ударника представлена на фиг. 15. Она включает корпус 15, в который последовательно вставлены концева  втулка 16, втулки 17-19, концева  втулка 20, сжатые гайкой 21. Винтовые пазы фрезеруютс  на втулках и .могут быть сквозными. Если требуетс  уменьшить упругие продольные деформации втулок 17 и 19, возникающие при их взаимодействии с сухар ми, имеющими криволинейную поверхность 22, то они могут быть прикреплены к корпусу 15 сваркой через отверсти  в корпусе. Мехапизм работает следующим образом. После придани  .механизму нужного направлени  и включени  электродвигател  начинаетс  внедрение механизма в грунт. Механизм направл етс  и удерживаетс  от вращени  сначала стартовым устройством а затем стабилизатора.ми 2. Пусть в начале работы детали .механизма занимают положение , представленное на фиг. 3. При вращении вала 4 рычаги 5 и 6 под воздействием центробежной силы дополнительно разжимаютс  с усилием, минимально необходимым дл  удержани  еухарей 7 и 8 в рабочем положении. Сухари 7 прижима1 угс  к внутренней поверхности переключающей втулки 11, а сухари 8 вход т в винтовые пазы и сообщают ударнику 13 движение вправо, удержива  втулку 12 на месте. Сухари 7 отделены от винтовых пазов 10 переключающей втулкой 11, что в больщем маещтабе представлено па фиг. 8. Положение деталей во врем  движени  вправо видно на фиг. 4. При подходе ударника к крайнему правому положению, когда до него остаетс  еще 5-15 мм, детали занимают положение показанное на фиг. 5, а дл  сухар  7 и переключающей втулки 11 - на фиг. 9. Переключающие втулки 11 и 12 унерлись в соответствующие внутренние упоры ударника . При завершении движени  ударника в крайнее правое положение сухари 7 и 8 скольз т по скосам переключающих втулок 11 и 12, отжимаютс  к валу 4 и рывко.м переход т в новые положени  - сухари 7 вход т в винтовые пазы 10, а сухари 8 - в переключающую втулку 12, что представлено на фиг. 6. Ударник 13 наносит удар своим правым торцом по упору корпуса. Энерги  удара зависит от скорости ударника , следовательно, от угла наклона винтовых пазов 9 и может быть сделана минимальной . Движение вправо закончилось, детали механизма зан ли положение, необходимое дл  его движени  влево (фиг. 6). Это движение начинаетс  благодар  тому, что сухари 8 рычагов 5 отделены от винтовых пазов 9 переключающей втулкой 12, а рычаги 6 сухар ми 7 взаимодействуют с винтовыми пазами 10 и сообщают ударнику движение влево. Положение деталей механизма при движении влево представлено на фиг. 7, а в больщем масщтабе дл  сухар  7 и переключающей втулки 11 - на фиг. 10. При движении ударника влево переключающа  втулка 11 упираетс  в сухарь 7 и удерживаетс  на месте. Перед окончанием движени  ударника влево сухарь 7 и переключающа  втулка 11 занимают положение, представленное на фиг. 11, а после завершени  хода переход т в положение , показанное на фиг. 3 или 12. При этом ударник 13 наносит удар своим левым торцом по упору корпуса. Энерги  удара зависит от скорости ударника и, следовательно , от угла наклона винтовых пазов 10 и может быть сделана максимально допустимой по услови м прочности соудар ющихс  деталей. Механизм готов к движению ударника вправо. На фиг. 13 и 14 представлены форма сухар  7 и его взаимодействие с винтовым пазом 10 в месте наибольщего и наименьшего наклона паза. Сухарь может иметь различные конструкции. При той, котора  представлена на фиг. 13 и 14, он имеет криволинейную поверхность 22 дл  взаимодействи  с винтовыми пазами, а также участок, ограниченный коническими поверхност ми, которыми сухарь контактирует с переключающей втулкой. Этот участок условно показан щтриховы.ми лини ми. Возможно шарнирное соединение рьЕчагов с сухар ми. Механизм не требует точности изготовлени , так как вращающиес  детали - вал 4, рычаги 5 и 6 выполнены гибкими, упругими и могут компенсировать возможные отклонени  диаметральных размеров и перекосы. Передача ударов двигателю со стороны корпуса при необходимости ослабл етс  с помощью обычных средств - амортизаторов . Продольные размеры выбираютс  так, что между переключающими втулками и соответствующими поверхност ми сухарей в момент удара остаютс  зазоры, показанные , напри.мер, на фиг. 12. Благодар  этому гибкие рычаги и переключающие втулки воспринимают только ту долю энергии ударника , котора  необходима дл  переключени  рычагов. Основна  дол  энергии удара передаетс  непосредственно корпусу. При выборе размеров зазора учитываетс  также возможный небольщой отскок ударника. При выключении двигател  ударник может остановитьс  в одном из крайних положений или вблизи от них, незадолго до окончани  пр мого или обратного хода. Из-за того, что ударник не может разогнатьс  и накопить энергию, достаточную дл  переключени , возможно затруднение при повторном запуске. Дл  устранени  этого затруднени  достаточно кратковременно реверсировать двигатель. Технико-экономический эффект механизма дл  преобразовани  движений, используемого в качестве устройства дл  пробивани  скважин, особенно прот женных, там, где не могут быть применены другие средства , выражаетс  в значительном удещевлении работ за счет применени  компактного и недорогого механизма. Важным достоинством механизма  вл етс  воз.можность получени  разнообразных законов движени  ударника при пр мом и обратном ходе. Благодар  этому на его основе могут быть созданы ручные мащины с уменьщенной отдачей, механизированный инстру.мент, мащины возвратно-поступательного действи  дл  забивани  в грунт свай, щпунтов, других конструкций, приводы виброударных технологических мащин, особенно тех, которые примен ютс  дл  обработки твердых, сыпучих материалов, бетона, грунта . Если сообщить радиальную неуравновешенность валу, то могут быть созданы устройства, у которых продольные удары сочетаютс  с поперечными вибраци ми. Такие устройства могут служить, например, дл  получени  специальных режимов работы вибродоставочных устройств. Формула изобретени  1. Механизм дл  преобразовани  вращательного движени  в соосное вибрациониоударное , включающий корпус, в котором размещены св занные друг с другом сухарем соосные элементы - один вращательного движени , а другой возвратно-поступательного с внутренней полостью, на одном Ио которых нанесены винтовые пазы двух направлений , элемент переключени  направлени  движени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности проходки скважины в уплотненных грунтах за счет обеспечени  работы механизма в вибрационно-ударном режиме, внутренн   полость элемента возвратно-поступательного движени , выполненного в виде ударника, разделена на две части, на каждой из которых

   нанесено no одному винтовому пазу противоположных направлений, во внутренней по.пости установлены рычаги, закрепленные на элементе вращательного движени  - валу в двух местах, соответствующих разным част м элемента возвратно-поступательного движени , и имеющие на противоположных от вала концах сухар , а элемент переключени  направлени  движени  выполнен в виде свободно установленной в каждой полости втулки с внутренними коническими поверхност ми дл  попеременного ввода сухарей.
2. 2. Механизм по п. 1, отличающийс  тем, что винтовые пазы выполнены с переменным шагом и с числом заходов, равным числу рычагов, прикрепленных к одной части вала.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1.Авторское свидетельство СССР № 513199, кл. F 16 Н 21/08, 1973.

   2.Авторское свидетельство СССР

   № 517729, кл. F 16 Н 25/08, 1976 (прототнл ).

   т

   Фиг.1 ff f /г ff f f

   ,

   R

   (

   W

   . /

   rff

   I

   /

   . /