Направляющий механизм

 

НАПРАВЛЯЮЩИЙ МЕХАНИЗМ, содержащий стойку, шарнирйо связанные между собой кривошип и шатун одинаковой длины, кинематически связанный с шатуном привод вращения с передаточным числом, равным двум, привод вращения кривошипа и исполнительное звено , шарнирно связанное с шатуном и кинематически - с кривошипом с передаточным числом, равным 1/2, о т л ичающийся тем, что, с целью расширения кинематических возможностей , механизм снабжен, корпусом, на котором с возможностью вращения, установлен кривошип, приводы размещены внутри корпуса и снабжены раздельными тормозами, корпус связан со стойкой шарниром и имеет возможность вращения вокруг,него в плоскости, перпендикулярной плоскости вращения кривошипа и шатуна, а кинематические связи шатуна с его приводом и кривоi шипа с исполнительным звеном выполнены в врще цепных передач. СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3 ЬВ F 16 Н 19/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3615935/25-28 (22) 18.07.83 (46) 30.09.84. Бюл. ¹ 36 (») А.А.Андреев (71) Научно-производственное объединение "Атомкотломаш" (53) 621.855(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 823709, кл. F 16 Н 19/02, 1979. (54)(57) НАПРАВЛЯЮЩИЙ МЕХАНИЗМ, содержащий стойку, шарнирйо связанные между собой кривошип и шатун одинаковой длины, кинематически связанный с шатуном привод вращения с передаточным числом, равным двум, привод вращения кривошипа и исполнительное зве„„SU„„1116246 А но, шарнирно связанное с шатуном и кинематически — с кривошипом с передаточным числом, равным 1/2, о т л ич а ю щи и с я тем, что, с целью расширения кинематических возможностей, механизм снабжен корпусом, на котором с возможностью вращения. установлен кривошип, приводы размещены внутри корпуса и снабжены раздельными тормозами, корпус связан со стой. кой шарниром и имеет возможность вращения вокруг него в плоскости, перпендикулярной плоскости вращения кривошипа и шатуна, а кинематические связи шатуна е его приводом и кривоC шипа с исполнительным звеном выпол- cg иены в виде цепных передач.

1 1116

Изобретение относится к устроист вам для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и может быть использовано B различных областях машиностроения, в част5 ности в атомном машиностроении и котлостроении, например, для перемещения контрольного устройства для контроля качества сварных швов большой протяженности и различной конфигурации (длиной или диаметром до 8 м).

Известен направляющий механизм, содержащий стойку, шарнирно связанные между собой кривошип и шатун одинаковой длины, кинематически связан!

5 ный с шатуном с передаточным числом, равным двум, привод вращения кривошипа и исполнительное звено, шарнирно связанное с шатуном и кинематически. — с кривошипом с передаточным чис20 лом, равным /2.

В известном механизме кинематические связи шатуна с его приводом и кривошипа с исполнительным звеном выполнены в виде последовательно соединенных планетарных механизмов, водило первого из которых является кри. вошипом, а водило второго — шатуном, при этом каждый из планетарных механизмов имеет солнечное колесо, сателлит и паразитное колесо, расположенное между последними на оси водила.

Водило второго планетарного механизма жестко соединено с сателлитом первого, а солнечное колесо первого планетарного механизма заторможено.

При вращении водила первого планетарного механизма сателлит второго, »а котором закреплен исполнительный орган, совершает прямолинейное перемещение по диаметральной линии, про- 4О ходящей через ось водила первого планетарного механизма, а наибольшая длина этого перемещения равна четырем длинам водила (11.

-Недостатками известного механиз- 4 ма являются перемещение исполнительного органа только прямолинейно и в одной плоскости, а также большие габариты и вес при больших значениях перемещения, так как увеличение дли- О ны водил влечет за собой увеличение диаметров солнечного колеса первого и сателлита второго планетарных механизмов.

Цель изобретения — расширение ки- 55 нематических возможностей механизма за счет обеспечения перемещения исполнительного звена не только прямо246 2 линейно, но и по окружностям разных диаметров и в разных плоскостях.

Указанная цель достигается тем, что направляющий механизм, содержащий стойку, шарнирно связанные между собой кривошип и шатун одинаковой длины, кинематически связанный с шатуном привод вращения с передаточным числом, равным двум, привод вращения кривоиила и исполнительное звено, шарнирно связанное с шатуном и кинематически — с кривошипом с передаточным числом, равным 1/2, снабжен корпусом, на котором с возможностью вращения установлен кривошип, приводы размещены внутри корпуса и снабжены раздельными тормозами, корпус связан со стойкой шарниром и имеет возможность вращения вокруг него в плоскости, перпендикулярной плоскости вращения кривошипа и шатуна, а кинематические связи шатуна с его приводом и кривошипа с исполнительным звеном выполнены в виде цепных передач.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема предлагаемого механизма; на фиг. 2 — схема работы механизма, при которой исполнительный орган совершает возвратно-поступательное движение в любом направлении; на фиг.3 схема работы механизма, которая применяется для изменения направления возвратно-поступательного перемещения исполнительного органа на заданный угол.

Направляющий механизм состоит из корпуса 1, внутри которого размещены привод 2 кривошила 3 и привод 4 шатуна 5. Привод 2 снабжен тормозом 6 и связан с редуктором 7, на выходной оси 8 которого закреплен кривошип 3.

Привод 4 снабжен тормозом 9 и связан с редуктором 10, на полой выходной оси 11 которого жестко закреплена звездочка 12. Ось 8 с кривошилом 3 концентрично установлена в полой оси 11. Звездочка 12 кинематически связана посредством цели 13 со звездочкой 14, жестко закрепленной на конце шатуна 5; который шарнирно связан с кривошипом 3, а на другом конце шатуна шарнирно установлена подвеска 15, жестко связанная с исполнительным звеном 16 и звездочкой 17. Звездочка 17 кинематически связана посредством цепи 18 со звездочкой 19, жестко установленной на кривошипе 3. Корпус 1 размещен на плоском шарнире 20, закрепленном

1116

3 на стойке 21, и имеет возможность вращения в плоскости, перпендикулярной плоскости вращения кривошипа 3 и шатуна 5.

Работа направляющего механизма осуществляется по нескольким схемам

5 следующим образом.

Схема 1 (фиг. 2 ). Привод 4 шатуна 5 заторможен тормозом 9, привод ,2 кривошнпа 3 вращает кривошип по ча-1О совой стрелке. Одновременно кривошип перемещается по определенной траектории, в результате чего цепь 13, облегая неподвижную звездочку 12, вращает звездочку 14, а вместе с ней

15 и шатун 5. Причем шатун 5 вращается в противоположном направлении с удвоенной угловой скоростью относительно кривошипа 3 (так как Ь„ =2 1 ) . Из этого следует, что при равных длинах

20 кривошипа 3 и шатуна 5 траектория подвески 15 — прямая линия. При полном обороте кривошипа 3 рабочий ход подвески 15 равен четырем длинам кривошипа 3. При этом шатун 5, вра25 щаясь против часовой стрелки, обкатывает цепь 18 вокруг звездочки 19 и тем самым вращает подвеску 15 исполнительного звена 16 по часовой стрелке с угловой скоростью, в два раза меньшей скорости шатуна 5 (так

3G как Z„g =21, ), т.е. в ту же сторону, что и кривошип 3, и с угловой скоростью, равной угловой скорости кривошипа. Из этого следует, что исполнительное звено 16 совершает плос- З5 копараллельное перемещение с рабочим ходом, равным четырем длинам крив ошипа, Схема 2 (фиг. 3) . Привод 2 кривошипа 3 заторможен тормозом 6, и кривошип 3 неподвижен. Привод 4 шатуна 40

5 вращает звездочку 12 против -гасовой стрелки, через цепь 13 вращение передается звездочке 14, что вызывает вращение шатуна 5 также против часовой стрелки. При повороте шатуна 5 45 на угол 2oL относительно кривошипа 3 весь механизм выходит на новое направление Х„ с заданным углом с относительно предыдущего направления Х также против часовой стрелки. При этом исполнительное звено 16 разворачивается на угол о относительно шатуна

5, но по часовой стрелке, занимая положение в направлении ОХ .

Далее работа механизма осуществля-55 ется по схеме 1.

Работая по обоим схемам, получаем все возможные направления возвратно246 4 поступательного переме цения исполнительного звена 16 в плоскости ХОУ.

Используя поворот всего механизма относительно оси шарнира 20, получаем возможность работы направляющего механизма по трем координатным направJI P. НИ ЯМ .

При необходимости вращательного движения приводы 2 и 4 включают одновременно. Ось 8 и полая ось 11 вращаются посредством редукторов в одном направлении и с одинаковой угловой скоростью. При этом относчтельное расположение кривошипа 3 и шатуна 5 не изменяется, так как согласно работе по схеме 1 при повороте кривошипа 3 по часовой стрелке на угол о, шатун 5 должен повернуться относительно кривошипа 3 на угол 2 Ы. против часовой стрелки, но в это же время от привода 4 посредством редуктора 10, звездочек 12, 14 и цепи 13 он проворачивается на угол 2Ы по часовой стрелке, компенсируя предыдущее движение. Таким образом, исполнительное звено 16 совершает вращательное движение вокруг оси, согпадающей с концентричными осями 8 и 11.

Изменение радиуса вращения исполнительного органа осуществляется при работе по схемам 1 и 2.

При необходимости эксцентричного вращения исполнительного органа (например„ при контроле сваренных в корпусе патрубков) кинематическая связь между звездочками 17 и 19 устраняется, а подвеска 15 фиксируется относительно своей оси под любым углом.

Работа идет по схеме 2. Вращение исполнительного звена 16 происходит вокруг оси шарнирного соединения шатуна 5 с кривошипом 3 эксцентрично относительно центра приводов, причем кривошип 3 неподвижен, радиус вращения исполнительного звена 16 равен длине шатуна 5, а эксцентриситет — длине кривошипа 3.

Работа направляющего механизма может осуществляться и от одного привода с применением раэдаточнои коробки, но при этом кинематическая схема привода несколько усложняется.

Изобретение позволило получить простую технологичную многоцелевую конструкцию направляющего механизма для работы по трем координатам, обладающую при большом радиусе действия сравнительно малым весом.

1116246

Фиг з

Составитель В.Савицкий

Редактор M. Бандура Техред Ж.Кастелевич Корректор О.Тигор

Заказ 6904/29 Тираж 912 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4