Эксцентриковый кривошипно-шатунный механизм с регулируемым ходом ползуна

 

Изобретение относится к механизмам преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное с регулируемой длиной хода ползуна. Целью изобретения является повышение точности и надежности путем дистанционного контролируемого углового взаимного смещения эксцентриковых вала и втулки и возможности встраивэ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 04 В 9/04, F 16 Н 21/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

18 (21) 4371203/28: 4367209/28 (22) 07.12,87 (46) 30.04.91, Бюл. М 16 (71) Полтавский инженерно-строительный институт (72) М.Н. Рябов, А.Г. Онищенко, В.Л, Гиверц, Н,В. Чаленко и М,Л, Рубановский (53) 621.837 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1020631, кл. F 04 В 9/04, 1983.

Авторское свидетельство СССР

N 1523798, кл, F 04 В 9/04, 1987.

» 512„ц 1645607 Al (54) ЭКСЦЕНТРИКОВЫЙ КРИВОШИПНОШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ С РЕГУЛИРУЕMbjM ХОДОМ ПОЛЗУНА (57) Изобретение относится к механизмам преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное с регулируемой длиной хода ползуна. Целью изобретения является повышение точности и надежности путем дистанционного контролируемого углового взаимного смещения эксцентриковых вала и втулки и возможности встраива1645607

15

25

30 ния в автоматизированные системы. Эксцен риковый кривошипно-шатунный механизм с регулируемым ходом полэуна содержит электропривод 2, ползун 5, эксцентриковые вал 7 и втулку 9, шатун 10, муфту 11 сцепления, механическую передачу 12, механизм 13 регулировки хода ползуна 5, силовой блок 14 питания, дистанционный блок 15 управления с эадатчиком 16 хода ползуна 5, узел 17 контроля, шаговый искатель 19. Механизм 13 регулировки хода ползуна 5 выполнен в виде поворотной втулки 20 с ведомой звездочкой 21 и радиальным пазом 22, взаимодействующим с пальцем 18. Узел 17 контроля выполнен в виде бесконтактных датчиков 25, взаимодействующих с ними пластин 26 и 27, установленных на эксцентриковом валу 7 и крановом колесе 23, Приводится вариант иного исполнения механизма, в котором в блок 15 управления включена реостатная следящая система, а муфта 11 сцепления выполнена электромагнитной фрикционИзобретение относится к машиностроению, а именно к механизмам преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное с регулируемой длиной хода ползуна, и может быть использовано для дистанционного регулирования насосов для перекачивания вязких и абраэивосодержащих жидкостей.

Целью изобретения является повышение точности и надежности путем дистанционного контролируемого углового взаимного смещения эксцентриковых вала и втулки и возможности встраивания в автоматизированные системы.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема механизма; на фиг. 2 — схема питания электропривода; на фиг. 3 — схема силового блока питания и блока управления; на фиг.

4 — схема блока управления с шаговым uci.àTåItåì; на фиг. 5 — Вариант исполнения механизма; на фиг. 6 — схема питания электропривода; на фиг. 7 — схема питания блока управления и электромагнитной муфты; на фиг. 8 — реостатная следящая система механизма.

Механизм содержит корпус 1, размещенные в нем электропривод 2 с выходным валом 3 и ведущей звездочкой 4, ползун 5, совершающий возвратно-поступательное движение в направляющей втулке 6, соединенной с корпусом 1. Кривошип, выполненный в виде эксцентрикового вала 7, установленного в корпусе 1 на подшипниной. Расхождение в угловом смещении эксцентриковых вала 7 и втулки 9 определяет длину хода полэуна, Последний контролируется датчиками 25 через прорези, которые вращают металлические пластины 26 и 27.

Вследствие этого срабатывает реле 57 и отключает своими контактами реле 37 и пускатель 30. Злектропривод 2 останавливается, Реостатная следящая система содержит потенциометры 80 и 94, источник 93 постоянного тока, усилитель 96 и серводвигатель 97.

Вращение потенциометров 80 и 94 происходит до равенства потенциалов на контактных ламелях 82 и 95. Серводвигатель 97 останавливается, а связанная с внутренним кольцом потенциометра 94 стрелка 84 укажет ход ползуна 5, который определяется на настроечной частоте вращения выходного вала 3 электропривода 2. Затем нажимают на кнопку 35, а потом на кнопку 36, вследствие чего переводят электропривод 2 на номинальную частоту вращения, 2 з. и. ф-лы, 8 ил. ках 8, и размещенной на нем эксцентриковой втулки 9, Механизм включает шатун 10, шарнирно связанный одним концом с ползуном 5, другим — с зксцентриковой втулкой

9, муфту 11 сцепления, механическую передачу 12, механизм 13 регулировки хода ползуна 5, установленный на эксцентриковом валу 7, силовой блок 14 питания, дистанционный блок 15 управления с эадатчиком 16 хода ползуна 5, Механизм снабжен электрически связанным с блоком 15 управления узлом 17 контроля относительного углового смещения эксцентриковых вала 7 и втулки 9, закрепленным в эксцентриковой втулке 9 пальцем 18, шаговым искателем 19, размещенным в блоке 15 управления.

Механизм 13 регулировки хода полэуна

5 выполнен в виде установлснной на эксцентриковом валу 7 поворотной втулки 20 с ведомой звездочкой 21 и радиальным пазом

22, взаимодействующим с пальцем 18. Муфта 11 сцепления размещена на звездочке 21 и выполнена в виде храпового механизма с колесом 23 и собачкой 24, Механическая передача 12 выполнена цепной, передающей вращение с ведущей звездочки 4 выходного вала 3 электропривода 3 на ведомую звездочку 21, Узел 17 контроля выполнен в виде размещенных на корпусе 1 бесконтактных датчиков 25, взаимодействующих с ними пластин 26 и 27, установленных на эксцентриковом валу 7 и храповом

164"607

55 колесе 23. Бесконтактные датчики 25 посредством шагового искателя 19 электрически связаны с задатчиком 16 хода nor.зуна

5. На свободном конце эксцентриково о вала установлено колесо 28 храпового останова. Работой электропривода 2 управляют магнитные пускатели 29 — 32, которые коммутируются кнопками 33 — 36. Блок 15 управления содержит реле 37 (контакторы 38 — 40); 41 (42 — 44); 45 (46 - 18);49 (50); 51 (52, 53): 54 (55, 56); 57 (58); 59 (60). бе с кон та ктн ые выключатели 61 и 62 датчика 25, выпрямитель 63 постоянного тока; резисторы 64—

67; конденсаторы 68 — 70.

Вариант иного исполнения механизма приведен на фиг. 5,! la эксцентриковом валу

7 с помошью шпоночного соединения закрепленамуфта 11 сцепления, выполненная электромагнитной фрикцион ной с катушкой

71 электромагнита 72, пакетом наружных 73 и внутренних 74 фрикционных дисков и якорем 75. Му4 та 11 запитывается постояным током, который подводится от блока 15 управления через контактное кольцо 76, соединенное с одним выводом катушк. 71 (второй вывод соединяется на корпус электромагнитата 72), Наружные фрикционные диски 73 связаны с возможностью пероемещения по шпоночному соединению с эксцентриковой втулкой 9, а внутренние диски 74 — с муфтой

11. Узел 17 контроля механизма выполнен в виде электрически связанной с блоком 15 управления следящей реостатной сисгемы, В торцовой части эксцентричной втулки 9 установлен токосьемник 77 с контактными кольцами 78, электрически связанными с угловым шагом 120 обмотки наружного кольца 79 кольцевого потснциометра 80. В торцовой части эксцентрикового вала 7 установлено внутреннее кольцо 81 потенциометра 80 с короткозамкнутыми контактными ламелями 82. Токосьемные щетки 83 установлены на корпусе 1 для электрической связи потенциометра 80 с блоком 15 управления, оснащенного стрелкой-указателем 84 относительного углового смещения эксцентриковых вала 7 и втулки

9. пуф.;а 11 включается в сеть через согпасующий трансформатор 85, выпрямитель 86 с фильтром 87, Блок 15 упрзвления содержит также реле 88 времени с контактами 89, магнитный пускатель 90 с контакторами 91, резистор 92, источник 93 постоянного тока, кольцевой потенциометр 94 с ламелями 95, усилитель 96, серводвигатель 97, механическую передачу 98.

Механизм работает следующим образом.

При нажатии кнопок выполняются cëåдуюгцие к манды: кнопка 33 включает пускател:. 29 и электрическую схему механизма, кнопка 35 -- срочная остановка электропривода 2 при аварийных ситуациях, кноп;э 36 — переход на установочную частоту вращения электропривода 2, вращение последнего до исходного положения и его остановка, кнопка 34 — переход на установочную частоту вращения обратного хода (реверс), вращение электропривода 2 до положения, определяемого задагчиком 16 хода ползуна 5, реверс и вращение электропривода 2 с номинальной частотой врэщения, При нажатии кнопки 36 срабатывает и самоблокируется контактами 38 реле 37, включающее контактами 40 пускатель 2.

Контакты 39 отключают реле 41. Одновреме но от импульса зарядного тока кратковременно срабатывает реле 49, отключающее реле 41 контактами 50. Таким обр".çîì, прекращается действие всех предыдущих команд. Статор электропривода 2 обтекается переменным током меньше номин:-,льного, так как в каждую фазу включен ограничивающий резистор 65. Кроме того, статор обтекается постоянны 1 током через выпрямитель 63 и резистор 64. Этот ток со эда..т тормозной момент и выходной вал 3 электропривода 2 вр: цается с установочной частотои вращения, пока металлическая пластина 26 не войдег в чувствительную зону бесконтактного выключателя 61 датчика

25. Вследствие этого срабатывает реле 57 и отключает контактами реле 37 и пускатель

30. Электропривод 2 останавливается в исходном положении.

При нажатии кнопки 34 срабатывает реле 41, самоблокируется контактами 42 и контактами 44 включает пускатель 31, контакты

43 подготавливают к работе цепь обмотки шагового искателя 19. Одновоеменно импульсно срабатывает реле 51, отменяя контактами 52 и 53 действие предыдущих команд. Пускатель 31 обеспечивает реверс электропривода 2 с настроечной частотой вращения, При этом вращается вместе с выходным валом 3 несущим 24 металлические пластины 27, взаимодействующие с бесконтактным выключателем 62 датчика 25, Каждая пластина, входя в чувствительную зону бесконтактного выключателя 62, приводит к срабатыванию реле 59. Последнее контактами 60 замыкает электрическую цепь обмотки шагового искателя 19, движение подвижного элемента которого по своему контактному полю продолжается, пока не замкнется, соединяя контакт переключателя 33, выполняющего роль задатчика хода

1645607 иолзуна 5, с соответствующей ламелью конi актного поля 19. В этом случае срабатывает реле 54 счета импульсов, отключая контактами 55 реле 41 и включая контактами 56 реле 45, которое самоблокируется контактами 46, а контактами 47 включает пускатели

30 и 31. Пускатель 32 замыкает накоротко резисторы 65, а пускатель 30 обеспечивает вращение выходного вала 3 электропривода

2 с номинальной частотой вращения. Резисторы бб и 67 служат для разряда конденсаторов 68 и 69 после снятия напряжения в импульсных реле 49 и 50, Работа вариантного исполнения механизма следующая, При нажатии на кнопку 33 включается магнитный пускатель 29 и осуществляется пуск электропривода 2, вал 3 которого начинает вращаться с номинальной частотой, Крутящий момент с выходного вала 3 передачи 12 передается на эксцентриковый Dëë

7 и далее через фрикционные диски 73 и 74 муф-ы 11 нэ зксцентриковую втулку 9. Полэун 5 движется возвратно — поступательно по направляющим 6 корпуса 1. Затем отключается магнитный пускатель 29 нажатием кнопки 35. Па истечении интервала времени достаточного для остановки электропривода 2 реле 88 времени замыкает контакт 89, Подготавлива от мэгнигный пускатель 90 настроечного режи ла к включснию. Электропривод 2 включается в сеть через резисторы 64, обеспечивая его работу на настроечной частоте вращения. Одновре ленно статор электропривода 2 обтекается постоянным током от выпрямителей 63.

Тормозной момент регулируется резистором 92, Симметричное обтекание током обмоток статорэ создает постоянный во времени тормозной момент, препятствующий возникновению вибраций злектропривода 2 в переходном режиме, В настроечном режиме электромагнитная муфта 11 отключается контактами 91 и допускает взаимное угловое смещение эксцентриковых вала 7 и втулки 9. Последняя тормозится силами сопротивленич рчижению ползуна 5, Для контроля хода ползуна

5 служит реостатная следящая гистема постоянного тока, содержащая кольцевые потенциометры 80 и 94, источник 93 постоянного тока, усилитель 96 и севодвигатель 97, которые смонтированы в дистанционном блоке 15 управления.

Механическая передача 98 серводвигателя

97 может вращать внутреннее кольцо 81 потенциометра 80 с контактными ламелями

82. Вращение кольца 81 происходит до равенства потенциалов контактных ламелей

95 потенциомегра 94. Сераодвигатель 97 ос5

I танавливается, а связанная с внутренним кольцом потенциометра 94 стрелка 84 укажет угловое смещение эксцентриковых вала

7 и втулки 9, определяющее ход полэуна 5.

Любое изменение взаимного положения последних вызывает синхронное и синфаэное перемещение стрелки 84 относительно шкалы блока 15 управления, которая может быть проградуирована или единицах длины хода ползуна 5. После достижения требуемой регулировки хода ползуна 5, который определяется на настрочной частоте вращения электропривода 2, нажимают на кнопку

35 и затем на кнопку 33, вследствие чего переводят электропривод 2 на номинальную частоту вращения.

Эффект изобретения заключается в повышении производительности, повышении точности и надежности, а также возможности включения электрических цепей блока

15 управления в автоматизированные комплексы.

Формула изобретения

1. Эксцентриковый кривошипно — шатунный механизм с регулируемым ходом ползуна, содержащий корпус, размещенные в нем электропривод, полэун, кривошип, выполненный в виде эксцентрикового вала и установленной на нем зксцентриковой втулки, муфту сцег, чения, механическую передачу, шатун, шарнирно связанный одним концом с ползуIIÎM, другим — с эксцентриковой втулкой, механизм регулировки хода ползуна, силовой блок питания и дистанционный блок управления с эадатчиком ходаползуна, отличающийся тем,что, с целью повышения точности и надежности, он снабжен электрически связанным с блоком управления узлом контроля относительного углового смещения эксцентриковых вала и втулки.

2, Механизм по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что он снабжен закрепленным в зксцентриковой втулке при помощи пальца шаговым искателем, размещенным в блоке управления, механизм регулировки хода ползуна выполнен в виде установленной на эксцентриковом валу поворотной втулки со звездочкой и радиальным пазом, взаимодействующим с пальцем, муфта сцепления размещена на звездочке и выполнсна в виде храпового механизма, механическая передача выполнена цепной и кинематически соединяет выходной вал привода с эксцентриковой втулкой, узел контроля — в виде размещенных на корпусе бесконтактllblx датчиков и взаимодействующих с ними пластин, установленных на зксцентриковом валу и колесе храпового механизма, а бесконтактные датчики посредством шагового

1645607

В искателя электрически связаны с задатчиком хода ползуна, 3. Механизм по п. 1, отл и ча ю щ и йс я тем, что муфта сцепления выполнена электромагнитной фрикционной, а узел контроля — 8 виде электрически связанной с блоком уп равления следящей реостатной системы, имеющей источник постоянного тока, два кольцевых потенциометра, усили5 тель и серводвигатель.

1645607

1645607

1645607

Фиг. 7

Приемник

/алжир

Составитель И.Лихачев

Редактор О.Спесивых Техред М.Моргентал Корректор А.Обручар

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1336 Тираж 378 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5