Поршневая машина

 

Изобретение относится к машиностроению , а именно к поршневым машинам для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, и может быть использовано в гидроприводах, устанавливаемых на различном оборудовании, в том числе и полиграфическом. Изобретение позволяет повысить КПД и эксплуатационную надежность машины, а также обеспечивает варьирование скорости вращения выходного вала. Это обеспечивается благодаря тому , что внутри неподвижного цилиндра 1, в котором размещен выходной вал 4, движется возвратно-поступательно подвижный поршень 12 с поршневыми кольцами 13. На цилиндрической поверхности подвижного поршня 12 выполнены пазы 14, в которых установлены с возможностью качания серьги 15, шарнирно соединенные осями с подвижным поршнем 12, а осями 17 - со щеками 18, которыми снабжены наружные обоймы обгонных муфт, составляющих передаточный механизм одностороннего действия . Для варьирования скорости вращения выходного вала 4 служат перемещаемая по направляющим, закрепленным на внешней стороне неподвижного цилиндра 1, траверса с подшипниками, муфта включения, механизм реверса, передаточный вал, гидроусилитель и сервопривод. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (! 1) (st)s F 01 В 9/08

ГОСУДАРСТВЕННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4-4

11

17

18 йиа2 (21) 4746934/29 (22) 09,10.89 (46) 07.04.92. Бюл. N 13 (71) Одесское специальное конструкторское бюро полиграфического машиностроения (72) С. Е. Столяр (53) 621.437(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1038487, кл. F 01 В 9/08, 1979. (54) ПОРШНЕВАЯ МАШИНА (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к поршневым машинам для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, и может быть использовано в гидроприводах, устанавливаемых на различном оборудовании, в том числе и полиграфическом. Изобретение позволяет повысить КПД и эксплуатационную надежность машины, а также обеспечивает варьирование скорости вращения выходного вала. Это обеспечивается благодаря тому, что внутри неподвижного цилиндра 1, в котором размещен выходной вал 4, движется возвратно-поступательно подвижный поршень 12 с поршневыми кольцами 13, На цилиндрической поверхности подвижного поршня 12 выполнены пазы 14, в которых установлены с возможностью качания серьги 15, шарнирно соединенные осями с подвижным поршнем 12, а осями 17 — со щеками 18, которыми снабжены наружные обоймы обгонных муфт, составляющих передаточный механизм одностороннего действия. Для варьирования скорости вращения выходного вала 4 служат перемещаемая по направляющим, закрепленным на внешней стороне неподвижного цилиндра 1, траверса с подшипниками, муфта включения, механизм реверса, передаточный вал, гидроусилитель и сервопривод.

6 ил.

1724897

Изобретение относится к машиностроению, а именно к поршневым машинам для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, и может быть использовано в гидроприводах, устанавливаемых на различном оборудовании, в том числе и полиграфическом.

Известна конструкция коленчатого вала двигателей внутреннего сгорания, который является деталью кривошипно-шатунного механизма, предназначенного для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное. Коленчатый вал состоит из одной или нескольких эксцентрично расположенных цапф- шатунных шеек, соединенных с основным валом с помощью щек.

Однако конструкции коленчатых валов очень сложны (сложны их сочленения с шатунами), сложна и технология их изготовления, высок износ при эксплуатации, Известны также двигатели внутреннего сгорания, состоящие из корпуса, поршня и двустороннего передаточного механизма.

Недостатки этих двигателей: неопределенность в крайних положениях при выходе полуреечных колес из зацепления с рейкой (одновременно быть в зацеплении с рейкой они не могут); невозможность варьирования передаточного отношения механизма, Общим недостатком описанных выше устройств является невозможность варьирования скорости вращения выходного вала.

Для варьирования скорости вращения выходного вала известны конструкции объединения поршневой машины с.коробками скоростей (набор зубчатых передач), либо с вариаторами., Существенным недостатком ступенчатых коробок скоростей является их сложность, ограниченный срок службы, сложность переключения передач, Существенным недостатком вариаторов является ограниченный срок службы, недостаточная надежность.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемой машине является поршневая машина, содержащая имеющие возможность передвижения относительно друг друга цилиндр и поршень с пазами.

Поршень и цилиндр снабжены пазами, выполненными на их цилиндрических поверхностях. В одной паре пазов в поршне расположен выходной вал и установленный на нем передаточный механизм одностороннего действия, который выполнен в виде пары обгонных муфт, снабженных щеками

На щеках установлены пальцы. Щеки размещены в другой паре пазов поршня, а

55 пальцы — в пазах цилиндра с возможностью перемещения в них.

Известная конструкция имеет существенные недостатки, снижающие ее КПД и эксплуатационную надежность.

Подвижный цилиндр усложняет уплотнение рабочих камер. Подвижность цилиндра способствует увеличению трения как относительно корпуса, так и относительно поршня, что уменьшает КПД.

Усилие сжатого газа в рабочей камере передается на поршень, сидящий на выходном валу, что является вредным явлением, так как увеличивает нагрузку на выходной вал, которому сообщается крутящий момент, передаваемый с помощью обгонных муфт. Эта дополнительная нагрузка также снижает КПД устройства.

Учитывая то, что обгонные муфты приводятся в движение щеками с помощью пальцев, входящих в пазы цилиндра, долговечность передаточного механизма снижается, так как контакт пальца с поверхностью паза вызывает большие контактные нагрузки, что снижает эксплуатационную надежность устройства в целом. Кроме того, в машине также отсутствует устройство для варьирования скорости вращения выходного вала.

Цель изобретения — повышение КПД и эксплуатационной надежности устройства, а также обеспечение варьирования скорости вращения выходного вала, Поставленная цель достигается за счет того, что поршневая машина, содержащая установленные с возможностью взаимного перемещения цилиндр и поршень с пазами. выполненными на их цилиндрических поверхностях, и размещенный в поршне выходной вал с опорами и передаточным механизмом, выполненным в виде пары обгонных муфт, снабженных щеками, снабжена устройством изменения скорости вращения выходного вала, направляющими, закрепленными на наружной поверхности цилиндра, траверсой, соединенной с опорами выходного вала, осями, соединенными с поршнем и установленными в его пазах, и серьгами, одни концы которых шарнирно соединены со щеками передаточного механизма, а вторые — с осями, при этом цилиндр установлен неподвижно, а траверса — с возможностью перемещения по наи ра вля ющим.

На фиг. 1 изображена машина, общий вид; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг.3 — вид Б на фиг. 2; на фиг. 4 — разрез

 — В на фиг. 2; на фиг, 5 — разрез à — Г на фиг.4; на фиг. б — схема регулирования скорости машины.

1724897

Поршневая машина состоит из неподвижного цилиндра 1 с перемещаемой по направляющим траверсой 2 с подшипниками 3 выходного вала 4, муфты 5 включения, механизма 6 реверса, передаточного вала 7, 5 гидроусилителя 8 и сервопривода 9.

В неподвижном цилиндре 1 выполнены впускные 10 и выпускные 11 каналы для рабочего агента (например, газов).

Внутри неподвижного цилиндра 1 рас- 10 положен подвижный поршень 12 с поршне-, выми кольцами 13. На цилиндрической поверхности подвижного поршня 12 выпол- . нены два паза 14, в которых установлены с возможностью качания серьги 15, шарнир- 15 но соединенные осями 16 с подвижным поршнем 12, а осями 17 — со щеками 18, которыми снабжены наружные обоймы обгонных муфт 19, составляющих передаточный механизм одностороннего действия, 20

В пазах обгонных муфт 19 расположены ролики 20, контактирующие с выходным валом 4.

Камеры V u W служат для поступающих через впускные 10 и выпускные 11 каналы 25 газов.

Поршневая машина работает следующим образом, Сжатый газ. в рабочей камере V перемещает подвижный поршень 12 вверх. При 30 этом он с помощью серег 15 поворачивает одну щеку 18 по часовой стрелке, а другую— против.

Обгонные муфты 19 передаточного механизма выполнены так, что при вращении 35 наружной обоймы со щекой 18 по часовой стрелке ролики 20 заклиниваются между щекой 18 и выходным валом 4, передавая последнему вращение. При вращении щеки

18 против часовой стрелки ролики 20 рас- 40 клиниваются и щека 18 проскальзывает относительно выходного вала 4.

При ходе вверх подвижный поршень 12 перекрывает каналы 11 и начинает сжимать газы в рабочей камере W. Энергия, выде- 45 ленная при сгорании газов в этой камере, заставляет поршень 12 пойти вниз.

При этом щека 18, вращаясь по часовой стрелке, передает вращение выходному валу 4 и проскальзывает относительно него 50 при повороте другой щеки 18 против часовой стрелки, Так, подвижный поршень 12, двигаясь возвратно-поступательно посредством попеременного срабатывания обгонных муфт

19, приводит в импульсное вращение выходной вал 4.

Варьирование скорости осуществляется следующим образом, После пуска поршневой машины выключается муфта 5 включения, а рычагом 21 механизма 6 реверса, имеющего "прямой ход", "нейтраль", "peBepc", включается "прямой ход".

При этом вращение передается передаточному валу 7. Дальнейшее перемещение оси 16 позволяет с помощью сервопривода

9 и гидроусилителя 8 перемещать траверсу

2 с выходным валом 4 по направляющим относительно неподвижного цилиндра 1.

На схеме (фиг. 6) показано, что перемещение выходного вала 4 из положения А в положение В приводит к изменению импульса угла поворота вала Лр = ф — Ъ.

При остановке поршневой машины рычаг 21 переводится автоматически в начальное положение.

Благодаря такой конструкции поршневой машины осуществляется непрерывное варьирование скорости вращения (частоты) в 9 раз. Этот диапазон обеспечивает экономичный режим работы машины.

Формула изобретения

Поршневая машина, содержащая установленные с возможностью взаимного перемешения цилиндр и поршень с пазами, выполненными на их цилиндрических поверхностях, и размещенный в поршне выходной вал с опорами и передаточным механизмом, выполненным в виде пары обгонных муфт, снабженных щеками, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения

КПД путем снижения потерь на трение, машина снабжена устройством изменения скорости вращения выходного вала, направляющими, закрепленными на наружной поверхности цилиндра, траверсой, соединенной с опорами выходного вала, осями, соединенными с поршнем и установленными в его пазах, и серьгами, одни концы которых шарнирно соединены со щеками передаточного механизма, а вторые — с осями, при этом цилиндр установлен неподвижно, а траверса — с возможностью перемещения по направляющим.

1724897

1724897

Редактор Н.Тупица

Заказ 1161 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Г- б

Составитель С.Турьянская

Техред М,Моргентал Корректор Л.Бескид