Рычажный преобразователь усилий

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к механизмам прессов, способных создавать большие осевые усилия. Технический результат - увеличение редукции хода нажимного ползуна. Устройство содержит кривошип, связанный с шатуном, который взаимодействует с ползуном, перемещающимся относительно неподвижной опоры. Устройство также содержит четырехугольное звено, которое соединено с нажимным ползуном посредством дополнительного шатуна. Четырехугольное звено опирается на коромысло и посредством тяг соединено с кривошипом и шатуном. Четырехугольное звено, кривошип, дополнительный шатун и тяги, соединяющие четырехугольное звено с кривошипом и дополнительным шатуном, собраны так, что образуют замкнутый изменяемый пятиугольник. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к механизмам прессов, способных создавать большие осевые усилия с целью воздействия на объекты, размеры и форма которых должна быть изменена.

Аналогом предлагаемого механизма является механизм компрессора, показанный в книге [1] (стр.102, рис.2.114). Этот компрессор, служащий для сжатия, "прессования" газов, работает следующим образом: кривошип, соединенный со стойкой, т.е. с неподвижным звеном, имеет два шарнира (вращательные кинематические пары), которыми он соединяется с двумя шатунами, шатуны, в свою очередь, связаны шарнирами с ползунами 1 и 2. Сущность воздействия на агент заключается в том, что ползуны могут друг относительно друга сближаться и тем самым воздействовать на заключенный между ними агент (газ), сжимая его.

Недостатком аналога является низкий коэффициент усиления.

Наиболее близким к заявляемому механизму является рычажный преобразователь усилия [2].

Недостатком рычажного преобразователя по патенту РФ 2123428 [2] является малая редукция хода.

Задачей изобретения является увеличение редукции хода нажимного ползуна. Это достигается тем, что нажимной ползун соединен дополнительным шатуном с четырехугольным звеном, которое, в свою очередь, опирается на коромысло и связано с кривошипом и шатуном тягами, образующими замкнутый изменяемый пятиугольный контур.

Сущность изобретения показана на чертеже.

Рычажный преобразователь усилия состоит из кривошипа 1 (треугольное звено O₁AB), шатуна 2 (треугольное звено BDC), ползуна 3, движущегося относительно неподвижной опоры, двух тяг 4 и 5, четырехугольного звена 6 (неизменяемый замкнутый контур EGHF), коромысла 7 с опорой в точке О₂, дополнительного шатуна 8 (звено НК) и нажимного ползуна 9. Нажимной ползун 9 связан в поступательную пару с ползуном 3 и воздействует на объект прессования 10. Звенья собраны так, что в результате образуется замкнутый изменяемый пятиугольный контур AEFDBA.

Рычажный преобразователь усилий работает следующим образом.

При повороте кривошипа 1 шатун 2 заставляет двигаться ползун 3 и тягу 4. Через тяги 4 и 5 приводится в движение четырехугольное звено 6, которое, опираясь на коромысло 7, через дополнительный шатун 8 обеспечивает движение нажимного ползуна 9 относительно ползуна 3, выполняющего одновременно роль стола для объекта прессования 10.

Длины звеньев выбраны такими, что движение ползуна 9 относительно ползуна 3 достигается сколь угодно малым. При этом сила воздействия на объект прессования может достигать любых наперед заданных величин. Работоспособность предлагаемого механизма гарантирована формулой Чебышева Л.Л.(3, стр. 518) W=3n-2p₅, где n - число подвижных звеньев, n=9 (звенья 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9); p₅ - число одноподвижных кинематических пар, p₅=13 (шарниры O₁, А, В, С, Е, D, H, G, O₂, К и поступательные пары звена 9 относительно звена 3, и звена 3 относительно неподвижной опоры). Из формулы Чебышева получаем w=3•9-2•13=1, т.е. при заданном движении кривошипа 1, все остальные звенья будут двигаться вполне определенно.

Источники информации 1. Кожевников С.Н. и др. Механизмы. -М.Ж Машиностроение, 1965. - 1058с.

2. Патент РФ 2123428, 1998г.

3. Крайнев А.Ф. Словарь - справочник по механизмам. -М.: Машиностроение, 1987. - 560с.

Формула изобретения

Рычажный преобразователь усилий, содержащий кривошип, шатун, связанный с ползуном, имеющим возможность перемещения относительно неподвижной опоры, и нажимной ползун, отличающийся тем, что нажимной ползун соединен дополнительным шатуном с четырехугольным звеном, которое опирается на коромысло и связано с кривошипом и шатуном тягами, образующими замкнутый изменяемый пятиугольный контур.

РИСУНКИ

Рисунок 1