Мобильный привод общего назначения
Владельцы патента RU 2740827:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Амурский государственный университет" (RU)
Изобретение относится к приводам технических средств. Мобильный привод состоит из электродвигателя, ведущего шкива, выполненного в виде цилиндрического барабана, который посредством ремня связан с ведомым шкивом. Связь шкивов обеспечена путем петлевого обхвата ведущего шкива, при этом значение угла обхвата α=360°. Между петлевыми обхватами ремня размещен ролик блочного натяжного устройства. Ведущий шкив насажен на вал и связан с электродвигателем. Ведомый шкив с телескопическим валом установлен с помощью рамки, имеющей возможность поворота от горизонтального до вертикального положения в пределах 90° относительно неподвижной оси, на которой шарнирно установлены 2 обводных ролика между ведущим и ведомым шкивами. При этом ведомый шкив выполнен в виде двух посаженных на вал полушкивов, нижний из которых установлен с возможностью продольного перемещения по валу с одновременным взаимодействием с пружиной, размещенной на валу, а верхний жестко связан с телескопическим валом. Достигается повышение эффективности применения привода путем расширения его технических возможностей. 4 ил.
Изобретение относится к машиностроению, в частности к приводам с гибкой связью технических средств.
Известен привод, включающий установленный на валу электродвигателя ведущий шкив, который посредством гибкой связи-ремня связан с ведомым шкивом /1, Мархель И.И. Детали машин. М. Форум-инфра. - М. 2005. - 336 с. Рис. 6.7 с. 161. Аналог./
Недостатками данного привода является относительно высокая материалоемкость, обусловленная применением набора ремней для уменьшения пробуксовывания в процессе работы привода.
При этом наличие пробуксовывания полностью исключается ввиду малого угла обхвата ведущего шкива с ремнем.
В конечном итоге, данная традиционная схема привода не позволяет значимо увеличить ее коэффициент полезного действия (КПД).
Применение натяжного устройства также не приводит к существенным результатам. Кроме этого данный привод не обладает универсальностью и тем самым ограничивает технологические возможности, не позволяя изменять оперативно передаточное отношение.
Известен также привод, включающий ведущий и ведомый шкивы, охватываемые гибкой связью в виде ремня, а также натяжное устройство /2, Мерхель И.И. Детали машин. М. Форум-инфарм. - М. 2005 - 336 с. (рис. 6.1 д. с. 151. Прототип/.
Недостатками данного привода являются его ограниченные технические возможности, исключающие универсальность применения, а также относительно низкий КПД, обусловленный проскальзыванием ремня относительно ведущего шкива ввиду малого угла его обхвата.
Технической проблемой, решаемой настоящим изобретением, является повышение эффективности использования привода путем расширения его технических возможностей (универсальности применения) за счет адаптации к расположению подключаемого оборудования при изменении положения ведомого звена и его длины, а также путем исключения пробуксовывания гибкой связи - ремня относительно ведущего шкива при оперативном изменении передаточного отношения.
Сущность изобретения состоит в том, что мобильный привод общего назначения включает ведущий шкив, установленный на валу электродвигателя, и ведомый шкив, охватываемые гибким элементом замкнутого контура с набегающей и сбегающей ветвями и взаимодействующим с натяжным устройством. Ведущий шкив выполнен в виде цилиндрического барабана с возможностью его петлевого обхвата с двух концов гибким элементом с одновременным взаимодействием с натяжным устройством блочного типа, установленным между петлями нижней сбегающей и верхней набегающей ветвями гибкого элемента, а ведомый шкив с телескопическим валом установлен с помощью рамки сложной конфигурации, имеющей возможность поворота от горизонтального до вертикального положения в пределах 90° относительно неподвижной оси, на которой при помощи подшипников установлены 2 обводных ролика между ведущим и ведомым шкивами. При этом ведомый шкив выполнен в виде двух посаженных на вал полушкивов, нижний из которых установлен с возможностью продольного перемещения по валу с одновременным взаимодействием с пружиной, размещенной на валу, а верхний жестко связан с валом, а вся конструкция установлена на подвижном основании.
Сущность изобретения поясняется изображениями: фиг. 1 - схема мобильного привода общего назначения; фиг. 2 - схема петлевого обвода ведущего шкива; фиг. 3 - схема привода, вид сверху; фиг. 4 - схема размещения ведомого шкива.
Мобильный привод общего назначения расположен на подвижном основании и включает электродвигатель 1, установленный на его валу ведущий шкив 2, выполненный в виде цилиндрического барабана, который посредством гибкого элемента - ремня 3 круглого поперечного сечения, имеющего верхнюю набегающую ветвь (ВНВ) и нижнюю сбегающую ветвь (НСВ), связан с ведомым шкивом 4 (фиг. 1, фиг. 3). Связь шкивов 2 и 4 обеспечена путем петлевого обхвата с двух концов гибким элементом шкива 2, при этом значение угла обхвата α=360°, как со стороны ВНВ, так и со стороны НСВ (фиг. 2). Выполненная таким образом связь исключает проскальзывание ремня относительно шкива 2. Между петлевыми обхватами ремня размещен ролик 5 блочного натяжного устройства 6. Между шкивом 2, вал которого установлен в подшипниковых опорах 7, и шкивом 4 установлены обводные ролики 9 на неподвижной оси, жестко закрепленной на опорах 8. Рамка 10 шарнирно связана с осью обводных роликов 9 с возможностью ее поворота от горизонтального до вертикального положения в пределах 90° относительно оси. Рамка 10 имеет сложную конфигурацию, состоящую из соединенных вертикальными стержнями П-образной верхней и Л-образной нижней частей, на которых с помощью подшипниковых опор 11, закреплен телескопический вал 12. Вал 12 жестко связан с верхним полушкивом ведомого шкива 4 (фиг. 4), а нижний полушкив подвижно размещен на валу 12, с возможностью продольного перемещения относительно оси вала 12. Нижний полушкив взаимодействует с пружиной 13, которая обеспечивает его прижатие к верхнему полушкиву.
Привод работает следующим образом. Для обеспечения максимального передаточного отношения с помощью натяжного устройства 6 устанавливается положение полушкивов ведомого шкива 4 таким образом, что они под действием пружины 13 находятся в сомкнутом состоянии. При включении электродвигателя 1 в работу, согласно варианту I (фиг. 1, фиг. 3), ведущий шкив в виде барабана 2, посредством гибкого элемента 3, передает вращение на ведомый шкив 4, обеспечивая валу 12 угловую скорость ωш при постоянном передаточном отношении uмах в связи с полным отсутствием проскальзывания ремня 3 относительно ведущего шкива в виде барабана 2:
где Dб - диаметр ведущего шкива в виде барабана 2;
Dш - диаметр ведомого шкива 4 по линии его соприкосновения с ремнем 3;
ε - коэффициент проскальзывания ремня, ε=0.
Изменение передаточного отношения от uмах до umin и наоборот обеспечивается блочным натяжным устройством 6.
При использовании привода по варианту II (фиг. 1) рамка 10 повернута на 90° в вертикальное положение, совместно с телескопическим валом 12 и ведомым шкивом 4.
Технический результат заключается в повышении эффективности использования привода путем расширения его технических возможностей (универсальности применения) за счет адаптации к расположению подключаемого оборудования, благодаря подвижному основанию и способности к изменению положения ведомого звена в пределах - от горизонтального, до вертикального и телескопической конструкции ведомого вала, а также путем исключения пробуксовывания гибкой связи - ремня относительно ведущего шкива при оперативном изменении передаточного отношения.
Мобильный привод общего назначения, включающий ведущий шкив, установленный на валу электродвигателя, и ведомый шкив, охватываемые гибким элементом замкнутого контура с набегающей и сбегающей ветвями и взаимодействующим с натяжным устройством, отличающийся тем, что ведущий шкив выполнен в виде цилиндрического барабана с возможностью его петлевого обхвата с двух концов гибким элементом с одновременным взаимодействием с натяжным устройством блочного типа, установленным между петлями нижней сбегающей и верхней набегающей ветвями гибкого элемента в виде ремня круглого поперечного сечения, а ведомый шкив с телескопическим валом установлен с помощью рамки сложной конфигурации, имеющей возможность поворота от горизонтального до вертикального положения в пределах 90° относительно неподвижной оси, на которой при помощи подшипников установлены 2 обводных ролика между ведущим и ведомым шкивами, при этом ведомый шкив выполнен в виде двух посаженных на вал полушкивов, нижний из которых установлен с возможностью продольного перемещения по валу с одновременным взаимодействием с пружиной, размещенной на валу, а верхний жестко связан с валом, а вся конструкция установлена на подвижном основании.
