Нагружающее устройство

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для создания тянущих или толкающих усилий в силовых цепях испытательных стендов, тарировки датчиков силы, испытания материалов и изделий на прочность, в качестве силовых приводов исполнительных механизмов, при наличии концевых упоров - в качестве домкрата, а при встраивании в силовую раму - в качестве пресса.

В испытательной технике наиболее распространены нагружающие устройства с гидравлическим приводом - гидравлические силовозбудители, заменяемые более прогрессивными нагружающими устройствами с электрическим приводом - электрическими силовозбудителями.

Известны нагружающие устройства с электрическим приводом, например устройство по а.с. №2065593 от 08.06.1993 г. по заявке 93029135/28, Кл. МКИ G01M 13/02 или устройство по заявке №2009137044 от 06.10.2009 г., патент №2410660 от 27.01.2011 г..

Ближайшим по технической сущности является «Нагружающее устройство» по заявке №2015156158, от 28.12.2015 г., Кл. МКИ G01M 13/02, патент №2615913 от 11.04.2017 г., содержащее привод, корпус с крышкой, выполненной с полым валом, установленный в крышке шестеренчатый редуктор, малая шестерня которого установлена на валу привода, а большая - на полом валу крышки, винтовую передачу, установленную в полом валу крышки, волновой редуктор, жесткое колесо которого скреплено с корпусом, а гибкое колесо - с винтом винтовой передачи, и генератор волн деформаций, соединенный с большой шестерней шестеренчатого редуктора, причем гайка винтовой передачи в виде пиноли связана с крышкой посредством шпоночного соединения, отличающееся тем, что винт винтовой передачи выполнен двухсторонним, снабженным второй гайкой в виде пиноли, связанной со второй крышкой посредством шпоночного соединения, а фланец винта установлен между корпусом и второй крышкой с возможностью вращения.

Недостатком устройств с гидравлическим приводом и устройств с электрическим приводом, используемых в силовых цепях испытательных стендов, является зависимость длины этих устройств от величины хода штока в гидравлическом приводе и хода пиноли в электрическом приводе.

Существенным признаком, расширяющим возможности применения нагружающих устройств, является их компактность.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение максимальной компактности нагружающего устройства при относительно большой величине суммарного хода пинолей.

Поставленная задача достигается за счет максимального использования внутреннего объема волновой передачи и корпуса нагружающего устройства.

Для этого винт винтовой передачи выполнен полым, соединенным внутренней резьбой с установленным в нем стержнем с возможностью осевого перемещения, и снабженным пазом с размещенной в нем шпонкой, закрепленной во второй крышке корпуса.

На Рис. 1 изображено нагружающее устройство.

Нагружающее устройство содержит корпус 1 с крышкой 2, имеющей полый вал, и второй крышкой 3. Внутри крышки 2 расположен шестеренчатый редуктор 4, 5. Привод 6 в виде электродвигателя, установленный на крышке 2, снабжен малой шестерней 4. Большая шестерня 5 установлена на полом валу крышки 2 при помощи подшипника 7.

Внутри корпуса 1 расположен волновой редуктор 8-:-11. Редуктор содержит жесткое зубчатое колесо 8, неподвижно закрепленное между корпусом 1 и крышкой 2, гибкое зубчатое колесо 9, генератор волн деформаций 10 овальной формы с насаженным на него подшипником 11.

Внутри корпуса 1, крышек 2, 3 и волнового редуктора 8-:-11 соосно с ними расположена винтовая передача с полым винтом 12, соединенным внутренней резьбой с установленным в нем стержнем 14 и наружной резьбой с пинолью 13. Вдоль наружных поверхностей пиноли 13 и стержня 14 выполнены шпоночные пазы 15, 16 с установленными в них шпонками 17, 18, закрепленными в крышках корпуса 2, 3. Шпоночные пазы со шпонками преобразуют вращательное движение винта в поступательное перемещение пиноли и стержня.

Фланец винта 12, с закрепленным на нем фланцем гибкого зубчатого колеса 9, установлен между корпусом 1 и крышкой 3 с возможностью вращения. Большая шестерня 5 соединена с генератором волн деформаций 10 штифтами 19. Для присоединения к внешней силовой цепи наружные концы пиноли 13 и стержня 14 снабжены резьбой.

Нагружающее устройство работает следующим образом. При включении привода 6 вращение его вала передается шестернями 4 и 5 генератору волн деформаций 10. Вращающийся генератор волн деформаций за счет овальной формы наружной поверхности создает в гибком зубчатом колесе 9 бегущую волну деформаций, которая из-за разности в числах зубьев гибкого колеса 9 и жесткого колеса 8 приводит к волновому преобразованию вращательного движения с большим коэффициентом редукции. Полученное замедленное вращательное движение гибкого колеса 9, соединенного своим фланцем с фланцем винта 12, преобразуется в винтовой передаче в поступательное перемещение пиноли 13 и стержня 14, при этом закрепленные в крышках 2 и 3 шпонки 17 и 18 скользят в пазах 15 пиноли и 16 стержня.

В зависимости от полярности напряжения питания электродвигателя 6 пиноль 13 и стержень 14 выдвигаются или утапливаются, так как наружная и внутренняя резьбы винта 12 выполнены левого и правого направления вращения. Перемещение пиноли 13 и стержня 14 приводит к изменению длины нагружающего устройства и при наличии внешней замкнутой силовой цепи в ней создается силовая нагрузка.

Для сохранения созданного усилия при отключении электропитания привода винтовая передача выполнена самотормозящейся.

По сравнению с прототипом предлагаемое нагружающее устройство имеет следующие технико-экономические преимущества.

Повышается компактность нагружающего устройства при сохранении относительно большой подвижной составляющей устройства - суммарной величине хода пинолей. Уменьшается вес и габариты нагружающего устройства, расширяющие возможности применения.