Результат интеллектуальной деятельности: Устройство для регулирования хода рабочего органа

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в составе механизмов, преобразующих вращательное движение в возвратно-поступательное и используемых в изделиях точной механики, измерительной техники, станкостроении для регулирования хода рабочего органа.

Известен механизм для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное с бесступенчатым регулированием длины хода выходного звена, содержащий ведущий вал, подвижную опору, установленное на ней эксцентрично ведущему валу ведомое звено, соединенные между собой муфтой, содержащей крайние диски и промежуточное звено, шатун, шарнирно соединяющий промежуточное звено с выходным звеном, и устройство для регулировки величины эксцентриситета, связанное с подвижной опорой ведомого звена, причем на каждой из обращенных к промежуточному звену сторонах дисков ведущего вала и ведомого звена выполнен направляющий элемент, например паз, промежуточное звено выполнено в виде двух дисков, взаимообращенные стороны которых соединены шейкой, на противоположных сторонах дисков выполнено по взаимно крестообразно расположенному направляющему элементу, например выступу, предназначенному для взаимодействия с соответствующими направляющими элементами дисков ведущего вала и ведомого звена, шейку шарнирно соединяет шатун с выходным звеном, а механизм снабжен телами качения, установленными между сопряженными поверхностями взаимодействия направляющих элементов пазов на дисках ведущего вала и ведомого звена с соответственно выступами на дисках промежуточного звена.

(см. патент РФ на изобретение №2 067 234, МПК F16Н 21/20, 1996 г.).

В результате анализа данного механизма необходимо отметить, что для него характерны сложность его конструктивного выполнения и большие габариты, обусловленные использованием шатунного механизма и муфты Ольдгейма. Он практически не может быть встроен в существующие механизмы с целью регулирования хода их рабочего органа. Все это значительно ограничивает возможности использования данного механизма.

Известно устройство для регулирования хода рабочего органа, например, штока насоса, содержащее выполненный в виде стакана ведущий элемент, кинематически связанный с приводом его возвратно-поступательного перемещения, шток размещен в полости стакана и подпружинен относительно него, регулировочный элемент, предназначенный для регулирования хода рабочего органа, выполнен в виде установленного соосно штоку кольца, на котором имеются выступы разной высоты, каждый из которых имеет возможность контактирования с ограничителем хода штока, выполненным в виде упора, закрепленного на штоке с возможностью поворота.

(см. патент РФ на изобретение №2028508 МПК F04B 13/00, 1995 г.) - наиболее близкий аналог.

В результате анализа данного устройства необходимо отметить, что оно при эксплуатации обеспечивает только дискретное (ступенчатое) регулирование хода рабочего органа, причем дискретность регулирования зависит от количества выступов на кольце и высоты каждого из них, что, кроме увеличения габаритов, зачастую не позволяет настроить рабочий орган с достаточной точностью на заданную величину хода, если она не обеспечена высотой одного из выступов кольца. Особенно это актуально при использовании данного устройства в прецизионных механизмах.

Весьма существенно также и то, что использованное в конструкции устройства относительное расположение рабочего органа и регулировочного элемента значительно увеличивает его осевые габариты.

Приведенные выше аспекты значительно сокращают область применения данного устройства.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение точности регулирования хода рабочего органа за счет использования регулировочного элемента, обеспечивающего аналоговое (бесступенчатое) регулирование, а также уменьшение габаритов устройства за счет оптимального относительного расположения его узлов.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для регулирования хода рабочего органа, содержащем ведущий элемент, имеющий возможность соединения с приводом его возвратно-поступательного перемещения и кинематически связанный с рабочим органом, а также регулировочный элемент, предназначенный для регулирования величины хода рабочего органа, новым является то, что устройство оснащено корпусом и ведомым элементом, предназначенным для размещения на нем рабочего органа и размещенным в полости корпуса с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения, ведомый элемент выполнен полым, а на боковых стенках ведомого элемента закреплены цапфы, размещенные в продольных направляющих пазах, выполненных в боковых стенках корпуса, в полости ведомого элемента размещен ведущий элемент, ведущий и ведомый элементы подпружинены друг относительно друга, причем ведущий элемент оснащен цапфой, расположенной в продольных направляющих пазах, выполненных в боковых стенках ведомого элемента и имеющей возможность контакта с торцом этих продольных направляющих пазов, а регулировочный элемент выполнен в виде упора, имеющего резьбу и ввинченного с возможностью настроечного перемещения относительно ведущего элемента в резьбовое отверстие задней стенки ведомого элемента.

Сущность заявленного изобретения поясняется графическими материалами, на которых:

- на фиг. 1 - устройство для регулирования хода рабочего органа, общий вид, аксонометрическая проекция;

- на фиг. 2 - устройство, фронтальный вид;

- на фиг. 3 - устройство, вид сверху;

- на фиг. 4 - устройство, вид с торца, со стороны ведущего элемента;

- на фиг. 5 - разрез А-А по фиг. 3;

на фиг. 6 - ведущий элемент устройства, аксонометрическая проекция.

Устройство для регулирования хода рабочего органа состоит из полого корпуса 1, имеющего, например, П-образное поперечное сечение и расположенного открытой полостью вверх, ведущего элемента 2 и ведомого элемента 3, выполненного полым и имеющего, например, П-образное поперечное сечение.

В боковых стенках ведомого элемента 3 выполнены продольные направляющие пазы «А», а в задней стенке - резьбовое отверстие (позицией не обозначено). Ведомый элемент 3 оснащен установленными на его боковых стенках цапфами 4 и 5.

В боковых стенках корпуса 1 выполнены продольные направляющие пазы «В».

Ведущий элемент 2 выполнен в виде пластины, с одного торца которой имеется тяга «Т» с местом «У», например, отверстием для соединения с элементом привода, например, возвратно-поступательного перемещения, а с другого торца поперечно установлена цапфа 6 (фиг. 3).

Устройство оснащено регулировочным элементом 7, предназначенным для регулирования величины хода рабочего органа, выполненным в виде упора, имеющего резьбу и ввинченного в резьбовое отверстие задней стенки ведомого элемента 3. Конструктивно такой упор может быть реализован в виде винта, болта, резьбовой шпильки и пр. На винт надевается пружина 8.

При сборке устройства ведущий элемент 2 устанавливают в полости ведомого элемента 3 таким образом, что тяга «Т» выступает за пределы ведомого элемента 3, а концы цапфы 6 располагаются в пазах «А» ведомого элемента. При этом надетая на регулировочный элемент 7 пружина 8 упирается в торец «С» ведущего элемента и внутренний торец задней станки ведомого элемента, подпружинивая ведущий и ведомый элементы друг относительно друга. Пружина 8 обеспечивает плавность хода ведущего 2 и ведомого 3 элементов.

Сборку ведомого и ведущего элементов помещают в полости корпуса 1, устанавливая в нем ведомый элемент 3 таким образом, что его цапфы 4 и 5 располагаются в пазах «В». В собранном устройстве ведомый элемент 3, расположенный в полости корпуса 1, имеет возможность возвратно-поступательного перемещения относительно него, а ведущий элемент 2, расположенный в полсти ведомого элемента 3, имеет возможность возвратно-поступательного перемещения, в зависимости от проведенной настройки, как вместе с ним, так и отдельно от него.

Для облегчения настройки устройства на заданный ход рабочего органа и повышения точности настройки, целесообразно использование настроечной шкалы «Е», которую крепят на корпусе 1.

Устройство собрано и готово к использованию.

Собранное устройство работает следующим образом.

Работу устройства рассмотрим на примере его эксплуатации на конвейере отвода обработанных деталей от обрабатывающего центра в составе механизма сдвига деталей с конвейера на пост контроля размеров обработанной детали. Рабочим органом такого механизма является толкатель (не показан), совершающий в процессе работы возвратно-поступательный рабочий ход и кинематически связанный с эксцентриком механизма.

Устройство встраивают в этот механизм, для чего отсоединяют толкатель и соединяют его с ведомым элементом 3 устройства, а ведущий элемент 2 соединяют посредством места «У» с рычагом эксцентрика механизма.

Далее осуществляют настройку устройства на заданный ход рабочего органа.

Регулирование хода возвратно-поступательного движения ведомого элемента, а, следовательно, установленного на нем рабочего органа, производят регулировочным элементом - в частности, винтом 7, который имеет возможность осевого перемещения по резьбе в ведомом элементе 3, причем если регулировочный винт 7 ввернут до упора в торец С ведущего элемента 2, то ведущий 2 и ведомый 3 элементы жестко связаны друг с другом и ход ведущего элемента равен ходу ведомого элемента и этот ход является постоянным максимальным ходом (L_max) ведомого элемента 3, а, следовательно, и установленного на нем рабочего органа.

Регулирование хода ведомого элемента 3 (если он отличен от хода ведущего элемента) осуществляется вывертыванием из резьбового отверстия регулировочного винта 7, в результате чего между торцом С ведущего элемента 2 и торцом регулировочного винта появляется зазор «Δ» - (на фиг не обозначен).

Величина этого зазора между регулировочным элементом 7 и торцевой поверхностью С ведущего элемента 2, определяет свободный ход при движении ведущего элемента 2 без передачи движения ведомому элементу 3 и является величиной уменьшения максимального хода возвратно-поступательного движения (L_max) ведомого элемента 5, то есть, расчетный ход (Lрасч) ведомого элемента 5 будет равным:

Lpacч = L_max - Δ.

Значение зазора «Δ» может быть отсчитано по шкале Е.

Включают в работу механизм сдвига деталей, в результате ведущий элемент 2 (фиг. 6) приводится в возвратно-поступательное движение от соответствующего привода механизма.

При наличии зазора «Δ» при поступательном движении ведущего элемента 2 вправо (в плоскости чертежа) по направляющим пазам А ведомого элемента 5 не происходит смещения ведомого элемента 3 в пределах величины этого зазора, т.е. до контактирования торцевой поверхности С ведущего элемента 2 с торцом регулировочного винта 7, после чего поступательное движение ведущего элемента 2 приводит к поступательному движению вправо ведомого элемента 3 в полости корпуса 1. Установленный на нем рабочий орган совершает рабочий ход.

При обратном ходе - движении влево, ведущий элемент 2 выбирает зазор «Δ», упирается своей цапфой 6 в левый торец направляющих пазов А ведомого элемента 5 и перемещает ведомый элемент 5 влево в исходное положение. Установленный на нем рабочий орган совершает обратный ход.

Для изменения величины хода ведомого элемента 5 (рабочего органа), например, при подаче от обрабатывающего центра на конвейер обработанной детали, имеющей другие размеры, вращают регулировочный винт 7 ведомого элемента 5 на необходимую величину изменения хода ведомого элемента 5, контролируемую по шкале Е на корпусе 1.

Устройство обеспечивает бесступенчатую тонкую (с точностью до 0,1 мм) регулировку хода рабочего органа за счет использования простого винтового механизма регулирования хода рабочего органа. Благодаря небольшим габаритам, за счет встроенного друг в друга расположения элементов, оно может быть легко встроено в большое количество различных механизмов без изменения конструкции последних. Благодаря наличию направляющих исключено его заклинивание в процессе работы.

Устройство просто конструктивно, удобно при эксплуатации и ремонте.