Механизм регулирования кривошипа переменной длины

 

Механизм регулирования может быть использован в любых преобразователях вращательного движения в возвратно-поступательное с регулируемой длиной хода ползуна или регулируемым углом размаха коромысла. Механизм содержит кривошипный вал с жестко связанной с ним кривошипной шейкой. На ней подвижно установлена эксцентриковая втулка с противовесом, кинематически связанная с кривошипной шейкой с помощью кулисного механизма состоящего из пальца и радиального паза. Один конец пальца запрессован в отверстии противовеса эксцентриковой втулки. Радиальный паз изготовлен в подвижно установленном на концентричной шейке кривошипного вала зубчатом колесе и в него помещен свободный конец пальца. На эксцентриковой втулке свободно установлен шатун. Имеется механизм поворота эксцентриковой втулки относительно кривошипной шейки. Отличием является то, что отверстие под палец в противовесе изготовлено под углом к эксцентриситету эксцентриковой втулки, равным 90o 10o. Данная конструкция позволяет уменьшить габариты механизма, а также снизить его металлоемкость. 3 ил.

Предлагаемое изобретение относится к машиностроению, а именно к кривошипно-шатунным механизмам с регулируемой длиной кривошипа, и может быть использовано в любых преобразователях вращательного движения в возвратно-поступательное с регулируемой длиной хода ползуна или регулируемым углом размаха коромысла, например, в импульсных вариаторах.

Известен механизм регулирования кривошипа переменной длины (см., например, авт. свид. N 347489 СССР, БИ N 24, 1972), содержащий ведущий вал, два установленных один в другом эксцентрика и регулирующий механизм, включающий несамотормозящую винтовую пару, один из элементов которой соединен с наружным эксцентриком, а другой - с внутренним, и устройство для относительного поступательного перемещения элементов винтовой пары, причем последняя установлена параллельно оси ведущего вала, а регулирующий механизм снабжен двумя зубчатыми передачами, каждая из которых соединена с одним из элементов винтовой пары и внутренним и наружным эксцентриками соответственно. Но этот механизм имеет относительно сложную конфигурацию и большие габариты в осевом направлении, что является причиной его невысокой надежности, большого расхода металла, и, как следствие, больших затрат на изготовление.

Известен также механизм регулирования кривошипа переменной длины (см., например, авт. свид. N 848804 СССР, БИ N 27, 1981), принятый нами за прототип, содержащий кривошипный вал с жестко связанной с ним кривошипной шейкой, подвижно установленную на этой шейке эксцентриковую втулку с противовесом, кинематически связанную с кривошипной шейкой с помощью кулисного механизма, состоящего из пальца, запрессованного в отверстие эксцентриковой втулки, и радиального паза, изготовленного в подвижно установленном на концентричной шейке кривошипного вала зубчатом колесе, шатун, свободно установленный на эксцентриковой втулке, и механизм поворота эксцентриковой втулки относительно кривошипной шейки, причем отверстие под палец в эксцентриковой втулке расположено на линии, проходящей вдоль ее эксцентриситета.

Поскольку палец во втулке расположен на линии, проходящей вдоль ее эксцентриситета, то и радиальный паз в зубчатом колесе при его монтаже тоже будет расположен аналогичным образом, т.е. по существу в направлении максимального (развернутого) радиуса кривошипа. Следовательно, известный механизм регулирования также обладает относительно большими осевыми габаритами. Для того, чтобы изменить длину кривошипа от его максимума до нуля, необходимо зубчатое колесо с таким расположением радиального паза повернуть на концентричной шейке относительно кривошипного вала ровно на 180o. Вследствие этого шестерни механизма поворота (или какие-то другие по аналогичному назначению детали) должны иметь относительно большие осевые габариты (ширину) и соответственно большое осевое перемещение, необходимое для изменения радиуса кривошипа. Все отмеченное выше приводит к повышенной металлоемкости известного механизма и существенным дополнительным расходам на изготовление.

Цель предлагаемого изобретения - сокращение габаритов и металлоемкости и уменьшение затрат на изготовление.

Поставленная цель достигается тем, что предложенный механизм регулирования кривошипа переменной длины содержит кривошипный вал с жестко связанной с ним кривошипной шейкой, подвижно установленную на этой шейке эксцентриковую втулку с противовесом, кинематически связанную с кривошипной шейкой с помощью кулисного механизма, состоящего из пальца, запрессованного в отверстие противовеса эксцентриковой втулки, и радиального паза, изготовленного в подвижно установленном на концентричной шейке кривошипного вала зубчатом колесе и в который помещен свободный конец пальца, шатун, свободно установленный на эксцентриковой втулке, и механизм поворота эксцентриковой втулки относительно кривошипной шейки, причем отверстие под палец в противовесе эксцентриковой втулки изготовлено под углом, равным 90o 10o, к ее эксцентриситету.

Сопоставительный анализ с прототипом показал, что заявляемый механизм отличается тем, что отверстие под палец в эксцентриковой втулке изготовлено под углом, равным 90o 10o, к ее эксцентриситету.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на фиг. 1 которого изображен разрез по А-А конструкции предложенного механизма, на фиг. 2 - разрез по Б-Б фиг. 1, на фиг. 3 - кинематическая схема механизма.

Предложенный механизм регулирования кривошипа переменной длины состоит из кривошипного вала 1 с жестко связанной с ним кривошипной шейкой 2 и подвижно установленной на этой шейке эксцентриковой втулки 3 с противовесом 4, на которую надеваются шатуны, при этом эксцентриситеты шейки 2 и втулки 3 формируют длину радиуса кривошипа. Кинематическая связь между кривошипной шейкой и эксцентриковой втулкой с противовесом осуществляется на основе кулисного механизма, состоящего из радиального паза 5, расположенного на зубчатом колесе 6, подвижно установленном на концентричной шейке 7 вала 1, и запрессованного в отверстии 8, изготовленного в противовесе 4 эксцентриковой втулки, пальца 9, на который надет кулисный камень 10, помещенный в радиальный паз 5.

Также на валу 1 неподвижно установлено зубчатое колесо 11 с противовесом, имеющее такое же число косых зубьев, что и у зубчатого колеса 6, с равным, но противоположно направленным углом их наклона. Зубчатые колеса 6 и 11 входят в зацепление с соответствующими шестернями, неподвижно установленными на регулировочном валу механизма поворота эксцентриковой втулки относительно кривошипной шейки, имеющем возможность осевого перемещения (на чертеже не показан).

Отверстие 8 в противовесе 4 эксцентриковой втулки 3 изготовлено под углом = 9010 к ее эксцентриситету (точное значение угла зависит от конструктивных условий), следовательно и радиальный паз 5 с камнем 10 при монтаже предложенного механизма будет располагаться также под этим же углом к максимальному (развернутому) радиусу кривошипа. Если нет жестких требований к точности уравновешивания узла кривошипного вала, то отверстие 8 можно изготовить и расположить ровно под прямым углом ( = 90) к эксцентриситету втулки 3, если есть, - то под несколько отличающимся от него углом , , что объясняется ограничением размеров сектора (например, равно 180o), в виде которого изготовлен противовес 4 и измеряемого относительно оси кривошипной шейки 2. На фиг. 1 и 3 обозначено: ОО - ось вращения кривошипного вала 1, O1O1 - ось кривошипной шейки 2, вокруг которой поворачивается втулка 3 при регулировании, и O2O2 - ось эксцентриковой втулки 3. Точка А на фиг. 3 соответствует месту расположения отверстия 4 и запрессовки пальца 9.

Предложенный механизм регулирования работает следующим образом.

Если нет необходимости изменять длину кривошипа, то кривошипный вал 1 с кривошипной шейкой 2 и подвижной эксцентриковой втулкой 3 вращаются как одно целое с фиксированной длиной кривошипа.

При необходимости изменить радиус кривошипа приводят в действие механизм поворота, при этом регулировочный вал с шестернями перемещается в осевом направлении и заставляет поворачиваться зубчатые колеса 6 и 11 друг относительно друга. Это в свою очередь приводит к повороту эксцентриковой втулки 3 на кривошипной шейке 2, и, следовательно, к изменению радиуса кривошипа. Так как радиальный паз 5 зубчатого колеса 6 расположен под прямым или близким к нему углом = 90o 10o к максимальному (развернутому) радиусу кривошипа (рис. 3), то для изменения величины этого радиуса от его максимума до нудя (т.е. для того, чтобы ось О2 эксцентриковой втулки повернулась вокруг оси О1 кривошипной шейки ровно на 180o и совпала бы с осью О вращения кривошипного вала), зубчатому колесу 6 вместе с радиальным пазом 5 необходимо повернуться на кривошипном валу всего на угол , существенно меньший 180o. Причем, если величина угла лежит в пределах 80...100o, ее влияние на угол пренебрежительно мало. На фиг. 3 отрезки ОАн и ОАк изображают положения радиального пава 5, а значит и зубчатого колеса 6, соответственно при максимальном и нулевом радиусах кривошипа.

Как видно из описания и принципа действия, вследствие того, что в предложенном механизме для прохождения всего диапазона регулирования зубчатое колесо 6 с пазом поворачивается вокруг оси кривошипного вала на угол существенно меньший 180o (как показывают расчеты, экономия составляет около 10%), соответственно и осевые габариты и осевое перемещение регулировочного вала механизма поворота будет существенно меньшим (чем в случае относительного поворота упомянутых выше деталей ровно на 180o). А это в свою очередь приводит к снижению металлоемкости механизма, к сокращению затрат на его изготовление и повышению его конкурентоспособности.

Формула изобретения

Механизм регулирования кривошипа переменной длины, содержащий кривошипный вал с жестко связанной с ним кривошипной шейкой, подвижно установленную на этой шейке эксцентриковую втулку с противовесом, кинематически связанную с кривошипной шейкой с помощью кулисного механизма, состоящего из пальца, запрессованного в отверстие противовеса эксцентриковой втулки, и радиального паза, изготовленного в подвижно установленном на концентричной шейке кривошипного вала зубчатом колесе и в которой помещен свободный конец пальца, шатун, свободно установленный на эксцентриковой втулке, и механизм поворота эксцентриковой втулки относительно кривошипной шейки, отличающийся тем, что отверстие под палец в противовесе эксцентриковой втулки изготовлено под углом к ее эксцентриситету, равным 90 10o.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, в том числе в нефтехимической и нефтеперерабывающей промышленности, в насосостроении, дозирующей технике для жидких и сыпучих продуктов и др., в качестве кривошипно-ползунных механизмов (КПМ) приводов возвратно-поступательного движения с регулированием величины хода ползуна без остановки механизма

Изобретение относится к путевому механизированному инструменту, и, в частности , к устройствам для распиливания рельсов при ремонте и содержании железнодорожного пути

Изобретение относится к приводам для tf плавного регулирования длины хода

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к механизмам приводов дозировочных насосов с регулируемым ходом поршня для пищевой промышленности

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в поршневых механизмах с регулируемым ходом поршня

Изобретение относится к машиностроению

Изобретение относится к кривошипношатунным преобразователям равномерного вращательного движения в неравномерное или колебательное и найдет применение в различных областях техники

Изобретение относится к машиностроению, в частности к шарнирно-рычажным механизмам с регулируемым звеном, и может быть использовано, например, в машинах-автоматах

Изобретение относится к передачам для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное с регулируемым ходом и может быть использовано преимущественно в качестве механизма привода для объемных насосов с регулируемой подачей

Изобретение относится к машиностроению

Изобретение относится к устройствам для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и может быть использовано для изменения хода поршня в насосах

Изобретение относится к механизмам с регулируемым ходом звена и может быть использовано в тех отраслях машиностроения, где находят применение кривошипно-шатунные, кривошипно-ползунные и кулисные механизмы

Изобретение относится к машиностроению, в частности к зубчато-рычажным механизмам с рейкой, и может быть использовано, например, для привода механизмов долбежного станка, стеклоочистителя автомобиля, щеточного очистителя решет зерноочистительных машин, в машинах-автоматах и т.п

Устройство и способ обеспечения независимой регулировки частоты и амплитуды двигателя с возвратным коленчатым валом. Указанный двигатель с возвратным коленчатым валом обеспечивает периодическое возвратно-поступательное движение на основе периодического вращательного движения вращательного двигателя. Указанный двигатель с возвратным коленчатым валом включает конструкцию коленчатого вала, имеющую первую и вторую рамы и третий стержень, который расположен между указанными рамами и соединен с ними посредством шарниров. К третьему стержню прикреплено устройство задания амплитуды, которое может быть соединено с внешним устройством. Когда первая и вторая рамы перемещаются в направлении друг к другу или друг от друга, третий стержень двигается радиально по направлению к центральной оси конструкции коленчатого вала или от нее. Положение третьего стержня определяет амплитуду периодического возвратно-поступательного движения устройства задания амплитуды. Регулируя положения первой и второй рам, оператор может регулировать амплитуду независимо от частоты периодического вращательного движения, передаваемого вращательным двигателем. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 5 ил.

Механизм регулирования кривошипа переменной длины, расчет кривошипно ползунного механизма

Наверх