Механический привод исполнительного механизма
Устройство предназначено для использовании в области машиностроения в механических приводах исполнительных механизмов, в дозирующих устройствах нефтегазодобывающей, химической и пищевой промышленности. Механический привод исполнительного механизма содержит станину с закрепленным на ней корпусом, эксцентрик, наклонный коленчатый вал, включающий две коренные шейки, одна из которых установлена в ступице червячного колеса, ползун. В корпусе шарнирно установлены винт-шестерни и вал-шестерня. Ползун имеет резьбовое соединение с винт-шестернями и шарнирное - со второй коренной шейкой коленчатого вала, диаметр которой меньше диаметра первой коренной шейки. Вал-шестерня соединен с валом исполнительного механизма. Эксцентрик выполнен в виде одной детали. Повышается надежность конструкции механического привода. 1ил.
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к механическому приводу исполнительного механизма, и может быть применено в дозирующих устройствах нефтегазодобывающей, химической и пищевой промышленности, а также в различных отраслях машиностроения.
Известен приводной механизм, содержащий червячную передачу, поводковую втулку, шатун, эксцентрик, наклонный коленчатый вал, шток (поршень) и механизм регулирования длины хода штока, две специальные шпонки, причем поводковая втулка закреплена на червячном колесе, эксцентрик выполнен со сквозным пазом для взаимодействия с наклонным коленчатым валом, шатун имеет две шарнирные головки, оси которых параллельны оси червячного колеса. На одной головке шарнирно установлен эксцентрик, другая шарнирно связана со штоком (поршнем), одна спецшпонка закреплена на наклонном коленчатом вале, ось вращения которого совмещена с осью вращения червячного колеса и поводковой втулки с возможностью взаимодействия с ней, а другая спецшпонка закреплена на эксцентрике с возможностью взаимодействия с наклонным коленчатым валом. Механизм регулирования длины хода штока (поршня) связан с наклонным коленчатым валом посредством винтовой передачи, ось которой параллельна оси червячного колеса (см., например: Catalogue. Metering Pumps and Systems, BRAN+LUEBBE, раздел 3, Бюро в России: Альфа-Лаваль АБ, Покровский бульвар, 4/17, кв.29, 101000, Москва).
Недостатком известного устройства является сложность конструкции и конфигурации входящих в него деталей (наклонный коленчатый вал, эксцентрик) и сложность конструкции механизма регулирования длины хода поршня. Это снижает надежность приводного механизма.
Известен также привод, содержащий червячную передачу, включающую червячное колесо, регулируемый эксцентрик с наклонным отверстием, поршень, полый цилиндр с продольным пазом, ползун, наклонную втулку, диск и механизм регулирования длины хода поршня, причем оси полого цилиндра, ползуна и диска шарнирно совмещены с осью червячного колеса, ползун размещен в полом цилиндре. Наклонная втулка через продольный паз неподвижно соединена с ползуном при помощи винта или штифта, ось наклонной поверхности ее совмещена с осью наклонного отверстия эксцентрика. Оси головок шатуна параллельны оси червячного колеса, в одной головке шатуна шарнирно установлен эксцентрик, а другая головка шатуна шарнирно соединена с поршнем. Механизм изменения длины хода поршня шарнирно связан с ползуном посредством винтовой передачи, ось которой совмещена с осью червячного колеса (см., например: каталог ProMinent Marco TZ, Электромеханические дозирующие насосы).
Недостатком известного привода является снижение надежности работы при увеличении допускаемых усилий на его поршень.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению является механический привод исполнительного механизма, содержащий станину с закрепленным на ней корпусом, эксцентрик, наклонный коленчатый вал, включающий две коренные шейки, одна из которых установлена в ступице червячного колеса (см.: DE №4332318 А1, 06.04.1995 г.).
Недостатком известного устройства является сложность конструкции, обусловленная использованием в ней эксцентрика, состоящего из нескольких деталей, что снижает надежность конструкции привода.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение надежности конструкции механического привода.
Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в упрочнении конструкции привода за счет выполнения эксцентрика в виде одной детали.
Поставленная задача достигается тем, что в механический привод исполнительного механизма, содержащий станину с закрепленным на ней корпусом, эксцентрик, наклонный коленчатый вал, включающий две коренные шейки, одна из которых установлена в ступице червячного колеса, согласно изобретению введены ползун и шарнирно установленные в корпусе винт-шестерни и вал-шестерня, при этом ползун имеет резьбовое соединение с винт-шестернями и шарнирное - со второй коренной шейкой коленчатого вала, диаметр которой меньше диаметра первой коренной шейки, вал-шестерня соединен с валом исполнительного механизма, а эксцентрик выполнен в виде одной детали.
На чертеже представлен механический привод исполнительного механизма.
Механический привод исполнительного механизма содержит станину 1 с закрепленным на ней корпусом, в которой смонтированы червячная передача, состоящая из червячного вала 2 и червячного колеса 3, поршень 4 с возможностью возвратно-поступательного перемещения. На червячном колесе 3 выполнен торцевой паз, в котором своим торцевым выступом установлен выполненный одной деталью эксцентрик 5 с возможностью перемещения вдоль торцевого паза червячного колеса 3. Эксцентрик 5 шарнирно соединен с одной из головок шатуна 6 и неподвижно - с диском 7, упирающимся в торец шарнира (подшипника) 8, геометрическая ось которого совмещена с геометрической осью червячного колеса 3, и имеющим возможность вращаться и перемещаться вместе с эксцентриком 5. Другая головка шатуна 6 шарнирно соединена осью 9 с поршнем 4. Оси головок шатуна 6 параллельны оси червячного колеса 3.
В эксцентрике 5 имеется наклонное отверстие, выполненное симметрично относительно торцевого выступа, в наклонном отверстии своей наклонной шатунной шейкой установлен коленчатый вал 10 (не передающий крутящего усилия) с возможностью ее перемещения вдоль оси наклонного отверстия. Ось коренных шеек (имеющих возможность вращаться вокруг своей оси) коленчатого вала 10 совмещена с геометрической осью червячного колеса 3, причем одна из коренных шеек вала 10 установлена в ступице червячного колеса 3 вдоль его оси, а к другой, меньшего диаметра, выполненной с таким расчетом, чтобы не препятствовать установке эксцентрика 5 на наклонную шатунную шейку коленчатого вала 10, шарнирно присоединен ползун 11 со шпонкой 12 с возможностью их перемещения в корпусе 13, неподвижно закрепленном на станине 1.
В ползуне 11 имеются отверстия с внутренней резьбой. Коленчатый вал 10 имеет возможность вращаться и перемещаться поступательно относительно геометрической оси червячного колеса 3. Внутри корпуса 13 с крышкой 14 и вкладышем 15, неподвижно скрепленными между собой, шарнирно установлены вал-шестерня 16 и винт-шестерни 17, зубчатые венцы которых выполнены с возможностью взаимодействия между собой. Снаружи с вал-шестерней 16 неподвижно соединен маховик или вал другого исполнительного механизма (не показаны), а наружные резьбы винт-шестерен 17 завинчены в резьбовое отверстие ползуна 11с возможностью вращения в них.
Механический привод исполнительного механизма работает следующим образом.
От вала двигателя через муфту (не показаны) приводится во вращение червячный вал 2 и от него - червячное колесо 3, которое передает вращение эксцентрику 5. Вращаясь вместе с диском 7 относительно геометрических осей червячного колеса 3 и подшипника 8, эксцентрик 5 передает качательное движение головке шатуна 6. Другая головка шатуна 6, шарнирно соединенная осью 9 с поршнем 4, перемещает возвратно-поступательно поршень 4, а вместе с ним приводится в действие присоединенный к приводу рабочий механизм, например насос (не показан).
Длина хода поршня регулируется вращением маховика или вращением выходного вала исполнительного механизма (не показаны). При этом вращение передается через зубчатые венцы от вал-шестерни 16 винт-шестерням 17, которые, вращаясь в резьбовых отверстиях ползуна 11, а также в отверстиях корпуса 13 и вкладыша 15, перемещают в корпусе 13 ползун 11 и коленчатый вал 10 вдоль геометрической оси червячного колеса 3. Шпонка 12, перемещаясь вместе с ползуном 11 в шпоночном пазу корпуса 13, удерживает ползун 11 от проворачивания относительно собственной оси, предотвращая тем самым заклинивание винтового соединения между ползуном 11 и винт-шестернями 17.
Одновременно, взаимодействуя с наклонным отверстием эксцентрика 5, наклонная шейка коленчатого вала 10 перемещает эксцентрик 5, который, взаимодействуя своим торцевым выступом с торцевым пазом червячного колеса 3, вместе с диском 7, скользящим своей торцевой поверхностью по торцевой поверхности кольца подшипника 8 и вращающимся с ним синхронно, перемещается вдоль паза, меняя тем самым величину эксцентриситета между геометрической осью вращения червячного колеса 3 и осью головки шатуна 6. Вместе с этим меняется величина радиуса качания головки шатуна 6 и, соответственно, величина хода другой головки шатуна 6 и поршня 4. Таким образом, производится дозировка подаваемой жидкости.
Для изменения производительности насоса регулируют длину хода поршня 4 в диапазоне от минимального до максимального значения. При этом регулировку можно осуществлять как во время работы, так и во время его простоя.
Описываемая конструкция механического привода исполнительного механизма проста в изготовлении и надежна в работе.
Формула изобретения
Механический привод исполнительного механизма, содержащий станину с закрепленным на ней корпусом, эксцентрик, наклонный коленчатый вал, включающий две коренные шейки, одна из которых установлена в ступице червячного колеса, отличающийся тем, что введены ползун и шарнирно установленные в корпусе винт-шестерни и вал-шестерня, при этом ползун имеет резьбовое соединение с винт- шестернями и шарнирное - со второй коренной шейкой коленчатого вала, диаметр которой меньше диаметра первой коренной шейки, вал-шестерня соединен с валом исполнительного механизма, а эксцентрик выполнен в виде одной детали.
РИСУНКИ
