Технологическая машина с приводом от двигателя
Владельцы патента RU 2484939:
РОБЕРТ БОШ ГМБХ (DE)
Изобретение относится к технологическим машинам с приводом от двигателя. Машина содержит приводимый во вращательное движение инструмент, ведущий вал, приводимый в движение приводным узлом, и ведомый вал, на котором установлен инструмент. Передача вращательного движения с ведущего вала на ведомый вал обеспечивается эксцентриковым соединительным устройством. Машина содержит уравновешивающее устройство, которое взаимодействует с одним из валов, совершает компенсационное движение, направленное противоположно движению эксцентрикового соединительного устройства, и содержит балансир, который подвижно установлен в плоскостной направляющей и совершает вращательное компенсационное движение. Обеспечивается компенсация колебаний. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к технологической машине с приводом от двигателя, прежде всего к ручной машине, согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
Уровень техники
Из DE 10104993 A1 известна ручная машина для шлифования или полирования, содержащая приводной двигатель, связанный с приводным двигателем редуктор, а также взаимодействующий с передачей редуктором тарельчатый шлифовальный круг. Ручная машина может применяться для сверхтонкой обработки поверхности, при которой вращательное движение ведущего вала преобразуется в эксцентрическое вращательное движение тарельчатого шлифовального круга. Поскольку в шлифовальных устройствах с эксцентрическим приводом возникает обусловленная неуравновешенностью вращающихся элементов вибрация, приводящая к ухудшению комфортности работы и повышенным напряжениям в материале, необходимо принять меры к тому, чтобы подобная вибрация не превышала допустимых пределов.
Раскрытие изобретения
В основу настоящего изобретения положена задача создания, посредством простых конструктивных решений, маловибрационной технологической машины с приводом от двигателя и с возможностью передачи вращательного движения ведущего вала через эксцентриковое соединительное устройство ведомому валу, на котором закреплен инструмент (рабочий орган технологической машины). В соответствии с изобретением данная задача решается признаками изобретения, приведенными в пункте 1 формулы. Целесообразные усовершенствования приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения технологическая машина с приводом от двигателя представляет собой ручную машину. Вращательное движение ведущего вала, обеспечиваемое приводным двигателем, посредством эксцентрикового соединительного устройства передается ведомому валу, на котором крепится инструмент. Эксцентриковое соединительное устройство обеспечивает качательное маятниковое движение ведомого вала.
Для компенсации обусловленных неуравновешенностью колебаний, возникающих при эксцентрическом движении привода, предусмотрено уравновешивающее устройство, взаимодействующее по меньшей мере с одним из валов, то есть либо с ведущим валом, либо с ведомым валом или с обоими этими валами, и совершающее компенсационное движение, направленное противоположно движению эксцентрикового соединительного устройства. Эта компенсация колебаний приводит к тому, что колебательная/вибрационная нагрузка технологической машины существенно снижается по меньшей мере в отдельных режимах работы, а именно - в предпочтительном варианте - по меньшей мере в режиме холостого хода технологической машины и, в определенных условиях, в режиме работы под нагрузкой. Для уменьшения колебаний уравновешивающее устройство совершает компенсационное движение, направленное противоположно движению эксцентрикового соединительного устройства, благодаря чему достигается по меньшей мере частичная компенсация вращательных колебаний, вызываемых эксцентриковым соединительным устройством.
Уравновешивающее устройство содержит балансир, который подвижно установлен в плоскостной (рамной) направляющей и испытывает воздействие эксцентрикового элемента, приводимого в движение одним из валов. Балансир совершает вращательное компенсационное движение. Это компенсационное движение целесообразным образом направлено противоположно эксцентрическому движению привода, а именно, с одной стороны, по направлению отклонения при качании, а с другой стороны, по высоте уравновешивающего устройства. Уравновешивание осуществляется, в частности, таким образом, что опорные реакции ведомого вала в режиме холостого хода стремятся к нулю. В случае необходимости, однако, может быть также выбрана другая рабочая точка, в которой происходит компенсация обусловленных неуравновешенностью колебаний, например рабочая точка в обычном режиме работы технологической машины. Существует также возможность переменным образом усиливать или ослаблять компенсационные колебания, вызываемые уравновешивающим устройством, в зависимости от текущего режима работы, например посредством изменения нейтрального положения балансира.
Балансир совершает вращательное компенсационное движение в пределах плоскостной направляющей. При этом существует принципиальная возможность реализации как исключительно вращательного движения балансира, так и комбинации вращательного движения с поступательным. В обоих случаях возможность движения балансира в плоскостной направляющей обеспечивается опорой соответствующей конструкции либо криволинейными пазами или кулисными направляющими между балансиром и плоскостной направляющей. В любом случае движение балансиру сообщается эксцентриковым элементом, опосредованно или непосредственно приводимым в движение ведущим или ведомым валом. При этом плоскостная, или кулисная, направляющие целесообразным образом крепятся на корпусе, но в случае необходимости может быть также реализован монтаж плоскостной направляющей на какой-либо подвижной конструктивной детали технологической машины.
Для реализации вращательного движения балансира в плоскостной направляющей в предпочтительном варианте предусмотрен подшипник качения, посредством которого балансир устанавливается в плоскостной направляющей. Установка балансира целесообразным образом осуществляется посредине в плоскостной направляющей, благодаря чему образуется симметричная опора и возникает возможность равномерного отклонения целесообразным образом из исходного положения в обоих направлениях. В предпочтительном варианте осуществления эксцентриковый элемент, выполненный, в частности, в виде эксцентрикового кулачка, также устанавливается посредине в плоскостной направляющей, благодаря чему достигается равномерное приложение усилия к балансиру.
Ведомый вал технологической машины устанавливается в корпусе, например, консольно-эксцентрично. При таком способе установки эксцентриковое соединительное устройство воздействует на торцевую сторону ведомого вала, противоположную инструменту.
Краткое описание чертежей
Прочие преимущества и целесообразные варианты осуществления изобретения представлены в других пунктах формулы изобретения, на прилагаемых чертежах и в их описании. На чертежах показано:
на фиг.1 - вид сверху ручной машины, содержащей ведомый вал для крепления инструмента, где ведомый вал может совершать колебательное вращательное или маятниковое движение для пиления и шлифования, с электрическим приводным двигателем, якорь которого неподвижно соединен с соосно расположенным ведущим валом, который приводит в движение ведомый вал через эксцентриковое соединительное устройство, и с уравновешивающим устройством для компенсации обусловленных неуравновешенностью колебаний,
на фиг.2 - детальное изображение уравновешивающего устройства, выполненного в виде установленного с возможностью поворота в плоскостной направляющей балансира, приводимого в движение эксцентриковым кулачком.
Осуществление изобретения
Изображенная на фиг.1 ручная машина 1 содержит электрический приводной двигатель 2 с якорем 3, с которым устойчивым к вращению образом соединен соосно расположенный ведущий вал 4. Через эксцентриковое соединительное устройство 7 ведущий вал 4 приводит в движение ведомый вал 5, несущий сменный инструмент 6. Оси вращения ведущего вала 4 и ведомого вала 5 направлены перпендикулярно друг другу. При включении электрического приводного двигателя 2 вращательное движение ведущего вала 4 преобразуется посредством эксцентрикового соединительного устройства 7 в качательное маятниковое движение ведомого вала 5, а также инструмента 6. Угловое отклонение при качательном маятниковом движении ведомого вала 5 обычно составляет несколько градусов. Инструмент 6 может использоваться как для шлифования, так и для резания или пиления заготовки.
Эксцентриковое соединительное устройство 7 содержит соединительный элемент 8, имеющий на удаленной от ведомого вала 5 стороне участок с выемкой 8а, контактирующий с эксцентриковым кулачком 9, который с фиксацией от проворачивания установлен на ведущем валу 4. Соединительная вилка 8 скользит по контуру эксцентрикового кулачка 9 и таким образом приводится в качательное маятниковое движение, которое передается ведомому валу 5.
При передаче вращательного движения от ведущего вала 4 на ведомый вал 5 посредством эксцентрикового соединительного устройства 7 возникает неуравновешенность масс, которая по меньшей мере частично компенсируется уравновешивающим устройством 10. Как и эксцентриковое соединительное устройство 7, уравновешивающее устройство 10 расположено между ведущим валом 4 и ведомым валом 5. В уравновешивающем устройстве 10 возникают колебания, направленные противоположно обусловленным неуравновешенностью колебаниям, источником которых является эксцентриковое соединительное устройство 7.
Как показано на фиг.2, уравновешивающее устройство 10 состоит из балансира 16, подвижно установленного в плоскостной направляющей 17, которая целесообразным образом крепится к корпусу ручной машины. Плоскостная направляющая 17 состоит из рамы с замкнутым контуром, охватывающей эксцентриковый кулачок 12, который устойчивым к вращению образом установлен на ведущем валу 4. Балансир 16 установлен в плоскостной направляющей 17 подвижным образом, а именно удерживается с возможностью поворота в плоскостной направляющей 17 на обеспечивающей вращение опоре 22, выполненной в виде подшипника качения. В балансире 16 имеется выемка 19, в которой размещается приводной эксцентриковый кулачок 12. Эксцентриковый кулачок 12 установлен таким образом, что он может вращаться вокруг оси 18 вращения, проходящей на расстоянии от центра эксцентрикового кулачка. Ось 18 вращения одновременно представляет собой ось вращения приводного вала 4.
Эксцентриковый кулачок 12 служит в качестве привода для балансира 16. При вращении эксцентрикового кулачка 12 его эксцентрическое вращательное движение передается через внутренние стенки выемки 19 на балансир 16, который совершает - вследствие того, что он установлен посредством подшипника качения 22 с возможностью поворота - качательное маятниковое движение вокруг оси вращения подшипника 22 в пределах плоскостной направляющей 17. Это качательное маятниковое движение балансира 16 происходит в плоскости, перпендикулярной оси 18 вращения или приводному валу 4. При этом отклонения балансира происходят в направлении, противоположном отклонению ведомого вала 5, или установленного на нем инструмента 6.
Обеспечивающая вращение опора 22 и эксцентриковый кулачок 12 расположены в уравновешивающем устройстве 10 симметричным образом. Обеспечивающая вращение опора 22 установлена посредине в плоскостной направляющей 17, как и эксцентриковый кулачок 12. Качательное маятниковое движение балансира 16 обычно осуществляется в пределах угла в несколько градусов, причем размеры балансира 16 и плоскостной направляющей 17 должны быть приведены в соответствие друг другу таким образом, чтобы балансир 16 всегда совершал движение в пределах контура плоскостной направляющей 17.
1. Технологическая машина с приводом от двигателя, прежде всего ручная машина (1), содержащая приводимый во вращательное движение инструмент (6), ведущий вал (4), приводимый в движение приводным узлом (2), и ведомый вал (5), на котором установлен инструмент (6), причем передача вращательного движения с ведущего вала (4) на ведомый вал (5) обеспечивается эксцентриковым соединительным устройством (7), отличающаяся тем, что для компенсации колебаний предусмотрено уравновешивающее устройство (10), взаимодействующее по меньшей мере с одним из валов (4, 5), совершающее компенсационное движение, направленное противоположно движению эксцентрикового соединительного устройства, и содержащее балансир (16), который подвижно установлен в плоскостной направляющей (17), испытывает воздействие эксцентрикового элемента (12), приводимого в движение одним из валов (4, 5), и совершает вращательное компенсационное движение.
2. Технологическая машина по п.1, отличающаяся тем, что вращательное компенсационное движение происходит в плоскости, перпендикулярной ведущему валу (4).
3. Технологическая машина по п.1, отличающаяся тем, что балансир (16) установлен в плоскостной направляющей (17) с возможностью поворота.
4. Технологическая машина по п.3, отличающаяся тем, что балансир (16) совершает в плоскостной направляющей (17) исключительно вращательное компенсационное движение.
5. Технологическая машина по п.3, отличающаяся тем, что балансир (16) совершает в плоскостной направляющей (17) комбинированное вращательно-поступательное компенсационное движение.
6. Технологическая машина по п.3, отличающаяся тем, что балансир (16) установлен в плоскостной направляющей (17) с возможностью поворота посредством подшипника качения (22).
7. Технологическая машина по п.3, отличающаяся тем, что обеспечивающая вращение опора (22) балансира (16) расположена посредине в плоскостной направляющей (17).
8. Технологическая машина по п.1, отличающаяся тем, что эксцентриковый элемент выполнен в виде эксцентрикового кулачка (12), воздействующего на балансир (16).
9. Технологическая машина по п.1, отличающаяся тем, что эксцентриковый элемент (12) расположен посредине в плоскостной направляющей (17).
10. Технологическая машина по одному из пп.1-9, отличающаяся тем, что ведомый вал (5) установлен в корпусе (14) консольно-эксцентрично.
