RU2038996C1

RU2038996C1 - Intermittent rotation device

Info

Publication number: RU2038996C1
Authority: RU
Inventors: В.С. Семеноженков; С.А. Перегудов; Н.И. Федоринин
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Упаковочные машины"
Priority date: 1991-08-27
Filing date: 1991-08-27
Publication date: 1995-07-09

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: intermittent rotation device has support with output shaft mounted on support and furnished with rigidly secured index plate, index plate turning control unit. Index plate turning mechanism is made in form of two driving levers installed for turning in opposite directions around output shaft. Fitted on driving levers are control pins arranged for alternate engagement with index plate. Mechanism has two rectilinear sliding links hinge- connected with driving levers and installed on support for displacement in opposite directions and spring-loaded relative to each other by means of accumulating resilient member. Turning mechanism has also shaft fitted on support and kinematically coupled with motor. Rigidly secured on shaft is double-arm rocker coupled with rectilinear sliding links by means of connecting rods. EFFECT: provision of intermittent rotation with preset pitch. 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в машинах, в которых необходимо иметь прерывистое вращательное движение с определенным шагом, в частности в поворотных столах робототехнических комплексов, делительных столах станков, дозаторах упаковочных машин и пр. The invention relates to mechanical engineering and can be used in machines in which it is necessary to have intermittent rotational motion with a certain step, in particular in rotary tables of robotic complexes, dividing tables of machine tools, dispensers of packaging machines, etc.

Известны устройства для периодического поворота, в которых непрерывное вращательное движение вала двигателя преобразуется в прерывистое вращение выходного звена с помощью мальтийских, рычажных, кулачковых и др. механизмов [1] Основным недостатком этих устройств является то, что кинетическая энергия поворачиваемых деталей при торможении, во время завершения цикла поворота, в большей части расходуется на деформирование и изнашивание звеньев и служит источником динамических нагрузок и вибрации, снижающих надежность оборудования. Кроме того, энергопотребление таких приводов находится в квадратичной зависимости от частоты перемещений, что приводит при повышении производительности к значительному росту установочной мощности двигателей и повышению нагруженности звеньев конструкции, что является причиной снижения надежности. Known devices for periodic rotation, in which the continuous rotational movement of the motor shaft is converted into intermittent rotation of the output link using Maltese, lever, cam, and other mechanisms [1] The main disadvantage of these devices is that the kinetic energy of the rotated parts during braking during completion of the rotation cycle, for the most part, is spent on the deformation and wear of the links and serves as a source of dynamic loads and vibration, which reduce the reliability of the equipment. In addition, the energy consumption of such drives is in a quadratic dependence on the frequency of movements, which leads to a significant increase in the installed power of the engines and an increase in the loading of the structural parts with increasing productivity, which causes a decrease in reliability.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является привод прерывистого вращения, содержащий выходной вал с жестко закрепленным на нем делительным диском, шарнирно соединенные между собой и установленные с возможностью вращения в противоположные стороны два ведущих рычага, с размещенными на них управляемыми пальцами, предназначенными для поочередного взаимодействия с делительным диском, аккумулятор механической энергии, привод и механизм фиксации [2] Рекуперация энергии подвижных звеньев этого устройства приводит к уменьшению влияния вибрации на работу оборудования и позволяет значительно снизить установочную мощность энергоносителей. Недостатком этой конструкции является то, что упругий элемент при разгоне и торможении воздействует на опоры, закрепленные на стойке, знакопеременным усилием и раскачивает их, что приводит к вибрации в работе привода и, как следствие, снижает надежность его работы. Closest to the technical nature of the present invention is a discontinuous rotation drive comprising an output shaft with a dividing disk rigidly fixed thereon, two driving levers pivotally mounted to each other and mounted with the possibility of rotation in opposite directions, with controlled fingers placed on them, designed for alternating interactions with a dividing disk, a mechanical energy accumulator, a drive and a locking mechanism [2] Energy recovery of the moving parts of this device rivodit to decrease the effects of vibration on the operation of the equipment and significantly reduces energy generating capacity. The disadvantage of this design is that the elastic element during acceleration and braking acts on the supports mounted on the rack, alternating force and swing them, which leads to vibration in the drive and, as a result, reduces the reliability of its operation.

Целью изобретения является повышение надежности устройства прерывистого вращения за счет уменьшения колебаний стойки. The aim of the invention is to increase the reliability of the device intermittent rotation by reducing vibration of the rack.

Достигается это тем, что устройство прерывистого вращения содержащее стойку, установленный на ней выходной вал с жестко закрепленным на нем делительным диском, механизм поворота делительного диска с двигателем, механизм фиксации углового положения выходного вала и блок управления снабжено механизмом поворота делительного диска, выполненным в виде установленных с возможностью вращения вокруг выходного вала в противоположные стороны двух ведущих рычагов с размещенными на них управляемыми пальцами, расположенными с возможностью поочередного взаимодействия с делительным диском, двумя шарнирно соединенными с ведущими рычагами поступательными звеньями, установленными на стойке с возможностью перемещения в противоположных направлениях и подпружиненных один относительно другого посредством аккумулирующего упругого элемента, и установленным на стойке и кинематически связанным с двигателем валом с жестко закрепленным на нем двуплечим коромыслом, связанным с поступательными звеньями посредством шатунов. This is achieved by the fact that the intermittent rotation device comprising a stand, an output shaft mounted thereon with a dividing disk fixed thereto, a dividing disk with an engine rotation mechanism, an output shaft angular position fixing mechanism and a control unit are provided with a dividing disk rotation mechanism made in the form of installed with the possibility of rotation around the output shaft in opposite directions of two leading levers with controlled fingers placed on them, located with the possibility of at least rare interaction with the dividing disk, two translational links pivotally connected to the driving levers mounted on the strut with the ability to move in opposite directions and spring-loaded relative to one another by means of an accumulating elastic element, and mounted on the strut and kinematically connected to the motor shaft with a two-arm rigidly fixed on it rocker connected with translational links by means of rods.

Перечисленные признаки отличают заявляемое решение от прототипа и обуславливают соответствие его критерию "новизна". These signs distinguish the claimed solution from the prototype and determine its compliance with the criterion of "novelty."

В технической и патентной документации решений со сходными отличительными признаками не обнаружено, на основании этого делается вывод, что заявленное решение соответствует критерию "Существенные отличия". No solutions with similar distinctive features were found in the technical and patent documentation, on the basis of this it is concluded that the claimed solution meets the criterion of "Significant differences".

На фиг. 1 показано устройство, вид сверху; на фиг. 2 то же, вид сбоку. In FIG. 1 shows a device, a top view; in FIG. 2 same side view.

Оно содержит стойку (не показана), установленные на ней выходной вал 1 с жестко закрепленным на нем делительным диском 2 и поступательные выполнения этих операций упругий элемент 24 разгоняет поступательные звенья 3, 4 в противоположные стороны, поворачивая при этом рычаг против часовой стрелки, рычаг 10 по часовой стрелке, а вместе с ним по часовой стрелке вращаются делительный диск 2 с выходным валом 1. После поворота диска на угол, ограничивающий размер канавки 29, привод 28 отключается и ролик 27 свободно обкатывается по цилиндрической поверхности диска 2. В процессе разгона подвижных звеньев потенциальная энергия упругого элемента 24 переходит в кинетическую энергию подвижных звеньев. Когда двуплечее коромысло 16 совершит половину оборота, пружина 24 начнет сжиматься и кинетическая энергия подвижных звеньев будет переходить в потенциальную энергию упругого элемента. После прохождения кривошипом 22 половины угла своего поворота шток пневмоцилиндра 23 начинает двигаться в обратном направлении и по команде с блока управления в штоковую полость пневмоцилиндра подается давление. Усилие пневмоцилиндра 23 помогает подвижным звеньям дожать упругий элемент и в конце поворота ролик 27 попадает в канавку 29 диска 1. Движение поступательных звеньев 3, 4, а вместе с ними и делительного диска 2 с валом 1, заканчивается, когда ось двуплечего коромысла 16 совпадет с осями шатунов 17, 18. Начинается выстой выходного вала 1, положение которого фиксировано с помощью рычага 26 с роликом 27, взаимодействующим с канавкой 29 диска 2. Во время выстоя управляемые пальцы 11, 12 по команде с блока управления выводятся из отверстий делительного диска 2, а управляемые пальцы 13, 14 вводятся в отверстия делительного диска 2. Следующий поворот начинается с подачи сигнала с блока управления на пневмоцилиндр 23 и индивидуальный привод 28. Поворот осуществляется аналогичным образом. It contains a rack (not shown), an output shaft 1 mounted thereon with a dividing disk 2 fixed thereon, and translational execution of these operations, the elastic element 24 accelerates the translational links 3, 4 in opposite directions, while turning the lever counterclockwise, lever 10 clockwise, and with it clockwise, the dividing disk 2 rotates with the output shaft 1. After turning the disk through an angle that limits the size of the groove 29, the drive 28 is turned off and the roller 27 is freely rolled around on a cylindrical surface STI disc 2. In the process of acceleration of moving parts of the potential energy of the elastic element 24 is converted into kinetic energy of the moving units. When the two-shouldered rocker 16 completes half a turn, the spring 24 will begin to compress and the kinetic energy of the moving links will transfer into the potential energy of the elastic element. After the crank 22 passes through half the angle of its rotation, the rod of the pneumatic cylinder 23 begins to move in the opposite direction and, upon command from the control unit, pressure is applied to the rod cavity of the pneumatic cylinder. The force of the pneumatic cylinder 23 helps the movable links squeeze the elastic element and, at the end of the turn, the roller 27 enters the groove 29 of the disk 1. The movement of the translational links 3, 4, and with them the dividing disk 2 with the shaft 1, ends when the axis of the two shoulders rocker 16 coincides with the axes of the connecting rods 17, 18. The output shaft 1 begins to stand, the position of which is fixed with a lever 26 with a roller 27 interacting with the groove 29 of the disk 2. During the standstill, the controlled fingers 11, 12 are withdrawn from the holes of the dividing disk 2 upon command from the control unit, and directs the fingers 13, 14 are introduced into the holes of divider disc 2. Next turn begins with the signal from the control unit to the air cylinder 23 and an individual drive 28. Rotation is carried out in a similar manner.

Выполнение устройства прерывистого вращения с двумя подпружиненными друг к другу поступательными звеньями позволяет замкнуть усилие упругого элемента на поступательные звенья, значительно снизить имеющую циклический знакопеременный характер нагрузку на стойку и, тем самым, устранить источник вибрации и динамики в работе оборудования. The implementation of the intermittent rotation device with two translational links spring-loaded to each other allows you to close the force of the elastic element on the translational links, significantly reduce the load on the rack having a cyclic alternating character and, thereby, eliminate the source of vibration and dynamics in the equipment.

Кроме того, вращение выходного вала парой сил приводит к значительному снижению его нагруженности поперечными силами и звенья 3, 4 шарнирно соединенные шатунами 5, 6, 7, 8 с вращающимися вокруг выходного вала в противоположные стороны ведущими рычагами 9, 10. На ведущих рычагах 9, 10 размещены управляемые с помощью пневмоцилиндров или электромагнитов пальцы 11, 12, 13, 14, предназначенные для попарного взаимодействия с отверстиями делительного диска 2. На стойке установлен вал 15 с жестко закрепленным на нем двуплечим коромыслом 16, шарнирно соединенным шатунами 17, 18 с поступательными звеньями 3, 4. На валу 15, кроме того, жестко закреплено зубчатое колесо 19, в зацеплении с которым находится колесо 20, жестко закрепленное на оси 21. На оси 21 жестко закреплен кривошип 22, шарнирно соединенный с двигателем, в качестве которого используется пневмоцилиндр 23. Упругий элемент 24 располагается между поступательными звеньями 3 и 4. Механизм фиксации углового положения включает в себя муфту свободного хода 25, установленную на выходном валу 1, и подпружиненный к делительному диску 2, рычаг 26 с роликом 27, установленный на стойке с возможностью поворота от индивидуального привода 28 и взаимодействия с канавками 29 делительного диска 2. In addition, the rotation of the output shaft by a pair of forces leads to a significant reduction in its load by transverse forces and links 3, 4 are pivotally connected by connecting rods 5, 6, 7, 8 with driving arms 9, 10 rotating around the output shaft in opposite directions. 10 there are placed fingers 11, 12, 13, 14, controlled by pneumatic cylinders or electromagnets, designed for pairwise interaction with the holes of the dividing disk 2. A shaft 15 is installed on the strut with a two-arm rocker 16 rigidly fixed on it, pivotally connected connecting rods 17, 18 with translational links 3, 4. On the shaft 15, in addition, the gear wheel 19 is rigidly fixed, in engagement with which is the wheel 20, rigidly fixed on the axis 21. On the axis 21, the crank 22 is rigidly fixed to the engine , which is used as a pneumatic cylinder 23. An elastic element 24 is located between the translational links 3 and 4. The mechanism for fixing the angular position includes a freewheel 25 mounted on the output shaft 1, and spring-loaded to the dividing disk 2, the lever 26 with the roller 27, tired Oval on the rack with the possibility of rotation from the individual drive 28 and interaction with the grooves 29 of the dividing disk 2.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В исходном положении ось двуплечего коромысла 16 примерно совпадает с осями шатунов 17 и 18, упругий элемент 24 в виде пружины в сжатом состоянии располагается между поступательными звеньями 3 и 4 и имеет максимум потенциальной энергии. Установленные на ведущем рычаге 9 на одной оси с шарнирами, соединяющими данный рычаг с шатунами, управляемые пальцы 11, 12 введены в отверстия делительного диска 2, а управляемые пальцы 13, 14, принадлежащие ведущему рычагу 10, выведены из отверстий. Ролик 27 находится в канавке 29 делительного диска 2. Для поворота выходного вала по часовой стрелке по команде с блока управления (на рисунке не показан) включается индивидуальный привод 28, выводя ролик 27 из канавки 29 диска 2 и одновременно включается двигатель 23, в качестве которого используется пневмоцилиндр, который поворачивает кривошип 22 против часовой стрелки и выводит систему из состояния, близкого к неустойчивому, после чего пневмоцилиндр 23 отключается, обеспечивая беспрепятственное перемещение своего штока. После изгибающими моментами, что также положительно сказывается на работе устройства. In the initial position, the axis of the two-shouldered rocker arm 16 approximately coincides with the axes of the connecting rods 17 and 18, the elastic element 24 in the form of a spring in a compressed state is located between the translational links 3 and 4 and has a maximum of potential energy. Mounted on the driving lever 9 on the same axis as the hinges connecting this lever with the connecting rods, the controlled fingers 11, 12 are inserted into the holes of the dividing disk 2, and the controlled fingers 13, 14 belonging to the leading lever 10 are withdrawn from the holes. The roller 27 is located in the groove 29 of the dividing disk 2. To rotate the output shaft clockwise, an individual drive 28 is turned on by a command from the control unit (not shown in the figure), withdrawing the roller 27 from the groove 29 of the disk 2 and, at the same time, the engine 23 is turned on, which a pneumatic cylinder is used, which rotates the crank 22 counterclockwise and takes the system out of a state close to unstable, after which the pneumatic cylinder 23 is turned off, allowing its rod to move freely. After bending moments, which also positively affects the operation of the device.

Снижение нагрузок на выходном валу приводит к значительному снижению нагрузок на жестко закрепленные на стойке опоры вала, в результате чего повышается надежность устройства прерывистого вращения. Reducing the loads on the output shaft leads to a significant reduction in the loads on the shaft supports rigidly fixed to the rack, which increases the reliability of the intermittent rotation device.

Claims

УСТРОЙСТВО ПРЕРЫВИСТОГО ВРАЩЕНИЯ, содержащее стойку, установленный на ней выходной вал с жестко закрепленным на нем делительным диском, механизм поворота делительного диска с двигателем, механизм фиксации углового положения выходного вала и блок управления, отличающееся тем, что механизм поворота делительного диска выполнен в виде двух установленных с возможностью вращения вокруг выходного вала в противоположные стороны ведущих рычагов с размещенными на них управляемыми пальцами, расположенными с возможностью поочередного взаимодействия с делительным диском, двух шарнирно соединенных с ведущими рычагами поступательных звеньев, установленных на стойке с возможностью перемещения в противоположных направлениях и подпружиненных один относительно другого посредством аккумулирующего упругого элемента, и установленного на стойке и кинематически связанного с двигателем вала с жестко закрепленным на ней двуплечим коромыслом, связанным с поступательными звеньями посредством шатунов. INTERMEDIATE ROTATION DEVICE, comprising a stand, an output shaft mounted thereon with a dividing disk fixed thereto, a dividing disk rotation mechanism with a motor, a mechanism for fixing the output shaft angular position and a control unit, characterized in that the dividing disk rotation mechanism is made in the form of two mounted with the possibility of rotation around the output shaft in opposite sides of the driving levers with controlled fingers placed on them, arranged with the possibility of alternating interaction action with a dividing disk, two articulated translational links mounted on the rack with the ability to move in opposite directions and spring-loaded relative to each other by means of an accumulating elastic element, and mounted on the rack and kinematically connected to the motor shaft with a two-arm beam rigidly fixed to it connected with translational links by means of rods.