RU2655124C1 - Кривошипно-ползунный механизм - Google Patents
Кривошипно-ползунный механизм Download PDFInfo
- Publication number
- RU2655124C1 RU2655124C1 RU2017108047A RU2017108047A RU2655124C1 RU 2655124 C1 RU2655124 C1 RU 2655124C1 RU 2017108047 A RU2017108047 A RU 2017108047A RU 2017108047 A RU2017108047 A RU 2017108047A RU 2655124 C1 RU2655124 C1 RU 2655124C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- slider
- connecting rod
- crank
- spring
- working tool
- Prior art date
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 9
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 6
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010380 TiNi Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 210000005069 ears Anatomy 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- HLXZNVUGXRDIFK-UHFFFAOYSA-N nickel titanium Chemical compound [Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni].[Ni] HLXZNVUGXRDIFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001000 nickel titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000020347 spindle assembly Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H21/00—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides
- F16H21/10—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides all movement being in, or parallel to, a single plane
- F16H21/16—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides all movement being in, or parallel to, a single plane for interconverting rotary motion and reciprocating motion
- F16H21/18—Crank gearings; Eccentric gearings
- F16H21/20—Crank gearings; Eccentric gearings with adjustment of throw
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Wire Processing (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области машиностроение, а более конкретно - к кривошипно-ползунным механизмам. Кривошипно-ползунный механизм содержит установленные на корпусе (1) кривошип (2), ползун (3) с рабочим инструментом (4). В теле шатуна между двух жестких участков (7, 8) сформирована упругая перемычка (9), концентрично плотно охваченная цилиндрической винтовой пружиной сжатия (10). Пружина (10) выполнена из сплава с эффектом термомеханической памяти формы, имеет возможность релейного сжатия при достижении температурой нагрева порогового значения и освобождения при этом упругой перемычки. Достигается расширение области применения. 4 ил.
Description
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в устройствах с изменяемым ходом исполнительного звена.
Известны кривошипно-ползунные механизмы, в которых в качестве исполнительного звена использован ползун, связанный с рабочим инструментом и снабженный устройством для изменения своего хода и скорости при непрерывном вращении кривошипа /см., например, АС СССР №630470, кл. F16H 21/20, 1977 [1]; АС СССР №903630, кл. F16H 21/20, 1982 [2]; Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике, т. 2, М., "Наука", 1971, с. 444, рис. 1477 [3]; АС СССР №920303, кл. F16H 21/20, 1980 [4]; АС СССР №777285, кл. F16H 21/28, 1978 [5]/.
Недостатками известных устройств являются значительные сложности конструкций и невозможность автоматического адаптивного изменения хода и скорости ползуна в зависимости от нагрузок на рабочий инструмент.
При этом известны, например, устройства для автоматического адаптивного управления металлорежущими станками, автоматически изменяющими величину подачи режущего инструмента при изменении нагрузки /усилия при резании/ на последний /см. АС СССР №1172675, кл. B23Q 15/12, 1984 [6]; АС СССР №889385, кл. B23Q 15/013, 1979 [7]/, а также машины ударного действия с кривошипно-ползунными механизмами/ см., например, АС СССР №1047676, кл. B25D 11/12, 1982 [8]; АС СССР №1590368, кл. B25D 11/04, 1988 [9]/, в которых перемещение рабочего инструмента автоматически связано с плотностью и твердостью разрушаемого материала.
Однако использование в известных адаптивных устройствах ползуна кривошипно-ползунного механизма в качестве автоматически управляемого исполнительного звена приведет к предельному усложнению конструкций за счет применения специальных систем регулирования.
Кроме того, известны кривошипно-ползунные механизмы, содержащие устройства, предохраняющие механизмы от перегрузок либо за счет создания условий для изгиба дополнительных элементов /см. АС СССР №227811, кл. F16H 35/40, 1968 [10]/, либо для их разрушения /см. АС СССР №209165, кл. F16H 35/10, 1966 [11]/.
Однако данные устройства сложны, имеют ограниченные возможности, не позволяют автоматически и адаптивно изменять свою кинематическую структуру и требуют значительных материальных и временных затрат на восстановление после разрушения.
Известны принципы действия ряда способов, согласно которым интенсивность режимов осуществления различных процессов механической обработки, регулировки и т.п. оценивают по температуре саморазогрева различных деталей и узлов /например, шпиндельных узлов токарных станков/, участвующих в данных процессах /см., например, АС СССР №1294569, кл. B23Q 11/14, 1985, [12]/.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков является кривошипно-ползунный механизм, состоящий из установленных на основании кривошипа в качестве ведущего звена, ползуна в качестве ведомого исполнительного звена, связанного с рабочим инструментом, и шарнирно соединенного с кривошипом с помощью шатуна /см. Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике. т. 2, М., "Наука", 1979, с. 436, рис. 1404 [13]/, и принятый за прототип.
Недостатками устройства-прототипа является невозможность автоматической адаптивной перестройки его конструктивно-кинематических параметров непосредственно в процессе работы для защиты от поломок и заклиниваний при перегрузках на ведомом звене.
Сущность изобретения заключается в создании простой конструкции кривошипно-ползунного механизма, обеспечивающей возможность адаптивной перестройки конструктивно-кинематических параметров шатуна при заданном увеличении температуры рабочего инструмента, приводящей к формированию упругого состояния ползуна с автоматической защитой механизма от поломок при перегрузках.
Технический результат - расширение эксплуатационных возможностей механизма за счет обеспечения автоматической адаптивной перестройки его кинематической структуры в процессе работы.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном кривошипно-ползунном механизме, содержащеми кривошип в качестве ведущего звена, ползун в качестве ведомого исполнительного звена, связанного с рабочим инструментом и шарнирно соединенного с кривошипом с помощью шатуна, особенность заключается в том, что в теле шатуна вблизи места его шарнирного соединения с ползуном между двумя жесткими участками сформирована упругая перемычка, снабженная концентрично охватывающей ее и плотно надетой на жесткие участки шатуна винтовой цилиндрической пружиной сжатия, выполненной из сплава с эффектом термомеханической памяти формы и характеризующейся релейным срабатыванием с уменьшением своей длины при повышении температуры до заданного порогового значения, при этом пружина зафиксирована на шатуне только своим обращенным к ползуну концом с обеспечением возможности ее постоянного контакта с ползуном и освобождения пружиной при ее релейном срабатывании упругой перемычки шатуна.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично на виде сбоку изображен предлагаемый механизм в текущем рабочем положении; на фиг. 2 - тот же механизм после релейного срабатывания пружины на шатуне; на фиг. 3 - продольный разрез шатуна с ползуном /увеличено/; на фиг. 4 - вид А на фиг. 3 /увеличено/.
Кривошипно-ползунный механизм содержит установленные на корпусе 1 имеющий возможность поворота кривошип 2 в качестве ведущего звена, а также ползун 3 в качестве ведомого исполнительного звена, связанного с рабочим инструментом 4, шарнирно соединенного с кривошипом 2 с помощью шатуна, и имеющий возможность возвратно-поступательного перемещения в прямолинейных направляющих 5 на корпусе 1. При этом в теле шатуна вблизи места 6 его шарнирного соединения с ползуном 3 между двумя жесткими участками 7 и 8 сформирована упругая перемычка 9, снабженная концентрично охватывающей ее и плотно надетой на жесткие участки 7 и 8 шатуна винтовой цилиндрической пружиной сжатия 10, имеющей значительную изгибную жесткость и жесткость на кручение. Жесткие участки 7 и 8 шатуна 7, 8, 9 выполнены в виде отрезков стальной трубки, а упругая перемычка 9 - в виде цилиндрической сплошной резиновой втулки, вставленной концами в участки 7, 8 трубок по прессовой посадке с клеевой фиксацией. Причем, для крепления ползуна 3 шарниром 6 на конце участка 8 шатуна 7, 8, 9 выполнены ушки 11, охватывающие ползун 3 по бокам свободно и снабженные отверстиями для запрессовки концов шарнирной оси. При этом винтовая цилиндрическая пружина сжатия 10 выполнена из сплава с эффектом термомеханической памяти формы типа нитинол /TiNi/, относящегося к классу интерметаллических соединений, и характеризуется релейным /скачкообразным/ срабатыванием с уменьшением своей длины /сжатием/ при повышении температуры пружины 10 до заданного порогового значения /температурного порога срабатывания/, причем, практически может быть подобрана пружина 10 с любой заранее заданной температурой срабатывания. В частности, в устройстве использована пружина 10 с температурным порогом срабатывания около 120°С, так как эта температура становится опасной при разогреве до нее в процессе эксплуатации рабочего инструмента 4 с точки зрения его заклинивания в обрабатываемом материале или поломки. Пружина 10 зафиксирована на шатуне 7, 8, 9 только своим обращенным к ползуну 3 концом путем приваривания пружины 10 к концевой части участка 8 трубки /см. зону утолщения 12 на фиг. 4/ с обеспечением при этом постоянного подвижного контакта этой зоны 12 с верхней поверхностью ползуна 3, что необходимо для быстрой передачи температуры нагрева от рабочего инструмента 4 и ползуна 3 к пружине 10. При этом остальное тело пружины 10 свободно от фиксации, так как последняя надета на жесткие участки 7, 8 шатуна 7, 8, 9 плотно без фиксации, что обеспечивает возможность освобождения пружиной 10 при ее релейном сжатии /срабатывании/ упругой перемычки 9 шатуна 7, 8, 9 /см. фиг. 2/, и, соответственно, возможность изгиба шатуна 7, 8, 9 при повышенной нагрузке на ползун 3 с рабочим инструментом 4, сопровождающейся опасным нагревом последнего.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.
На фиг. 1 показан предлагаемый механизм в рабочем текущем положении с заданным выходом рабочего инструмента 4 вправо из корпуса 1, при этом упругая перемычка 9 шатуна 7, 8, 9 с натягом охвачена плотно надетой на жесткие участки 7, 8 шатуна 7, 8, 9 пружиной 10 значительной жесткости на изгиб и кручение, так что шатун представляет собой практически недеформируемое твердое тело. В случае возникновения сложного режима работы инструмента 4 с большой перегрузкой /участки с высокой твердостью и плотностью обрабатываемого материала, наличие посторонних внедрений и т.п./, и, соответственно, большой вероятностью его поломки или заклинивания, происходит разогрев инструмента 4 вместе с ползуном 3 и пружиной 10 до температурного порога срабатывания пружины 10, в результате чего пружина 10 релейно срабатывает /сжимается/, принимая положение, показанное на фиг. 2. Так как обращенный к ползуну 3 конец пружины 10 зафиксирован на шатуне 7, 8, 9, а остальное тело пружины 10 не зафиксировано, то сжатие пружины 10 приведет к сосредоточению всей ее сократившейся длины на жестком участке 8 шатуне /см. фиг. 2/, то есть к освобождению упругой перемычки 9. 3а счет этого шатун 7, 8, 9 сразу же приобретает изгибную степень свободы в упругой перемычке 9. Поэтому под действием нагрузки на рабочий инструмент 4 в опасном режиме работы ползун 3 уходит назад, сгибая шатун 7, 8, 9, в результате чего механизм автоматически адаптивно изменяет свою геометрическую структуру, рабочий инструмент уходит влево в корпус 1, срывая тем самым опасный режим и устраняя возможность поломки и заклинивания. После устранения причины возникновения опасного режима и остывания механизм автоматически приходит в исходное рабочее положение.
Предлагаемое устройство, имея сравнительно простую конструкцию, позволяет за счет автоматической адаптации режимов обработки к параметрам обрабатываемой среды расширить эксплуатационные возможности механизма, увеличить надежность, безопасность и стабильность работы, уменьшить вероятность поломок и заклинивания рабочего инструмента при различных характеристиках обрабатываемых сред.
Claims (1)
- Кривошипно-ползунный механизм с кривошипом в качестве ведущего звена, ползуном в качестве ведомого исполнительного звена, связанного с рабочим инструментом и шарнирно соединенного с кривошипом с помощью шатуна, отличающийся тем, что в теле шатуна вблизи места его шарнирного соединения с ползуном между двумя жесткими участками сформирована упругая перемычка, снабженная концентрично охватывающей ее и плотно надетой на жесткие участки шатуна винтовой цилиндрической пружиной сжатия, выполненной из сплава с эффектом термомеханической памяти формы и характеризующейся релейным срабатыванием с уменьшением своей длины при повышении температуры до заданного порогового значения, при этом пружина зафиксирована на шатуне только своим обращенным к ползуну концом с обеспечением возможности ее постоянного контакта с ползуном и освобождения пружиной при ее релейном срабатывании упругой перемычки шатуна.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017108047A RU2655124C1 (ru) | 2017-03-10 | 2017-03-10 | Кривошипно-ползунный механизм |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017108047A RU2655124C1 (ru) | 2017-03-10 | 2017-03-10 | Кривошипно-ползунный механизм |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2655124C1 true RU2655124C1 (ru) | 2018-05-23 |
Family
ID=62202410
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017108047A RU2655124C1 (ru) | 2017-03-10 | 2017-03-10 | Кривошипно-ползунный механизм |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2655124C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1200043A1 (ru) * | 1984-06-14 | 1985-12-23 | Ленинградский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.М.И.Калинина | Шариковый винтовой механизм |
RU2067705C1 (ru) * | 1990-12-17 | 1996-10-10 | Могилевский Машиностроительный Институт | Зубчатое колесо |
US20080006115A1 (en) * | 2006-07-05 | 2008-01-10 | Grand Haven Stamped Products, A Division Of Jsj Corporation | Shifter with actuator incorporating magnetic unlock mechanism |
US20080223158A1 (en) * | 2007-03-16 | 2008-09-18 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Ratchet Reset Mechanism |
US8307818B2 (en) * | 2005-09-27 | 2012-11-13 | Altaii Karim | Shape memory alloy motor |
-
2017
- 2017-03-10 RU RU2017108047A patent/RU2655124C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1200043A1 (ru) * | 1984-06-14 | 1985-12-23 | Ленинградский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.М.И.Калинина | Шариковый винтовой механизм |
RU2067705C1 (ru) * | 1990-12-17 | 1996-10-10 | Могилевский Машиностроительный Институт | Зубчатое колесо |
US8307818B2 (en) * | 2005-09-27 | 2012-11-13 | Altaii Karim | Shape memory alloy motor |
US20080006115A1 (en) * | 2006-07-05 | 2008-01-10 | Grand Haven Stamped Products, A Division Of Jsj Corporation | Shifter with actuator incorporating magnetic unlock mechanism |
US20080223158A1 (en) * | 2007-03-16 | 2008-09-18 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Ratchet Reset Mechanism |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Механизмы. Справочник. Изд. 4-е перераб. и доп., Под ред. С.Н. Кожевникова М., "Машиностроение", 1976, стр. 81-82, рис. 2.79. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2171183B1 (en) | Actuator comprising elements made of shape memory alloy with broadened range of working temperatures | |
CA2067252C (en) | Hydraulic shape memory material stress to hydraulic pressure transducer | |
CN107020494B (zh) | 圆柱面内壁工件的内撑式抓取与套模下压机械手 | |
BR0307287A (pt) | Haste de mola de compressão amortecida | |
CN107878738B (zh) | 装配有摆振衰减器装置的飞行器起落架 | |
RU2655124C1 (ru) | Кривошипно-ползунный механизм | |
JP2009262247A (ja) | ロボットハンドおよび指機構 | |
KR20170060783A (ko) | 착용 로봇 | |
US8850901B2 (en) | Active material actuation utilizing bi-stable mechanical overload protection | |
US20140225708A1 (en) | Overload protection for shape memory alloy actuators | |
EP3210731B1 (en) | Linear electro-mechanical actuator, preferably for water cutting | |
RU2655559C1 (ru) | Кривошипно-ползунный дезаксиальный механизм | |
JP6510872B2 (ja) | 緩衝ストッパ | |
CN103148160B (zh) | 汽车减振器液压缓冲保护装置 | |
EP1410876B1 (en) | Telescopic guard particularly for machine tools | |
RU2655567C1 (ru) | Шарнирно-рычажный механизм переменной структуры | |
SU854740A1 (ru) | Винтовой пресс двойного действи | |
KR101485004B1 (ko) | 관절 토크 센싱 장치 | |
SU1153467A1 (ru) | Схват | |
EP1688596B1 (de) | Elektroabscheider mit Memory-Metall-Aktor | |
CN213730095U (zh) | 一种用于焊接的工业机器人 | |
KR102060772B1 (ko) | 인체모사 관절 및 이를 가지는 인체모사 로봇 팔 | |
US1370596A (en) | Shock-absorber | |
SU1620249A1 (ru) | Способ холодной точечной сварки | |
RU2327916C2 (ru) | Двухконтактная кинематическая пара |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190311 |