RU118382U1

RU118382U1 - MOTOR CONVERSION DEVICE

Info

Publication number: RU118382U1
Application number: RU2012100339/11U
Authority: RU
Inventors: Алексей Николаевич Фефилов
Original assignee: Алексей Николаевич Фефилов
Priority date: 2012-01-10
Filing date: 2012-01-10
Publication date: 2012-07-20

Abstract

1. Устройство для преобразования движения, включающее размещенную на валу торцевую планшайбу с равноудаленными от ее оси рабочими элементами, установленными с возможностью взаимодействия с торцевыми пазами направляющего цилиндра, установленного с возможностью вращения и эксцентрично относительно оси планшайбы, отличающееся тем, что рабочие элементы выполнены в виде, по меньшей мере, трех роликов, оси которых размещены под равными углами по окружности, имеющей диаметр, равный двум эксцентриситетам осей планшайбы и цилиндра, размещенных в корпусе, причем цилиндр установлен в направляющем пазу корпуса и выполнен полым с внутренними радиально расположенными пазами, количество которых вдвое превышает количество роликов. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ролики установлены в планшайбе с возможностью вращения. ! 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что свободные концы роликов установлены в другой торцевой планшайбе, размещенной в корпусе на коаксиальном валу оппозитно торцевой планшайбе, при этом пазы цилиндра выполнены сквозными. ! 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что рабочие поверхности роликов выполнены из упругого материала. 1. A device for converting motion, including an end faceplate placed on the shaft with working elements equidistant from its axis, installed with the ability to interact with the end grooves of a guide cylinder installed with the possibility of rotation and eccentrically relative to the faceplate axis, characterized in that the working elements are made in the form of at least three rollers, the axes of which are located at equal angles around a circle having a diameter equal to two eccentricities of the axes of the faceplate and the cylinder, placed in the housing, and the cylinder is installed in the guide groove of the housing and is hollow with internal radially located grooves, the number of which twice the number of clips. ! 2. The device according to claim 1, characterized in that the rollers are installed in the faceplate for rotation. ! 3. The device according to claim 1, characterized in that the free ends of the rollers are installed in another end faceplate, located in the body on the coaxial shaft opposite to the end faceplate, wherein the cylinder slots are made through. ! 4. The device according to claim 1, characterized in that the working surfaces of the rollers are made of an elastic material.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к механизмам, преобразующим вращательное движение в возвратно-поступательное и наоборот, и может быть использовано в различных областях техники.The utility model relates to mechanical engineering, namely to mechanisms that convert rotational motion into reciprocating and vice versa, and can be used in various fields of technology.

Известен зубчато-рычажный планетарный механизм с периодически изменяемой скоростью выходного звена (см. И.И.Артоболевский. Механизмы в современной технике, М. Наука, 1980 г., т.4, стр.153, рис.2316).The known gear-link planetary mechanism with a periodically variable output link speed (see I.I. Artobolevsky. Mechanisms in modern technology, M. Nauka, 1980, v. 4, p. 153, Fig. 2316).

Известный механизм содержит водило, вращающееся вокруг неподвижной оси и входящее во вращательные пары с сателлитами, которые движутся по неподвижному зубчатому колесу. На осях сателлитов по другую сторону водила жестко закреплены рычаги, на концах которых вращаются ролики, центры которых описывают траектории в виде эпициклоиды при скольжении роликов в пазах рабочего органа, выполненного в виде диска.The known mechanism comprises a carrier that rotates around a fixed axis and is included in rotational pairs with satellites that move along a stationary gear wheel. On the axes of the satellites on the other side of the carrier, levers are rigidly fixed, at the ends of which rollers rotate, the centers of which describe the paths in the form of an epicycloid when the rollers slip in the grooves of the working body, made in the form of a disk.

Достаточно сложный механизм предназначен для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и имеет ограниченное применение, т.к. не обеспечивает обратного хода.A sufficiently complex mechanism is designed to convert rotational motion into reciprocating and has limited use, because does not provide a reverse stroke.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является, взятое за прототип, устройство для преобразования движения по патенту на полезную модель RU 59181 «Устройство для преобразования движения», дата подачи 20.06.2006 г., опубликовано 10.12.2006 г.The closest in technical essence and the achieved result is, taken as a prototype, a device for converting motion according to the patent for utility model RU 59181 "Device for converting motion", filing date 06/20/2006, published December 10, 2006.

Известное устройство содержит расположенную на валу торцевую планшайбу с равноудаленными от ее оси рабочими элементами в виде свободно вращающихся рабочих пластин, которые связаны с направляющим цилиндром, установленным с возможностью вращения и эксцентрично относительно оси планшайбы. Причем в направляющем цилиндре имеются торцевые диаметральные пазы, которые выполнены сквозными со стороны планшайбы и заглушенными с противоположного торца цилиндра. Пазы цилиндра предназначены для свободного перемещения в них рабочих пластин и придания им движения по эпициклоиде при вращении планшайбы. Эксцентриситет оси вращения рабочих пластин равен эксцентриситету оси вращения направляющего цилиндра относительно оси планшайбы.The known device comprises an end face plate located on the shaft with working elements equidistant from its axis in the form of freely rotating working plates, which are connected to a guide cylinder mounted for rotation and eccentric relative to the axis of the face plate. Moreover, in the guide cylinder there are end diametrical grooves, which are made through from the side of the faceplate and muffled from the opposite end of the cylinder. The grooves of the cylinder are designed to freely move the working plates in them and give them movement along the epicycloid when the faceplate rotates. The eccentricity of the axis of rotation of the working plates is equal to the eccentricity of the axis of rotation of the guide cylinder relative to the axis of the faceplate.

Недостатки прототипа обусловлены тем, что устройство имеет ограниченное применение и невысокую эффективность, т.к. может работать только на низких давлениях из-за ограниченного количества пластин, которые могут разместиться в диаметральных пазах направляющего цилиндра, и наличия увеличенного плеча пластин, которое влечет за собой кратное увеличение крутящего момента на валу планшайбы. В конструкции существует проблема смазки пластин в направляющих пазах, которая необходима для предотвращения их заклинивания в пазах цилиндра. Поэтому требуются дополнительные средства и уплотнения, усложняющие устройство и снижающие его надежность. Кроме того, достаточно сложно изготовить планшайбу с таким расположением пластин и «подогнать» их под диаметральные пазы направляющего цилиндра для исключения биения. Ввиду невысокой эффективности прототип имеет узкую область практического применения и может быть использован в качестве исполнительных органов загребающих колес, подкачивающих насосов низкого давления, привода гидромоторов небольшой мощности, однако неприемлем для машин объемного вытеснения высокого давления.The disadvantages of the prototype due to the fact that the device has limited use and low efficiency, because can only work at low pressures due to the limited number of plates that can fit in the diametric grooves of the guide cylinder, and the presence of an increased shoulder of the plates, which entails a multiple increase in torque on the shaft of the faceplate. The design has the problem of lubricating the plates in the guide grooves, which is necessary to prevent them from jamming in the grooves of the cylinder. Therefore, additional tools and seals are required that complicate the device and reduce its reliability. In addition, it is quite difficult to make a faceplate with this arrangement of plates and “fit” them under the diametrical grooves of the guide cylinder to prevent runout. Due to its low efficiency, the prototype has a narrow field of practical application and can be used as actuators for raking wheels, low-pressure booster pumps, and low-power hydraulic motor drives, but is unacceptable for high-pressure volume displacement machines.

Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является создание простого и надежного принципиально нового устройства, обеспечивающего повышение эффективности и расширение области практического применения.The technical result, the achievement of which is claimed by the claimed utility model, is to create a simple and reliable fundamentally new device that provides increased efficiency and expansion of the field of practical application.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для преобразования движения, включающем размещенную на валу торцевую планшайбу с равноудаленными от ее оси рабочими элементами, установленными с возможностью взаимодействия с торцевыми пазами направляющего цилиндра, установленного с возможностью вращения и эксцентрично относительно оси планшайбы, согласно полезной модели, рабочие элементы выполнены в виде, по меньшей мере, трех роликов, оси которых размещены под равными углами по окружности, имеющей диаметр равный двум эксцентриситетам осей планшайбы и цилиндра, которые установлены в корпусе, причем цилиндр установлен в направляющем пазу корпуса с возможностью вращения относительно его и выполнен полым, имеет внутренние радиально-расположенные пазы, количество которых вдвое превышает количество роликов.The specified technical result is achieved by the fact that in the device for converting movement, including an end face plate placed on the shaft with working elements equally spaced from its axis, mounted to interact with end faces of the guide cylinder mounted rotatably and eccentrically relative to the face axis, according to the utility model , the working elements are made in the form of at least three rollers, the axes of which are placed at equal angles around a circle having a diameter equal to two the eccentricities of the axes of the faceplate and cylinder that are installed in the housing, the cylinder mounted in the guide groove of the housing rotatably relative to it and made hollow, has internal radially located grooves, the number of which is twice the number of rollers.

Указанная совокупность признаков при простоте и надежности конструкции обеспечивает ей повышение эффективности и расширение области практического применения по сравнению с прототипом.The specified set of features with the simplicity and reliability of the design provides it with an increase in efficiency and expansion of the field of practical application in comparison with the prototype.

Кроме того, на достижение этого же технического результата направлены следующие признаки. Для плавности хода, снижения биения и пульсаций ролики в планшайбе могут быть установлены с возможностью вращения, а их рабочие поверхности, взаимодействующие с пазами цилиндра, выполнены из упругого материала, например полимера, каучука или резины. Для уменьшения крутящего момента устройство может иметь две несущие концы роликов торцевые планшайбы, которые установлены в корпусе оппозитно на коаксиальных валах по обоим торцам направляющего цилиндра, имеющего по всей длине сквозные торцевые пазы.In addition, the following features are aimed at achieving the same technical result. For a smooth ride, reduce runout and pulsations, the rollers in the faceplate can be mounted rotatably, and their working surfaces interacting with the grooves of the cylinder are made of an elastic material, such as polymer, rubber or rubber. To reduce torque, the device may have two end ends of the roller bearing end plates, which are mounted in the housing opposite on the coaxial shafts at both ends of the guide cylinder, which has end-to-end end slots along the entire length.

Вал планшайбы может быть ведущим и ведомым. Устройство позволяет преобразовывать вращательное движение вала планшайбы в возвратно-поступательное движение роликов по пазам направляющего цилиндра и его вращательное движение с двукратно меньшей скоростью, чем скорость вала планшайбы. И наоборот, возвратно-поступательное движение роликов по пазам направляющего цилиндра преобразуется во вращательные движения вала планшайбы и направляющего цилиндра с двукратной разницей их скоростей.The faceplate shaft can be master and follower. The device allows you to convert the rotational movement of the shaft of the faceplate into the reciprocating motion of the rollers along the grooves of the guide cylinder and its rotational movement with half the speed than the speed of the shaft of the faceplate. Conversely, the reciprocating motion of the rollers along the grooves of the guide cylinder is converted into rotational movements of the faceplate shaft and the guide cylinder with a twofold difference in their speeds.

Заявляемая полезная модель поясняется чертежами, гдеThe inventive utility model is illustrated by drawings, where

Фиг.1 - общий вид устройства в продольном разрезе;Figure 1 is a General view of the device in longitudinal section;

Фиг.2 - то же в поперечном разрезе;Figure 2 is the same in cross section;

Фиг.3 - траектория движения ролика.Figure 3 - the trajectory of the roller.

Устройство для преобразования движения имеет корпус 1, в котором эксцентрично (∆) с возможностью вращения установлены полый направляющий цилиндр 2 и торцевые планшайбы 3 и 4, расположенные оппозитно друг другу на коаксиальных валах 5 и 6. В планшайбах 3 и 4 с возможностью вращения установлены четыре ролика 7, оси которых расположены под равными углами (90°) по окружности, имеющей диаметр, равный двум эксцентриситетам осей планшайб 3, 4 и цилиндра 2. В направляющем цилиндре 2 выполнены восемь сквозных внутренних радиально-размещенных пазов 8 для свободного перемещения в них роликов 7, имеющих обрезиненную рабочую поверхность.The device for converting movement has a housing 1, in which an eccentric (∆) rotatably mounted hollow guide cylinder 2 and end faces 3 and 4, located opposite each other on coaxial shafts 5 and 6. In face plates 3 and 4 are rotatably mounted four roller 7, the axes of which are located at equal angles (90 °) around a circle having a diameter equal to two eccentricities of the axes of the faceplates 3, 4 and cylinder 2. In the guide cylinder 2 there are eight through internal radially-placed grooves 8 for their vigorous movement in them of the rollers 7 having a rubberized working surface.

Работа устройства подтверждается примером выполнения устройства с двумя торцевыми планшайбами и четырьмя роликами и осуществляется следующим образом.The operation of the device is confirmed by the example of the device with two end face plates and four rollers and is carried out as follows.

От внешнего привода (на чертеже не показан) вращение передается на вал 5 с планшайбой 3 и на планшайбу 4 через ролики 7, которые, вращаясь на своих осях, методом внутреннего зацепления вращают направляющий цилиндр 2 и совершают возвратно-поступательное движение в его пазах 8. За два оборота вала 5 цилиндр совершает один оборот, а в постоянном контакте с пазами 8 находятся три ролика 7, поступательное перемещение каждого из которых по пазу цилиндра происходит от точки вхождения ролика в паз, через верхнюю мертвую точку до точки выхода ролика из паза.From an external drive (not shown in the drawing), the rotation is transmitted to the shaft 5 with the faceplate 3 and to the faceplate 4 through rollers 7, which, rotating on their axes, rotate the guide cylinder 2 by internal gearing and make a reciprocating movement in its grooves 8. For two turns of the shaft 5, the cylinder makes one revolution, and in constant contact with the grooves 8 are three rollers 7, the translational movement of each of which along the groove of the cylinder occurs from the point of entry of the roller into the groove, through the top dead center to the point where the roller exits from a.

Обратное преобразование возвратно-поступательного движения во вращательное осуществляется при воздействии внешнего привода (на чертеже не показан) на ролики 7, которые, перемещаясь по пазам 8 направляющего цилиндра 2, приводят во вращение планшайбы 3 и 4 с валом 5 и цилиндр 2 при соотношении их скоростей 2:1.The inverse transformation of the reciprocating motion into rotational motion is carried out by the action of an external drive (not shown in the drawing) on the rollers 7, which, moving along the grooves 8 of the guide cylinder 2, rotate the face plates 3 and 4 with the shaft 5 and cylinder 2 at a ratio of their speeds 2: 1.

Траектория движения ролика (фиг.3) выглядит следующим образом.The trajectory of the roller (figure 3) is as follows.

Точка Р (ролик), вращаясь со скоростью W2 по окружности O2, вписанной в радиус окружности O1, совершает поступательное движение на прямой А10-А11, вращающейся вокруг точки O1, и равномерно сближается и удаляется по ней от точек образующей окружности O1 при вращении. При перемещении по дуге O2 точка Р от точки O1 сближается с окружностью O1 из положения А10-А11 через положение А20-А21 до ВМТ (верхняя мертвая точка). Далее при перемещении от ВМТ точка Р удаляется от точек образующей окружности O1 последовательно через положения В20-В21, В10-В11 до точки O2. Угловая скорость W1 вращения проекций точек прямой А10, А20, В20, В10 на окружности O2 в два раза выше угловой скорости W2 проекций точек А11, А21, В21 иВП.Point P (roller), rotating at a speed W2 around a circle O2 inscribed in the radius of a circle O1, performs translational motion on a straight line A10-A11, rotating around point O1, and evenly approaches and moves along it from the points of the circle O1 during rotation. When moving along an arc O2, point P from point O1 approaches the circle O1 from position A10-A11 through position A20-A21 to TDC (top dead center). Further, when moving from TDC, point P is removed from the points of the generatrix of the circle O1 sequentially through the positions B20-B21, B10-B11 to the point O2. The angular velocity W1 of rotation of the projections of the points of the straight line A10, A20, B20, B10 on the circle O2 is two times higher than the angular velocity W2 of the projections of the points A11, A21, B21 and VP.

При использовании устройства преобразования движения, например в машинах объемного вытеснения, зоной сжатия (нагнетания) рабочей среды является зона внутри паза от точки вхождения ролика в паз до верхней мертвой точки ролика в пазе, зоной разряжения (всасывания) - зона внутри паза от верхней мертвой точки ролика в пазе до точки выхода ролика из паза, а зоной холостого хода - зона от точки выхода ролика из паза до точки вхождения ролика в паз. При этом в качестве ротора выступает направляющий цилиндр, а в корпусе устройства выполняются входные и выходные отверстия, сообщающиеся с каналами пазов. В насосах и компрессорах вал планшайбы выполняет функцию ведущего звена, а в гидро/пневмо моторах - ведомого. Применение заявляемого устройства позволит существенно увеличить КПД машин и их рабочий объем при значительном уменьшении габаритов.When using a motion conversion device, for example, in volume displacement machines, the compression (injection) zone of the working medium is the zone inside the groove from the point where the roller enters the groove to the top dead center of the roller in the groove, the vacuum (suction) zone is the zone inside the groove from the top dead center roller in the groove to the point of exit of the roller from the groove, and the idle zone is the zone from the point of exit of the roller from the groove to the point where the roller enters the groove. In this case, the guide cylinder acts as the rotor, and inlet and outlet openings communicating with the groove channels are made in the device casing. In pumps and compressors, the faceplate shaft performs the function of a leading link, and in hydro / pneumatic motors - a driven one. The use of the claimed device will significantly increase the efficiency of machines and their working volume with a significant reduction in size.

Принципиально новая, простая и надежная конструкция устройства преобразования движения, существенно повышающая его эффективность, найдет широкое применение в машиностроении различных отраслей народного хозяйства, позволит сократить материальные и финансовые затраты на изготовление и эксплуатацию.A fundamentally new, simple and reliable design of a motion conversion device, which significantly increases its efficiency, will find wide application in mechanical engineering of various sectors of the national economy, and will reduce material and financial costs for manufacturing and operation.

Claims

1. A device for converting movement, comprising an end face plate placed on the shaft with work elements equidistant from its axis, mounted to interact with end slots of the guide cylinder, mounted for rotation and eccentric relative to the axis of the face plate, characterized in that the working elements are made in the form at least three rollers, the axes of which are placed at equal angles around a circle having a diameter equal to two eccentricities of the axes of the faceplate and cylinder, are placed in the housing, wherein the cylinder is mounted in the guide groove of the housing and is hollow with internal radially extending grooves, whose number is twice the number of rollers.

2. The device according to claim 1, characterized in that the rollers are mounted in the faceplate with the possibility of rotation.

3. The device according to claim 1, characterized in that the free ends of the rollers are installed in another end faceplate located in the housing on the coaxial shaft opposite the end faceplate, while the grooves of the cylinder are made through.

4. The device according to claim 1, characterized in that the working surfaces of the rollers are made of elastic material.