Передаточный трансмиссионный механизм

Полезная модель относится к приводам группового действия для передачи движения от одного двигателя к множеству рабочих механизмов и может быть использовано, например, для привода большой группы фиксаторов одновременного действия или действия по периодической функции, а также для компактного группового привода различной мощности. Сущность полезной модели состоит в том, что в передаточном трансмиссионном механизме, содержащем основной приводной вал, промежуточные передачи и распределительные валы к рабочим органам, распределительные валы выполнены в виде трубообразных элементов, внутри которых размещен основной приводной вал, а промежуточные передачи выполнены в виде подвижных приводных муфт. Техническим результатом полезной модели является уменьшение габаритов трансмиссионного механизма и повышения податливости его звеньев. Технико-экономические преимущества предложенного механизма - в его высокой приспособляемости к изменяющимся жесткостным условиям групповой работы потребителей энергии, особенно периодического действия. 1 с.п. и 6 з.п. формулы, 5 илл.

Полезная модель относится к приводам группового действия для передачи движения от одного двигателя к множеству рабочих механизмов и может быть использовано, например, для привода большой группы фиксаторов одновременного действия или действия по периодической функции, а также для компактного группового привода различной мощности.

Известен частный вид трансмиссии - групповой привод, в котором движение от одного двигателя передается группе рабочих машин или механизмов через одну или несколько трансмиссий (Большая Советская Энциклопедия, 3-е изд., М. Советская энциклопедия, 1974 г., том 19, стр.563, столбик 1676).

Вследствие технического несовершенства групповой привод почти полностью вытеснен индивидуальным приводом.

Известно упругое кинематическое устройство, которое обычно представляет собой комбинацию упругих и жестких звеньев, например, в виде торсиона, имеющего несколько упругих скручиваемых тонких стержней, на которых закреплено направляемое подвижное звено. Торсионные консольные подвесы, таким образом, требуют для нормальной работы наличия действующей извне неконсервативной продольной растягивающей силы или достаточно строгого соблюдения определенного пространственного положения стойки при отсутствии дополнительных радиальных направляющих у звена (Я.М.Цейтлин. Упругие кинематические устройства. Л. Машиностроение. 1972 г., стр.7, 10, 11, 14, табл.1).

Такой торсион используется в гироскопах и не предназначен для передачи значительных вращающих моментов.

Известен наиболее близкий передаточный трансмиссионный механизм в виде группового привода на короткие (примерно до 10÷15 м.) расстояния с целью распределения механической энергии по разным места потребления. Такая трансмиссия (в том числе с основным валом, с промежуточными передачами, с промежуточными и распределительными валами) может применяться для группы легких станков, и, главное, может быть выгодна с энергетической точки зрения, когда эти машины (или их рабочие органы) работают по периодически повторяемым циклам (Большая Советская Энциклопедия, М. Советская энциклопедия, 1978 г., том 43, стр.128).

Известный механизм имеет два основных недостатка - некомпактность, громоздкость промежуточных трансмиссионных передач и малое расстояние действия механизма (при ступенчатом распределении потока энергии).

Техническим результатом полезной модели является уменьшение габаритов трансмиссионного механизма и повышение податливости его звеньев.

Указанный технический результат достигается тем, что распределительные валы выполнены в виде трубообразных элементов, внутри которых размещен основной приводной вал, а промежуточные передачи выполнены в виде подвижных приводных муфт.

Указанный технической результат достигается также тем, что подвижные приводные муфты выполнены в виде упругих муфт, все подвижные приводные муфты имеют одинаковые характеристики составляющих их элементов, а основной приводной и распределительные валы имеют одинаковые углы поворота, основной приводной и распределительные валы имеют различно ограниченные углы поворота, а упругие муфты выполнены с различными значениями нелинейных характеристик составляющих их упругих элементов, которые соответствуют

требуемому углу поворота соответствующего распределительного вала, соседние концы трубообразных элементов распределительных валов соединены между собой эластичными стержнями, средняя часть которых присоединена к основному приводному валу, приводной вал выполнен составным, состоящим из нескольких последовательно соединенных валов, а также тем, что рабочие органы распределительных валов выполнены с регулируемыми упорами ограничителей поворота.

На фиг.1 изображен вид сбоку на передаточный трансмиссионный механизм по вариантам №1, №2, №3, на фиг.2 - вид А на фиг.1 по варианту №1, на фиг.3 - вид А на фиг.1 по варианту №2, на фиг.4 - выноска I из фиг.1 по варианту №2, на фиг.5 - вид А на фиг.1 по варианту №3.

Передаточный трансмиссионный механизм по варианту №1 (фиг.1, 2) содержит соосно расположенные распределительные валы 1 с рабочими органами 2, выполненные в виде трубообразных элементов с подшипниками 3 (на чертежах все обозначенные позициями узлы и детали описываемого механизма показаны частично). Внутри трубообразных распределительных валов 1 размещен основной приводной вал 4 (по принципу «труба в трубе»). Таким образом, промежуточные передачи 5 для кинематической связи приводного и распределительных валов имеют минимально возможные габариты и поэтому могут быть выполнены, например, в виде подвижных приводных муфт 6 любой конструкции.

При использовании подвижных приводных муфт 6 в качестве промежуточных передач 5 приводной вал 4 может иметь значительную длину (как с собственными подшипниковыми опорами 7, 8, 9, 10, так и без них), а также может быть составным из нескольких валопроводов 11, 12 с соединительными муфтами 13. Даже при отсутствии собственных подшипниковых опор (7, 8 или всех опор 7, 8, 9, 10) приводной вал 4 остается многоопорным, так как все возникающие усилия и реакции передаются через подвижные муфты 6 подшипникам 3 распределительных валов 1. При этом фактическая многоопорность приводного вала 4 допускает (в зависимости от

конструкции подвижных приводных муфт 6) не только значительную несоосность распределительных валов 1 и несоосность валопроводов 11, 12 приводного вала 4, но и значительную гибкость цельного приводного вала 4 (сплошного или трубообразного) по всей его длине.

Механизм по варианту №1 работает следующим образом.

Приводной вал 4 при постоянном или периодическом вращении посредством подвижных приводных муфт 6 воздействует на распределительные валы 1 и рабочие органы 2. В общем случае, при высокой жесткости муфт 6, основной приводной 4 и распределительные 1 валы имеют одинаковые углы поворота, то есть распределительные валы 1 связаны с приводным валом 4 условно-жесткими кинематическими связями и фактически являются частью приводного вала 4, обеспечивающей его многоопорность.

Таким образом, в механизме по варианту №1 (фиг.1, 2) угол поворота рабочего органа 2, исчисляемый от первоначального статического положения 14, точно соответствует углу поворота приводного вала 4.

Технико-экономические преимущества общего типа механизма по варианту №1 в том, что за счет незначительного усложнения конструкции механизм имеет высокую приспособляемость к изменяющимся жесткостным условиям групповой работы потребителей энергии (рабочих органов), то есть является механизмом с высокой податливостью всех звеньев.

Передаточный трансмиссионный механизм по варианту №2 содержит те же узлы и детали (позиции с 1 по 13), что и по варианту №1, но с отличием в том, что подвижные приводные муфты 6 выполнены в виде упругих муфт, например, в виде торсиона 15, имеющего несколько упругих скручиваемых стержней 16 (фиг.1, 3, 4). Так как при работе торсиона с упругими стержнями возникают продольные сжимающие усилия, в варианте №2 обеспечено противодействующее упорное усилие, например, за счет соответствующей конструкции подшипников 3 скольжения или качения (конструкция подшипников на чертежах не показана). При этом торсионы 15

могут иметь как одинаковую конструкцию (с одинаковыми нелинейными характеристиками для обеспечения равенства углов поворота каждого распределительного вала 1), так и различную конструкцию (с различными нелинейными характеристиками для обеспечения различных требуемых углов поворота каждого распределительного вала 1, например, в пределах от угла до угла ).

Различные нелинейные характеристики торсионов 15 могут быть обеспечены, например, за счет различной толщины или материала упругих стержней 16, а также за счет их длины или различного изгиба упругих стержней 16 в статическом положении механизма, например, за счет использования утолщений 17 приводного вала 4 с резьбовыми отверстиями 18, прокладок 19 различной толщины и крепежных болтов 20 различной длины (фиг.1, 3, 4)

Так как механизм по варианту №2 имеет повышенную податливость всех звеньев, то возможные отклонения нелинейных характеристик торсионов 15 от проектных значений могут быть легко скомпенсированы, например, за счет установки неподвижных или регулируемых ограничителей 21, 22 углов поворота рабочих органов 2.

Механизм по варианту №2 работает следующим образом.

Приводной вал 4 при периодическом (или постоянном вращении для обеспечения других функций взамен описанных ниже, например, для отставания или опережения одних рабочих органов 2 от других) вращении посредством торсионов 15 воздействует на распределительные валы 1 и рабочие органы 2 (через утолщения 17, резьбовые отверстия 18, прокладки 19, резьбовые крепления 20, упругие стержни 16 и резьбовые крепления 23, 24). При этом при различных нелинейных характеристиках торсионов 15 обеспечиваются различные требуемые углы поворота каждого распределительного вала 1 в пределах от угла до угла (фиг.1, 3, 4).

Технико-экономические преимущества механизма по варианту №2 в том, что за счет использования упругих муфт в качестве промежуточных

передач повышается податливость всех звеньев механизма и расширяются его функциональные возможности.

По варианту №3 предлагается дальнейшее развитие вышеописанного передаточного трансмиссионного механизма, а именно, совместное использование нескольких механизмов по варианту №1 или по варианту №2 (например, двух механизмов по варианту №2 от одного привода для передачи движения двум группам симметрично расположенных и периодически действующих фиксаторов высотного расположения массивных технологических грузов, в том числе длинных пачек листового и сортового проката)

Передаточный трансмиссионный механизм по варианту №3 (фиг.1, 5) может быть использован, например, в технологических процессах металлопрокатного производства (в том числе для укладчиков и перекладчиков пачек металлопроката неограниченной длины, для раздельного формирования и транспортирования пачек различной сортности в агрегатах поперечной резки полосы и т.п.). Он состоит из двух механизмов 25, 26 (по любому из вариантов №1, 2), расположенных параллельно друг другу, с приводными валами 27, 28, распределительными валами 29, 30 и рабочими органами в виде рычажных фиксаторов 31, 32, жестко посаженных на распределительные валы 29, 30. Фиксаторы 31, 32 состоят из верхних опорных частей 33, 34 и противовесов 35, 36. Одна из смежных пар противовесов кинематически соединена между собой, например, посредством гидроцилиндра или пневмоцилиндра 37. Таким образом, оба механизма 25, 26 взаимосвязаны одним приводом 37 и образуют единый передаточный трансмиссионный механизм по варианту №3.

Исходное (статическое) положение механизмов 25, 26 и фиксаторов 31, 32 схематически показано на фиг.5 осевыми линиями 38, 39, при этом шток пневмоцилиндра 37 втянут (на чертеже не показано).

В исходном положении механизма (осевые линии 38, 39) верхние опорные части 33,34 разведены на расстояние «а», превышающее, например,

ширину «б» пачки 40, поэтому технологические операции (например, по формированию пачки 40, ее разделению, транспортировке) могут происходить при помощи механизмов 41 (например, подъемного стола, многоцепного поперечного транспортера и т.д.). Для регулирования положения рабочих органов (верхних опорных частей 33, 34), учитывая высокую податливость всех звеньев механизмов 25, 26, могут быть использованы как неподвижные, так и регулируемые упоры 42, 43, 44, 45. При значительной длине описываемого механизма (например, несколько десятков метров) приводные валы 27, 28 могут быть выполнены составными, состоящими из нескольких последовательно соединенных валов.

Механизм по варианту №3 работает следующим образом.

Для освобождения механизмов 41 (например, от сформированной пачки 40) с целью проведения на механизмах 41 других технологических операций, пачку 40 удаляют или передают на рычажные фиксаторы 31, 32, например, следующим образом. Подъемным механизмом 46 поднимают пачку 40 выше высотного уровня 47 фиксаторов 31, 32. Затем включают пневмоцилиндр 37 на выдвижение штока (например, на полный ход или до упоров 42, 43, 44, 45, при этом обе группы фиксаторов 31, 32 через приводные валы 27, 28 и распределительные валы 29, 30 из положений 38, 39 переходят в динамическое положение, (показанное на фиг.5). После этого пачку 40 опускают механизмом 46 на верхние опорные части 33, 34 фиксаторов 31, 32, которые за счет высокой податливости всех звеньев механизмов 25, 26 занимают строго определенное положение (независимо от количества фиксаторов 31, 32 и от существующих фактических отклонений во взаимном расположении всех технологических механизмов.)

Технико-экономические преимущества механизма по варианту №3 в том, что за счет использования нескольких (двух и более) механизмов по вариантам №1, №2 могут быть скомпонованы экономичные схемы многогрупповых приводов на технологических линиях, занимающих большие площади.

1. Передаточный трансмиссионный механизм, содержащий основной приводной вал, промежуточные передачи и распределительные валы к рабочим органам, отличающийся тем, что распределительные валы выполнены в виде трубообразных элементов, внутри которых размещен основной приводной вал, а промежуточные передачи выполнены в виде подвижных приводных муфт.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что подвижные приводные муфты выполнены в виде упругих муфт.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что все подвижные приводные муфты имеют одинаковые характеристики составляющих их элементов, а основной приводной и распределительные валы имеют одинаковые углы поворота.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что основной приводной и распределительные валы имеют различно ограниченные углы поворота, а упругие муфты выполнены с различными значениями нелинейных характеристик составляющих их упругих элементов, которые соответствуют требуемому углу поворота соответствующего распределительного вала.

5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что соседние концы трубообразных элементов распределительных валов соединены между собой эластичными стержнями, средняя часть которых присоединена к основному приводному валу.

6. Устройство по п.2, отличающееся тем, что приводной вал выполнен составным, состоящим из нескольких последовательно соединенных валов.

7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что рабочие органы распределительных валов выполнены с регулируемыми упорами ограничителей поворота.