Patent RU-65155-U1 (RU)
Title: Привод с регулируемой длиной хода ползуна при работающем и остановленном механизме
IPC: F16H21/14
Filed: 2006-10-31
Granted: 2007-07-27
Abstract: Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в различных отраслях промышленности, в том числе в нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, насосостроении, дозирующей технике для жидких и сыпучих продуктов и др. в качестве приводов возвратно-поступательного движения с регулированием длины хода ползуна при работающем и остановленном механизме. Известен кривошипно-ползунный механизм, у которого изменение длины хода ползуна осуществляется при помощи кривошипного вала с косым шипом и посаженной на шип втулкой, соединенной с кривошипной головкой шатуна (Промышленный каталог, дозировочные насосы, системы измерения и регулирования фирмы HAUKE, Австрия, 1989). Основным недостатком этого механизма является низкая надежность в работе. Ближайшим аналогом-прототипом предлагаемой полезной модели является изобретение по патенту РФ №2098700, 6 F 16 H 21/00, представляющий собой кривошипно-ползунный механизм. Он содержит в корпусе кривошипный вал, состоящий из цилиндрической части, соосной с опорами и шипа, проходящего через отверстие втулки и ступицу ведомого вала. Кривошипный вал закреплен в подвижной опоре с возможностью вращения вокруг оси и перемещения в направлении оси, при этом втулка и шип кривошипного вала представляют винтовую пару. Указанный механизм имеет существенные недостатки. Во-первых, не определен оптимальный угол подъема винтовой нарезки шипа кривошипного вала и винтовой нарезки в отверстии втулки, что не позволяет сделать устройство надежным в работе. В описании патента №2098700 указано, что угловое вращение кривошипного вала относительно колеса обеспечивается из-за наличия эксцентриситета в системе колесо-кривошипный вал. Но как показала практика, указанная теоретическая предпосылка не всегда выполняется. При работе механизма наблюдается некоторое проворачивание кривошипного вала относительно отверстия колеса, что увеличивает люфт в кривошипно-шатунном механизме, появляется стук в кривошипном сочленении, понижается точность работы механизма. В патенте №2098700 для передачи усилия на ползун предусмотрено винтовое соединение с втулкой только одного шипа кривошипного вала, что ограничивает передаваемое усилие на ползун. Указанные выше недостатки привода по патенту №2098700 снижают надежность его работы. Цель предлагаемой полезной модели - повышение надежности работы привода. Указанная цель достигается тем, что привод с регулируемой длиной хода ползуна при работающем и остановленном механизме, содержит электродвигатель, корпус с передней и задней крышками, соосные подвижную в осевом направлении и неподвижную опоры, червяк, установленный с одной стороны, на коническом роликовом подшипнике, а с другой - на двух шариковых или одном коническом роликовом подшипниках и связанный зацеплением с червячным колесом, установленным в задней крышке или корпусе привода на коническом роликовом или шариковом радиально-упорном подшипниках, в ступице червячного колеса выполнено эксцентрично расположенное отверстие, в котором помещен эксцентриковый вал, на эксцентричном участке которого выполнены винтовые шлицы, опирающиеся на стенку отверстия в червячном колесе, а гладкой шейкой - на размещенную в передней крышке подвижную опору, выполненную в виде втулки и ограничивающую осевое перемещение вала, при этом на винтовых шлицах помещен эксцентрик, внутреннее шлицевое отверстие которого выполнено эксцентрично относительно наружного посадочного диаметра цилиндра под шатун, в передней крышке размещено отсчетное устройство привода, обеспечивающее осевое перемещение  
     подвижной опоры с эксцентриковым валом для установки требуемой длины хода ползуна, а в ступице червячного колеса выполнен шпоночный паз под шпонку, соединяющую ступицу с эксцентриковым валом, оптимальное количество шлицов 3...6, для эксцентриковых валов с наружным диаметром шлицевого участка d=20 мм...36 мм угол подъема винтовой линии шлицов составляет β=33°...35°, а для эксцентриковых валов с наружным диаметром 36 мм...52 мм - β=35°...38°15'. В результате длительных испытаний различных вариантов приводов в комплекте с плунжерными насосами на проливочном стенде ЗАО «Дозировочные насосы и системы» г.Тула и теоретических расчетов было найдено конструктивное решение привода, в котором нет недостатков механизма по патенту №2098700. Во-первых, определено оптимально количество винтовых шлицов на эксцентриковом вале (3...6 штук), что позволяет значительно увеличить передаваемую мощность винтового соединения на ползун и при этом уменьшить удельное давление на шлицы эксцентрикового вала, а, следовательно, исключить заклинивание винтового соединения. Во-вторых, выполнение шпоночного паза внутри отверстия червячного колеса и связь его шпонкой с эксцентриковым валом полностью исключает некоторое проворачивание эксцентрикового вала внутри червячного колеса, что обеспечивает нормальную работу привода. В-третьих, экспериментально определен оптимальный угол подъема винтового сочленения эксцентрикового вала и эксцентрика. Указанные отличия предлагаемой полезной модели от ближайшего аналога-изобретения по патенту №2098700 - позволяют повысить надежность работы предлагаемого привода.