МЕХАНИЗМ ОПОРЫ ДЛЯ ИЗГОТАВЛИВАЮЩИХ СТЕРЖНИ МАШИН
SUPPORT MECHANISM FOR RODS MANUFACTURING MACHINES

Объектом предлагаемого изобретения является механизм опоры для изготавливающих стержни машин в табачной промышленности.
В табачной промышленности используются изготавливающие стержни машины, то есть машины по изготовлению стержней и машины по изготовлению фильтров (а также комбинированные машины по изготовлению фильтров). Непрерывные табачные или фильтрующие стержни нарезают отрезным устройством на отдельные отрезки (стержни). Отрезание выполняется посредством вращаемой режущей головки с ножами, расположенными на ее периферии, причем ось вращения режущей головки находится под углом по отношению к горизонтальной плоскости. Наклоном режущей головки создается горизонтальная компонента скорости ножа, параллельная движению стержня, причем эта горизонтальная компонента скорости ножа должна быть равна скорости нарезаемого стержня при отрезании для обеспечения надлежащего нарезания непрерывного движущегося стержня. Для нарезания непрерывного стержня необходимо, чтобы стержень поддерживался при отрезании, что обычно выполняется посредством опоры, имеющей круглое отверстие или отверстия для направления стержня и щель, сквозь которую постоянно перемещаются ножи режущей головки. В общем случае опору конструируют в виде набора режущих трубок с определенным расстоянием между ними. Из уровня техники известен ряд механизмов с использованием вращательного движения для привода опоры в действие, в то время как сама опора совершает линейное возвратно-поступательное перемещение. В британском патенте GB 2108820 предложена опора, приводимая в действие механизмом опоры, содержащим два зубчатых устройства, состоящих из зубчатого колеса внутреннего зацепления, внутри которого планетарно вращается зубчатое колесо внешнего зацепления, диаметр которого составляет половину диаметра зубчатого колеса внутреннего зацепления. Опора расположена на соединительном элементе, концы которого поворотным образом с зубчатыми колесами внешнего зацепления в точках на делительном диаметре данных колес, вследствие чего опора совершает горизонтальное возвратно-поступательное движение.
В американском патенте US 6,478,031 раскрыт схожий механизм, в котором соединительный элемент, представляющий собой поддерживающую стержень часть между ведущими зубчатыми колесами, изготовлен из двух элементов, соединенных друг с другом ось вращения. Указанные два элемента соединены друг с другом пружиной, устраняющей мертвый ход. В другом американском патенте US 4,444,210 раскрыт механизм опоры, в котором используется эластичная смягчающая вставка для гашения напряжений в соединительном элементе.
Из немецкой патентной заявки DE 2505516 А1 известен механизм опоры для изготавливающих стержни машин для табачной промышленности. Известный из DE 2505516 A1 механизм содержит два кольцевых зубчатых колеса и два планетарных зубчатых колеса.
Во всех вышеуказанных документах раскрыты механизмы, имеющие два устройства зубчатой передачи с опорой, находящейся на соединительных элементах между устройствами зубчатой передачи. Весьма важной проблемой вышеуказанных изобретений является расстояние между центром массы опоры и линией движения поворотных соединительных узлов устройств зубчатой передачи. Вследствие этого расстояния создаются силы инерции, которые нелегко сбалансировать, причем чем больше расстояние, тем больше воздаваемые силы инерции и вибрации. Результатом является весьма шумная работа рассматриваемых механизмов.
Предлагаемое изобретение направлено на разработку механизма опоры, имеющего одно устройство зубчатой передачи, который может использоваться при очень высокой скорости непрерывного стержня до приблизительно 600 м/мин с улучшенным выполнением горизонтального движения, в котором опора установлена на не вращающемся элементе устройства зубчатой передачи.
Объектом изобретения является механизм опоры для изготавливающих стержни машин табачной промышленности, содержащий первое неподвижное кольцевое зубчатое колесо, первое планетарное зубчатое колесо, состоящее в зацеплении с первым планетарным кольцевым зубчатым колесом, второе подвижное кольцевое зубчатое колесо, второе планетарное зубчатое колесо, состоящее в зацеплении со вторым подвижным кольцевым зубчатым колесом, и опора, механически соединенная со вторым подвижным кольцевым зубчатым колесом. Опора отличается тем, что ось второго планетарного зубчатого колеса коаксиальна оси первого планетарного зубчатого колеса.
Механизм опоры отличается тем, что передаточное число первого неподвижного кольцевого зубчатого колеса и первого планетарного зубчатого колеса составляет k=2.
Механизм опоры отличается тем, что передаточное число второго подвижного кольцевого зубчатого колеса 6 и второго планетарного зубчатого колеса 7 составляет k=2.
Механизм опоры отличается тем, что делительный диаметр первого планетарного зубчатого колеса и делительный диаметр второго планетарного зубчатого колеса равны.
Преимущество применения механизма опоры согласно изобретению состоит в достижении очень низкого уровня шума. Кроме этого, весь блок можно легко заменить в случае необходимости производства стержней новой длины. Предлагаемый механизм опоры содержит меньше компонентов, чем другие, известные механизмы опоры.
Объект изобретения рассмотрен далее подробно в одном из вариантов осуществления, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 схематично изображает кинематическую схему устройства зубчатой передачи предлагаемого механизма опоры в одном положении;
фиг. 2 изображает кинематическую схему устройства зубчатой передачи с фиг. 1 в другом положении;
фиг. 3 изображает механизм опоры на виде спереди;
фиг. 4 изображает поперечное сечение механизма опоры с фиг. 3.
На фиг. 1 схематично изображена кинематическая схема устройства зубчатой передачи 1, примененной в предлагаемом механизме. В изображенном устройстве зубчатой передачи 1 есть два набора 2 и 3 зубчатых колес. Первый набор 2 зубчатых колес содержит первое неподвижное кольцевое зубчатое колесо 4 и первое планетарное зубчатое колесо 5. Первое неподвижное кольцевое зубчатое колесо 4 имеет внутренние зубья, зубья первого планетарного зубчатого колеса 5 находятся в зацеплении с зубьями первого неподвижного кольцевого зубчатого колеса 4 в точке R2, причем передаточное число к первого неподвижного кольцевого зубчатого колеса 4 и планетарного зубчатого колеса 5 составляет 2:1, то есть k=2. Первое планетарное зубчатое колесо 5 имеет планетарное вращение вокруг центра С2 неподвижного кольцевого зубчатого колеса 4, причем в ходе планетарного вращения планетарное зубчатое колесо 5 вращается вокруг его центра М5. Второй набор 3 зубчатых колес (изображен пунктирными линиями) содержит второе подвижное кольцевое зубчатое колесо 6 и второе планетарное зубчатое колесо 7. Второе подвижное кольцевое зубчатое колесо 6 имеет внутренние зубья, зубья второго планетарного зубчатого колеса 7 находятся в зацеплении с зубьями второго подвижного кольцевого зубчатого колеса 6 в точке R3, причем передаточное число к второго подвижного кольцевого зубчатого колеса и второго планетарного зубчатого колеса составляет 2:1, то есть k=2. Второе планетарное зубчатое колесо 7 имеет планетарное вращение вокруг центра С3 второго подвижного кольцевого зубчатого колеса 6, а его центр М7 совпадает с центром М5 первого планетарного зубчатого колеса 5. На схеме, изображенной на фиг. 1, центры С2 и С3 совпадают друг с другом, также совпадают и точки R2 и R3. На фиг. 2 изображены элементы предлагаемого механизма 1 после того, как планетарные зубчатые передачи 5 и 7 совершили некоторое угловое перемещение вокруг центра С2 вследствие принужденного перемещения первого орбитального зубчатого колеса 5. Точка R2 зацепления переместилась влево, а точка R3 зацепления переместилась вправо в плоскости чертежа. Центр С3 второго подвижного кольцевого зубчатого колеса 6 переместился влево в плоскости чертежа. В соответствии с предлагаемым изобретением опора прикреплена к второму подвижному кольцевому зубчатому колесу 6 и совершает возвратно-поступательное движение вдоль горизонтальной линии, причем ход возвратно-поступательного перемещения равен делительному диаметру кольцевого зубчатого колеса 4. Таким образом, вращательное движение планетарных зубчатых колес 5 и 7 преобразуется в возвратно-поступательное линейное движение точки С3.
На фиг. 3 предлагаемый механизм опоры изображен на виде спереди. Опора 11 содержит две трубки 12, сквозь которые перемещается непрерывный фильтрующий или табачный стержень CR. Ножи режущей головки (не показано) проходят сквозь щель 13 между трубками 12 и режут стержень CR на отдельные отрезки. Опора 11 следует движению центра С3, то есть совершает возвратно-поступательное движение влево и вправо в плоскости чертежа.
На фиг. 4 изображено поперечное сечение А-А через механизм опоры с фиг. 3. Механизм имеет корпус 15, в котором поворотным образом посредством подшипников 17 и 18 собран главный вал 16, имеющий ось Х вращения, относящуюся к центру С2 с фигур 1 и 2 чертежей. Главный вал 16 приводится в движение известным редукторным двигателем, который на чертеже не показан. В главном валу посредством подшипников 21 и 22 поворотным образом собран полый вал 19, причем на валу 19 зафиксировано первое планетарное зубчатое колесо 5, состоящее в зацеплении с первым неподвижным кольцевым зубчатым колесом 4. Ось Y первого планетарного зубчатого колеса 5 относится к центру М5 с фигур 1 и 2. На валу 23, установленном в валу 16, зафиксировано второе планетарное зубчатое колесо 7, состоящее в зацеплении с подвижным кольцевым зубчатым колесом 6, зафиксированным в оправке 24 зубчатого колеса, поворотно установленной на полом валу 19 посредством подшипника 25. Ось Z зубчатого колеса 7 относится к центру М7 с фигур 1 и 2. Второе подвижное кольцевое зубчатое колесо 6 совершает возвратно-поступательное движение в направлении перпендикулярно плоскости чертежа, с оправкой 24 зубчатого колеса, на которой зафиксирована опора 11. Сквозь трубки 12 опоры 11 перемещается непрерывный табачный или фильтрующий стержень. В представленном варианте осуществления изобретения планетарные зубчатые колеса 5 и 7 имеют одинаковый диаметр.
Типовые аспекты балансировки описанного механизма общеизвестны специалистам в механике и не приводятся в данном описании.
Преимущество механизма опоры согласно изобретению состоит в комбинации малых размеров механизма и низкого уровня шума. Кроме этого, механизм опоры легко заменить, поэтому требуется очень мало времени ан установку новой длины нарезания. Это можно реализовать путем отвинчивания корпуса с механизмом и замены его корпусом, содержащим механизм для новой длины нарезания.