ШАТУН С УПРУГИМ КОМПЕНСАТОРОМ

Полезная модель относится к конструктивным элементам технологических машин, в которых осуществляется перемещение рабочего органа на заданное расстояние, и может быть использована, в частности, в конструкции токарных станков различных типов.
В технологических машинах различного назначения для перемещения суппортов могут использоваться, в частности, кулисные и кривошипно-шатунные механизмы. При этом суппорты могут не только иметь как одновременное, так и поочередное перемещение, но и быть связанными между собой.
Известен шатун кривошипного пресса, включающий две детали, соединяемые друг с другом по резьбе и имеющие каждая на одном конце, удаленном от резьбы, головку заданной формы (А.С. №612825, опубл. 30.06.1978. Бюл. №24). Одну из упомянутых деталей шатуна авторы известного решения называют корпусом, другую - регулировочным винтом. На регулировочный винт навернута по резьбе гайка с радиальной прорезью, стянутая болтом и связанная с корпусом посредством шпильки. Гайка может смещаться относительно корпуса в осевом направлении. Головка на корпусе имеет отверстие, ось которого перпендикулярна продольной оси шатуна, а головка на регулировочном винте выполнена сферической формы и не имеет отверстий. Сферическая форма головки позволяет компенсировать возможные перекосы сопрягаемых с шатуном деталей конечного изделия, в данном случае кривошипного пресса и изменять длину шатуна вращением регулировочного винта.
К недостаткам известного решения относится невозможность его применения в механизмах, где требуется наличие в обеих головках шатуна отверстий, оси которых перпендикулярны продольной оси шатуна.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков - прототипом заявляемой полезной модели является шатун, включающий две детали с головками и переходник, причем в каждой из головок выполнено отверстие, ось которого перпендикулярна продольной оси шатуна, а детали могут быть перемещены вдоль общей оси друг относительно друга по резьбе и зафиксированы после перемещения при помощи гаек (пат. RU 2117599, опубл. 20.08.1998). Одна из деталей, несущая, по терминологии авторов, основную головку, имеет глухое отверстие с резьбой на входе. В эту деталь по резьбе через регулировочную прокладку установлен переходник, в котором выполнен шпоночный паз. Переходник установлен с упором в торец. Вторая деталь, называемая авторами решения штоком, имеет два резьбовых участка для установки гаек и сопрягается с переходником посредством шпонки. По известному решению, возможно периодическое увеличение длины шатуна в пределах, ограниченных шпоночным пазов в переходнике. Возвращение шатуна к начальной длине происходит под действием пружины, установленной на штоке. На шток устанавливают две гайки, одна из которых ограничивает наименьшую длину шатуна, а вторая усилие пружины.
К недостаткам известного решения относится невозможность исключения удлинения шатуна при работе. Кроме того, известное устройство содержит большое количество деталей, включая резьбовые элементы различных диаметров, требующих разных инструментов, переходник со шпоночным пазом, шпонку, пружину, регулировочную прокладку.
Технической задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является создание шатуна, конструкция которого позволяет не только регулировать расстояние между осями отверстий в наконечниках перед работой, но и, при определенных условиях, изменять это расстояние в заданных пределах во время работы.
По аналогии с кабельными наконечниками деталями, имеющими с одной стороны головку с отверстием и с другой стороны элемент для соединения с другой деталью - в дальнейшем будем условно называть части шатуна, на одной стороне которых расположена головка, а на другой стороне - резьба, наконечниками.
Поставленная техническая задача решается за счет совместного применения следующих технических решений:
- резьбового соединения с переходником первого наконечника,
- установки в переходник с диаметральным зазором промежуточной детали, имеющей резьбовое соединение со вторым наконечником,
- применения упругого компенсатора, установленного во внутреннюю полость переходника с упором одним торцом в первый наконечник и вторым торцом в промежуточную деталь, связанную резьбовым соединением со вторым наконечником,
- ограничения минимального осевого размера шатуна величиной предельной деформации упругого компенсатора,
- ограничения максимального осевого размера шатуна стопорным кольцом, установленным во внутреннюю полость переходника и ограничивающим перемещение промежуточной детали, связанной со вторым наконечником.
Совместное применение вышеуказанных технических решений, по мнению заявителя, обеспечивает соответствие заявляемой полезной модели критерию «новизна», является существенным и промышленно выполнимым и направлено на решение поставленной полезной моделью технической задачи.
Конструкция шатуна с упругим компенсатором, предлагаемая в соответствии с заявляемой полезной моделью, поясняется чертежом (фиг. 1) и включает переходник 1, промежуточную деталь 2, стопорное кольцо 3, наконечники 4, упругий компенсатор 5.
Промежуточная деталь 2 установлена в переходник 1 с диаметральным зазором. Величина перемещения промежуточной детали 2 в переходнике 1 ограничена, с одной стороны, предельной деформацией упругого компенсатора 5 и, с другой стороны, стопорным кольцом 3, установленным в соответствующую проточку в переходнике 1.
Наконечники 4 могут быть изготовлены любым способом, в частности, из единой заготовки обработкой резанием или путем соединения отдельных частей на резьбу, клей, сварку или соединение с натягом.
Предпочтительным является применение в конструкции шатуна с упругим компенсатором одинаковых наконечников 4.
Один из наконечников 4 находится в резьбовом соединении с переходником 1, второй наконечник 4 находится в резьбовом соединении с промежуточной деталью 2.
На фиг. 1 в качестве примера, не исключающего другие варианты исполнения шатуна с упругим компенсатором, техническая сущность которого ограничена формулой полезной модели, показан вариант исполнения, в котором упругий компенсатор 5 выполнен в виде пружины сжатия. Такой вариант исполнения является предпочтительным. Величина предельной деформации упругого компенсатора 5 подбирается таким образом, чтобы иметь значение, не меньшее, чем требуемое, по условиям технологической операции, перемещение наконечника 4, находящегося в резьбовом соединении с промежуточной деталью 2. Жесткость упругого компенсатора 5 подбирается таким образом, чтобы обеспечивать постоянную длину шатуна, пока один из суппортов (на фиг. 1 не показан), связанный с наконечником 4, находящимся в резьбовом соединении с переходником 1, не встанет на упор.
Дополнительным положительным эффектом применения упругого компенсатора 5 является возможность отказа от стопорения наконечников 4 в переходнике 1 с помощью гаек, примененных для этой цели в известном решении, принятом в качестве ближайшего аналога - прототипа.
Предлагаемый в качестве настоящей полезной модели шатун с упругим компенсатором работает следующим образом.
Перед началом выполнения операции, для которой предназначена технологическая машина, настраивают необходимую длину шатуна. Для этого вращением переходника 1 относительно наконечника 4, находящегося с переходником 1 в резьбовом соединении, в нужную сторону изменяют длину шатуна. Сила, действующая на переходник 1 и промежуточную деталь 2 от сжатого упругого компенсатора 5, препятствует самопроизвольному выкручиванию переходника 1 из наконечника 4, находящегося в резьбовом соединении с ним.
Предлагаемый в качестве настоящей полезной модели шатун с упругим компенсатором может быть, в частности, связан с различными суппортами одной технологической машины.
Во время работы технологической машины (на фиг. 1 не показана), где установлен предлагаемый шатун с упругим компенсатором, может возникнуть ситуация, когда один суппорт, кинематически связанный с наконечником 4, находящимся в резьбовом соединении с переходником 1, встает на упор, в то время как другой суппорт должен, по условиям технологической операции, продолжить свое движение. За счет установленного в переходнике 1 упругого компенсатора 5 происходит перемещение наконечника 4, находящегося в резьбовом соединении с промежуточной деталью 2.
Техническим результатом применения предлагаемой полезной модели является обеспечение возможности поочередного одновременного движения двух суппортов и движения одного из суппортов при неподвижном втором суппорте без останова технологической машины. Кроме того, техническим результатом является упрощение конструкции шатуна за счет сокращения общего количества деталей.