УСТРОЙСТВО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ВО ВРАЩАТЕЛЬНОЕ С ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНЫМ

Настоящая полезная модель относится к винтовым механизмам преобразования поступательного движения во вращательное с возвратно-поступательным и может быть использовано в устройствах смешивания при приготовлении различных продуктов в пищевой, химической, нефтяной промышленностях.
Известен механизм преобразования возвратно-поступательного движения в возвратно-вращательное движение и наоборот, содержащее поворотный на оси барабан, на поверхности которого выполнен закрытый винтовой канал с заключенным в нем, по крайней мере, одним шариком, магнитный элемент, установленный на рейке с возможностью перемещения вдоль барабана, причем шарик и магнитный элемент имеют магнитную связь. При перемещении рейки с магнитным элементом вдоль барабана постоянное магнитное поле, воздействуя на шарики, заставляет их перемещаться в направлении движения магнитного элемента и поворачивать барабан, происходит преобразование возвратно-поступательного движения рейки в возвратно-вращательное движение барабана (патент RU на изобретение №2408809, МПК F16H 25/08, опубл. 10.01.2011 г.). [1].
Данный механизм сложен в изготовлении, может быть применен в учебном процессе, техническом творчестве, в изготовлении приборов и игрушек.
Известно устройство для преобразования возвратно-поступательного движения в одностороннее вращательное, содержащее корпус с установленным в нем не самотормозящимся винтовым механизмом, включающим ведущее звено - винт с рукояткой и ведомое звено - гайку, размещенную на винте с возможностью взаимодействия с корпусом. При движении винта вниз его поступательное перемещение преобразуется во вращательное движение гайки, которое передается корпусу (детский волчок типа «Юла», паспорт БА-490-085, 1920). [2].
Работоспособность данного устройства определяется цикличностью возвратно-поступательных движений ведущего звена.
Известно устройство для преобразования возвратно-поступательного движения в одностороннее вращательное, содержащее ведущее звено, представляющее собой винт с узлом приложения осевой силы, и ведомое звено, выполненное в виде гайки и установленное с возможностью вращения вокруг своей оси, в котором ведомое звено связано с корпусом посредством шарикоподшипников и жестко соединено с инерционным элементом, узел приложения осевой силы ведущего звена выполнен в виде ручки со стержнем, ведущее звено соединено с этим узлом с возможностью свободного осевого перемещения, свободного вращения и стопорения, при этом торцевые поверхности ведущего звена и узла приложения осевой силы, обращенные друг к другу, выполнены фрикционными (патент RU на изобретение №2110719, МПК F16H 25/22, опубл. 10.05.1998 г.). [3], (прототип устройства).
При воздействии на ручку со стержнем осевой силы, направленной вниз, происходит стопорение ведущего звена, и ведущее звено перемещается вниз. Ведомое звено - гайка, жестко связанная с инерционным элементом, являющимся рабочим органом устройства, начинает вращаться на шарикоподшипниках. При достижении ведущим звеном крайнего нижнего положения на него действуют силой, направленной в противоположном направлении - вверх, при этом между фрикционными стопорными поверхностями образуется зазор. В результате ведущее звено совершает относительно ведомого звена винтовое движение с направлением вращения, совпадающим с направлением вращения ведомого звена - гайки, вращение которого происходит по инерции. По мере разгона ведущего звена его скорость вращения увеличивается и при достижении им верхнего положения может в несколько раз превышать скорость вращения ведомого звена. При этом создается неуправляемое вращение ведомого звена с инерционным элементом, постоянно вращающимся в одном направлении в одной плоскости.
Техническим результатом данной полезной модели является упрощение конструкции с обеспечением надежности работы преобразования возвратно-поступательного перемещения ведущего звена во вращательное с возвратно-поступательным движением рабочего органа при контролируемом управлении.
Техническая задача, положенная в основу настоящей полезной модели, с достижением заявленного технического результата, решается тем, что включающее установленный в корпусе устройства не самотормозящийся винтовой механизм, содержащий, ведущее звено, представляющее собой ходовой винт с узлом приложения осевой силы, гайку, взаимодействующую с упомянутым ходовым винтом, и рабочий орган, прикрепленный к упомянутому ходовому винту, гайка, взаимодействующая с упомянутым ходовым винтом, жестко закреплена в корпусе устройства, а узел приложения осевой силы присоединен к ходовому винту посредством упорного подшипника с возможностью свободного вращения на ходовом винте при возвратно-поступательном движении ведущего звена.
Сущность полезной модели заключается в том, что в отличие от прототипа, гайка, входящая в не самотормозящийся винтовой механизм и взаимодействующая с ходовым винтом, жестко закреплена в корпусе устройства, и при воздействии осевой силы на узел приложения осевой силы ходовой винт вращается вокруг своей оси, при этом возвратно-поступательное движение ходового винта преобразуется во вращательное с возвратно-поступательным перемещением прикрепленного к нему рабочего органа, число оборотов и скорость вращения рабочего органа соответствуют количеству шагов ходового винта (длине ходового винта) и скорости перемещения узла приложения осевой силы, что обеспечивает управление рабочим органом. Присоединение узла приложения осевой силы к ходовому винту посредством упорного подшипника обеспечивает свободное вращение ходового винта при взаимодействии с гайкой, что обеспечивает надежную работу устройства.
На фиг. 1 представлено устройство преобразования поступательного движения во вращательное с возвратно-поступательным в исходном положении; на фиг. 2 - устройство преобразования в нижнем положении ходового винта.
Устройство преобразования поступательного движения во вращательное с возвратно-поступательным включает в себя корпус 1 и не самотормозящийся винтовой механизм 2. Не самотормозящийся винтовой механизм 2 состоит из ведущего звена 3 и гайки 4. Ведущее звено 3 выполнено в виде одно(или более)-заходного ходового винта 5 с ручкой 6, установленной на ходовом винте 5 на упорном торцевом подшипнике 7, закрепленном на ходовом винте 5 гайкой 8 с шайбой 9 и в ручке 6 гайкой 10. Гайка 4 не самотормозящегося винтового механизма 2 установлена в корпусе 1 и жестко закреплена гайкой 11. Нижний конец 12 ходового винта 5 снабжен резьбовым элементом 13, к которому прикреплен рабочий орган 14, выполненный, например, в виде лопастной мешалки.
Устройство работает следующим образом. В исходном положении при воздействии осевой силой на ручку 6, соединенную с ходовым винтом 5, ходовой винт 5, взаимодействуя с неподвижной гайкой 4, вращаясь относительно своей оси 15, по винтовой канавке 16 гайки 2 перемещается по направлению воздействия осевой силы, при этом ручка 6, защищенная приложенной к ней силой (например, рукой оператора - не показана) от вращения, выполняет только поступательное перемещение. Прикрепленный к ходовому винту 5 рабочий орган 14 совершает вращательное движение с поступательным. При возвратном воздействии осевой силы на ручку 6 ходовой винт 5 выполняет возвратное перемещение и вращается в противоположную сторону. Число оборотов и скорость вращения рабочего органа соответствуют количеству шагов ходового винта (длине ходового винта) и скорости перемещения узла приложения осевой силы, что обеспечивает контролируемое управление рабочим органом.
Предлагаемая полезная модель выполняет преобразование поступательного движения во вращательное с возвратно-поступательным и может быть использовано в устройствах смешивания в пищевой, химической, а также в нефтяной промышленности в устройствах отбора проб жидких углеводородов - газонасыщенных конденсатов, нефти и продуктов их промысловой подготовки на нефтегазодобывающих, нефтегазоперерабатывающих и нефтетранспортных или иных предприятиях.