ШАРНИРНО-РЫЧАЖНЫЙ МЕХАНИЗМ
HINGEDLY - LEVER MECHANISM

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано в различных машинах и механизмах.
Известны шарнирно-рычажные механизмы, содержащие основную стойку, кривошип, шатун, ведомое звено и устройство, способствующее прохождению мертвых положений, выполненное в виде пальцев, размещенных на шатуне, и упоров, размещенных либо на основной стойке /см. Артоболевский И.И. Механизмы в современной технике, М., "Наука", 1970, т. 1, с. 387, фиг.642 [ 1 ] /, либо на дополнительной стойке, установленной на основной стойке под шатуном в центральной его части / см. [1 ], с.388, фиг. 643 /.
Недостатками данных устройств являются сложность конструкций механизмов и возможность возникновения динамических нагрузок при его работе.
Известен также шарнирно-рычажный механизм, содержащий стойку и установленные на ней с возможностью поворота ведущий кривошип и ведомое звено, шарнирно соединенный с ними шатун и воздействующее на ведомое звено приспособление для вывода механизма из мертвых положений / см. [1 ], с. 379, фиг. 629 /.
Недостатком данного устройства является значительное усложнение конструкции механизма, объясняемое выполнением приспособления для вывода механизма из мертвых положений в виде дополнительного параллелограмма.
Также известен шарнирно-рычажный механизм, кривошипы параллелограмма которого выполнены в виде двух равных по диаметру эксцентриков, а шатун снабжен расширенными втулками, что способствует прохождению мертвых положений /см. [ 1 ], с. 375, фиг. 624/.
Недостатком данного устройства является предельная сложность конструкции.
Известны выпуклые / хлопающие / мембраны, характеризующиеся релейной потерей устойчивости при нагружении заданной величиной нагрузки с выпуклой стороны, сопровождающейся скачкообразным переходом в новое устойчивое состояние с противоположным направлением выпуклости, и используемые в реле для быстрого замыкания и размыкания контактов /см. Андреева Л.Е. Упругие элементы приборов, М., Машгиз, 1962, с. 311-315 [ 2 ]/.
Известны также аналогичные по принципу действия упругие пластинчатые элементы с двумя устойчивыми состояниями, выполненные в виде свободно с возможностью раздвижения установленной краями на опоре части полого тонкостенного цилиндра, и также используемые в реле включения-выключения в качестве плоской пружины /см. а.с. СССР №1798560, кл. F16F 1/10, 1989 [ 3 ]; а.с. СССР №1203260, кл. F60F 1/10, 1984 [ 4 ]/.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков является шарнирно-рычажный механизм, содержащий стойку, установленные на ней с возможностью поворота ведущий кривошип и ведомое звено, шарнирно соединенный с ними шатун, и воздействующее на ведомое звено приспособление для вывода механизма из мертвых положений, выполненное в виде постоянных магнитов, установленных попарно на стойке и ведомом звене, а одна из пар магнитов смещена относительно прямой, проходящей через ось вращения ведущего кривошипа и ведомого звена /см. а.с. СССР №759781, кл. F16Η 21/38, 1978 [ 5 ]/, и принятый за прототип.
Недостатками устройства-прототипа являются резкое усложнение конструкции из-за необходимости применения двух пар постоянных фигурных магнитов, их сложной точной сборки и регулировки для стабильного момента времени срабатывания, а главное использование специальной расширенной втулки с двумя парами магнитов, охватывающей дополнительный ротор с другой парой магнитов, на котором установлено ведомое звено, требует специальной перестройки конструкции и требует, тем самым, специфичности конструкции, что предельно сужает области применения данного устройства.
Сущность изобретения заключается в создании простого и стандартного приспособления для вывода механизма из мертвых положений, не требующего специальной регулировки и перестройки конструкции механизма, устанавливаемого в его свободном пространстве между стойкой и шатуном в зоне перемещений последнего, и имеющего универсальную возможность установки в принципе в зоне любого звена механизма: ведущего, ведомого или шатуна.
Технический результат - упрощение конструкции устройства и его регулировки, расширение возможностей применения.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном шарнирно-рычажном механизме, содержащем стойку, установленные на ней с возможностью поворота ведущий кривошип и ведомое звено, шарнирно соединенный с ними шатун и воздействующее на одно из звеньев приспособление для вывода механизма из мертвых положений, включающее постоянный магнит, особенность заключается в том, что приспособление для вывода механизма из мертвых положений представляет собой воздействующий на шатун через закрепленную в его средней части ферромагнитную полосу упругий релейный пластинчатый элемент с двумя устойчивыми состояниями с противоположными направлениями выпуклости, выполненный в виде части полого тонкостенного цилиндра, свободно с возможностью раздвижения установленного краями на стойке рядом с шатуном параллельно плоскости его перемещений и в зоне его мертвого положения симметрично относительно прямой, проходящей через оси вращения ведущего кривошипа и ведомого звена, а постоянный магнит закреплен в центре поверхности пластинчатого элемента на участке его экстремальной выпуклости.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена схема шарнирно-рычажного механизма с положениями его звеньев в последовательные моменты движения, включая момент прохождения мертвых положений при движении шатуна вниз; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1.
Шарнирно-рычажный механизм содержит стойку 1, установленные на ней с возможностью поворота ведущий кривошип 2 и ведомое звено 3, соединенный с ними шарнирами 4 шатун 5 и воздействующее на шатун 5 приспособление для вывода механизма из мертвых положений. При этом приспособление для вывода механизма из мертвых положений представляет собой закрепленную в средней части шатуна 5 на его боковой плоской поверхности ферромагнитную полосу 6 и упругий релейный пластинчатый элемент 7 с двумя устойчивыми состояниями с противоположными направлениями выпуклости, выполненный в виде части полого тонкостенного цилиндра, свободно с возможностью раздвижения установленного краями в горизонтальных прямолинейных направляющих 8, установленных с помощью дополнительных вертикальных стоек 9 на стойке 1 рядом с шатуном 5 со стороны ферромагнитной полосы 6 параллельно плоскости их перемещений и в зоне мертвого положения шатуна 5 симметрично относительно прямой, проходящей через оси вращения 10, 11 соответственно ведущего кривошипа 2 и ведомого звена 3, а также закрепленный в центре поверхности пластинчатого элемента 7 вдоль участка его экстремальной выпуклости, параллельного шатуну 5, постоянный стержневой магнит 12, предназначенный для силового взаимодействия пластинчатого элемента 7 с шатуном 5 через ферромагнитную полосу 6. Следует отметить, что возможен вариант исключения ферромагнитной полосы 6 и выполнения шатуна 5 из ферромагнитного материала.
Предлагаемый шарнирно-рычажный механизм работает следующим образом.
При повороте кривошипа 2 против хода часовой стрелки /показан стрелкой на фиг. 1/ ведомое звено 3 поворачивается в том же направлении, а шатун 5 движется вниз из текущего положения, показанного на фиг. 1,а, расположенного выше его мертвого положения. При подходе шатуна 5 к его мертвому положению /см. фиг. 1,б/ ферромагнитная полоса 6 притягивается к постоянному магниту 12 на пластинчатом элементе 7, и далее вниз шатун 5 движется вместе с магнитом 12, деформируя установленный исходно выпуклостью вверх упругий пластинчатый элемент 7. В момент прохождения механизмом мертвого положения /немного раньше, что осуществляется точной регулировкой/, при котором шатун 5 расположится вдоль прямой, проходящей через оси вращения 10, 11 ведущего кривошипа 2 и ведомого звена 3 /см. фиг. 1,в/ пластинчатый элемент 7 релейно скачком сработает /щелкнет/ в положение с выпуклостью вниз вместе с шатуном 5 /см. фиг. 1,г/, после чего шатун 5 дальше идет вниз до отрыва ферромагнитной полосы 6 от постоянного магнита 12 /см. фиг. 1,д/. Далее поворот механизма сопровождается движением шатуна 5 вверх, скачкообразным срабатыванием элемента 7 обратно в положение выпуклостью вверх с одновременным повторным скачкообразным переходом шатуном 5 мертвого положения при его движении снизу вверх.
Очевидно, что предлагаемая принципиально новая, по мнению заявителя, конструкция приспособления для вывода механизма из мертвых положений позволяет резко упростить весь механизм в целом, сократить практически до минимума процесс его регулировки, добиться практически универсальности механизма, то есть предельно широкого применения за счет возможности снабжения вышеуказанным приспособлением практически любого звена подобных механизмов различного типа и характера движения, причем в качестве релейного пластинчатого упругого элемента могут быть использованы механические элементы другого типа, вместо дополнительных ферромагнитного элемента и постоянного магнита можно изготавливать сами рабочие звенья механизма и упругие элементы приспособления из вышеуказанных материалов.