УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ БЛОКОВ РЫБЫ ГЛУБОКОЙ ЗАМОРОЗКИ

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в механизмах с ударными нагрузками, например для разрушения стандартных блоков рыбы глубокой заморозки.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятым в качестве прототипа является известное устройство привода ударного действия с рекуператором кинетической энергии по патенту на полезную модель №104228 МПК E21B 6/02 от 28.06.2010 (опубл. 10.06.2010, Бюлл. №13).
Устройство предназначено для генерирования вращательно поступательных ударов.
Известное устройство в основе содержит заключенный в корпусе исполнительный механизм в виде ударно-вращательного узла с инструментом поступательного движения и электродвигатель привода с редуктором. Ударный узел состоит из сдвоенного кривошипно-шатунного механизма, бойка, находящегося в направляющей на одной оси с инструментом-волноводом.
Особенность устройства состоит в том, что валы кривошипов соединены с валом двигателя через дифференциал, корпус которого в свою очередь связан с полым выходным валом редуктора, что обеспечивает дополнительное вращение кривошипно-шатунного механизма. Размещенные на концах кривошипов инерционные массы и диаметрально им противовесы, в сочетании с шатунами, связанными верхними головками траверсой с бойком и со смонтированным на валу двигателя маховиком и обгонной муфтой представляют в целом накопитель/рекуператор кинетической энергии устройства.
Положительным является то, что установленный между обгонной муфтой и дифференциалом, на одном валу с двигателем маховик, позволяет снизить потери части накопленной кинетической энергии масс привода в процессе выхода дифференциала на удар бойка, а также стабилизировать частоту вращения.
Кроме того предварительно напряженный узел в виде подпружиненного бойка и соосно установленного между бойком и инструментом волновода цилиндрической формы, способствует пролонгации ударного воздействия на инструмент и увеличению КПД, за счет волновых процессов в теле волновода.
К недостаткам известного привода следует отнести то, что из-за обгонной муфты теряется значительная часть накопленной кинетической энергии масс привода в процессе выхода дифференциала на удар бойка, а энергия удара инструмента определяется напряжением волновода. Кроме того определяющим фактором при выборе и оценке практического применения варианта известной конструкции для решения поставленной задачи является ее сложность и высокая трудоемкость изготовления.
Задачей предложенного технического решения является разработка устройства ударного действия обладающего способностью изменять накопление энергии удара, а также обеспечение возможности регулировать скорость рабочего хода ударного узла.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для разрушения блоков рыбы глубокой заморозки, содержащем корпус, установленный в направляющих корпуса ударный узел с исполнительным механизмом в виде сдвоенного кривошипно-шатунного механизма, при этом ударный узел установлен с возможностью взаимодействия с предварительно нагруженным узлом и привод, новым является то, что каждый кривошип кривошипно-шатунного механизма выполнен в виде диска-маховика, нижняя головка каждого шатуна выполнена в виде накатного ролика, установленного с возможностью взаимодействия с криволинейным S-образным пазом кривошипа, который выполнен таким образом, что за один оборот диска обеспечивает два рабочих хода ударного узла, а предварительно нагруженный узел выполнен в виде пневморессоры, которая установлена враспор между корпусом и траверсой связи верхних головок шатунов, снабжена компрессором с возможностью регулирования давления сжатого воздуха, при этом пневморессора размещена соосно с осью бойка и объединена в один ударный узел с кривошипно-шатунным механизмом, при этом привод выполнен в виде мотор-редуктора с электрическим частотным управлением.
Кроме того, для облегчения изготовления S-образных пазов их поверхность образована из четырех сопряженных между собой цилиндрических поверхностей. Возможно также выполнение профиля S-образного паза другой конфигурации имеющей математическое описание.
Кроме того, для обеспечения большей степени свободы нижней головки шатуна, ось верхних шарниров шатунов смещена относительно оси кривошипа в направлении против его вращения.
Кроме того, выпуклая форма рабочей поверхности инструмента/бойка повторяет при сопряжении ответную вогнутую форму лотка, при этом пространство между лотком и бойком образует рабочую полость, соизмеримую с габаритами блока рыбы по толщине и ширине.
Технический результат проявляется в обеспечении накопления потенциальной энергии, а именно при перемещении масс ударного узла в крайнее верхнее положение.
При ходе вниз (рабочем ходе), в момент разгона используется накопленная потенциальная энергия пневморессоры для придания дополнительного ускорения подвижных масс и соответственно увеличения энергии удара.
Важной составляющей результата является:
- обеспечение возможности регулирования, как скорости рабочего хода ударного узла, так и удельной энергии удара;
- увеличение мощности на единицу подвижных масс;
- рекуперация потенциальной энергии падающих ударных масс в кинетическую, с обеспечением более эффективного разрушения блоков рыбы.
Пример конкретного выполнения устройства приведен на чертежах, где на фиг. 1 изображен общий вид, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - схема выполнения S-образного паза диска кривошипа.
Устройство содержит корпус 1, в котором смонтирован сдвоенный кривошипно-шатунный механизм 2 с приводом в виде мотор-редуктора 3 с электрическим частотным управлением.
На валу 4 мотор-редуктора 3 установлены два маховика-кривошипа 5. В дисках кривошипов выполнены фасонные S-образные пазы 6, предназначенные для перемещения установленных в них накатных роликов 7 нижних головок 8 шатунов 9. Криво линейность S-образных пазов выполнена таким образом, что она при взаимодействии с роликами 7 обеспечивает величину рабочего хода ударного узла, соизмеримого по величине с габаритами блока рыбы по толщине. Верхние головки 10 шатунов шарнирно связаны с подвижными штангами 11. Для облегчения изготовления S-образных пазов их поверхность образована из четырех сопряженных между собой цилиндрических поверхностей, (см. фиг. 3). Возможны также другие выполнения профиля S-образного паза с конфигурацией имеющей математическое описание.
Штанги 11 смонтированы в вертикальных направляющих, выполненных в виде втулок 12 и закрепленных в корпусе. При этом ось направляющих втулок смещена относительно оси кривошипа в направлении против его вращения. Смещение оси обеспечивает большую степень свободы ролика нижней головки шатуна в S-образном пазу вне зависимости от позиции остановки механизма после совершения удара.
Нижние шарнирные соединения шатунов со штангами и верхние концы самих штанг соединены траверсами соответственно 13, 14. Между нижней траверсой 13 и корпусом враспор по оси устройства смонтирована пневморессора 15, связанная с компрессором 16. На верхней траверсе 14 закреплен инструмент/боек 17 с выпуклой рабочей поверхностью, а на корпусе установлен лоток 18 с ответной вогнутой рабочей поверхностью.
Для предотвращения разрушения подшипников накатных роликов 6 нижних головок шатунов, перемещающихся по S-образному пазу, на корпусе сверху смонтированы отбойники 19, ограничивающие нижнее положение траверсы 14. Высота отбойников и соответственно нижнее положение траверсы регулируются проставочными шайбами 20.
Для уравновешивания системы в корпусе выполнены полости 21 заполненные балластом 22, а сам корпус установлен на фундаменте через виброопоры 23.
Устройство работает следующим образом.
После включения привода подачи блоков (на чертеже не указан) и мотор-редуктора 3 блоки рыбы один за другим подаются на лоток 18 в зону работы бойка 17 сдвоенного кривошипно-шатунного механизма 2.
Разрушение блока происходит за счет энергии ударного узла, падение и подъем которого осуществляется кривошипно-шатунным механизмом 2 от мотор-редуктора 3. При перемещении шатунов 9 вверх происходит подъем штанг 11 совместно с бойком 17. Одновременно с этим траверсой 13 кривошипов происходит сжатие пневморессоры 15, аккумулирующей при этом энергию сжатого воздуха.
При этом боек совершает удар по блоку рыбы лежащем на неподвижном лотке 18 с увеличенной скоростью за счет высвобождения накопленной энергии пневморессоры. Таким образом, за один полный цикл движения кривошипов боек 17 дважды совершает рабочий ход, т.е. имеет два периода подъема и два периода падения, при этом в пространстве между лотком и бойком образуется рабочая полость, соизмеримая с габаритом блока рыбы по толщине и ширине.
Величина энергии удара может регулироваться за счет изменения давления сжатого воздуха в пневморессоре 15 компрессором 16. В зависимости от условий работы частота вращения выходного вала мотор-редуктора и соответственно кривошипно-шатунного механизма регулируется электрическим частотным управлением.
Конфигурация криволинейности S-образного паза каждого кривошипа выполнена таким образом, что в сочетании со смещением (дезаксажем) верхней головки шатуна от оси кривошипа в направлении против вращения, линейные и угловые перемещения шатунов обеспечивают в нижней точке паза исключение жесткого удара накатных роликов. Отбойники 19 и виброопоры 23 ограничивают ход вниз траверсы и шатунов, что соответственно также исключает удар роликов в стенку паза маховика/кривошипа.
В результате реализации глубокого регулирования, как скорости рабочего хода ударного узла, так и удельной энергии удара, обеспечивается более эффективное разрушение блоков рыбы.