КРИВОШИПНО-ПОЛЗУННЫЙ МЕХАНИЗМ СО СЛОЖНЫМ ШАТУНОМ
SLIDER-CRANK MECHANISM WITH COMPLEX PISTON ROD

Изобретение относится к машиностроению, а именно к кривошипно-ползунным механизмам прессовых машин.
Известен кривошипно-ползунный пресс [1, стр.240], ведущим звеном в котором является кривошип, который через шатун передает поступательное движение на выходное звено - ползун - и воздействует на объект прессования.
Недостаток такого механизма заключается в том, что через двухпарный шатун, представляющий собой линейное звено, не могут быть переданы существенно большие усилия на объект прессования, т.к. шатун может потерять продольную устойчивость, т.е. изогнуться.
Наиболее близким к предлагаемому является двухшатунный кривошипно-ползунный механизм [2] по патенту №2298124, в котором усилие на ползун передается от кривошипа через трехпарное звено и через два двухпарных шатуна, за счет чего уменьшается воздействие на каждый из шатунов.
Однако и этому механизму присущ недостаток, заключающийся в том, что при завершении движения ползуна до упора, кривошип может не провернуться на полный оборот и механизм остановится, т.е. перестанет работать.
Задачей настоящего изобретения является создание кривошипно-ползунного механизма, который мог бы передавать любые задаваемые по величине нагрузки и при этом обеспечивал бы гарантированно полный проворот кривошипа при движении ползуна до упора за счет внутренней подвижности в шатуне.
Поставленная задача решается за счет того, что шатун выполняется сложным, состоящим из пяти подвижных звеньев, связывающих кривошип с ползуном.
Сущность изобретения заключается в том, что предлагается кривошипно-ползунный механизм со сложным шатуном, включающий в себя кривошип, трехпарное звено и ползун, при этом трехпарное звено соединяется с ползуном через верхний и нижний трехпарные шатуны, соединенные между собой двухпарным поперечным шатуном, формирующим четырехзвенный замкнутый контур, а между верхним трехпарным шатуном и ползуном устанавливается дополнительный двухпарный шатун, формирующий пятиугольный замкнутый изменяемый контур.
На чертеже представлен заявляемый кривошипно-ползунный механизм со сложным шатуном.
Механизм состоит из кривошипа 1 (ОА), работающего от приводного двигателя (не показан), трехпарного звена 2 (АВН), верхнего трехпарного шатуна 3 (ВСК), нижнего трехпарного шатуна 5 (HGF), двухпарного поперечного шатуна 4 (KG), дополнительного двухпарного шатуна 6 (CD) и ползуна 7 (FDE). Работает кривошипно-ползунный механизм со сложным шатуном следующим образом. При полном повороте кривошипа 1 он через трехшарнирные звенья 2, 3 и 5, шатуны 4 и 6, передает движение ползуну 7, который в свою очередь воздействует на обрабатываемый объект.
Работоспособность предложенного механизма доказывается по известной формуле Чебышева П.Л. (см [3] стр.518)
5
W=3n-2p,
5
где W - подвижность механизма, n - число подвижных звеньев, p - число одноподвижных кинематических пар.
5
В предложенном механизме n=7, p=10 и тогда W=3·7-2·10=1, т.е. при заданном движении кривошипа все остальные звенья будут двигаться вполне определенно.
Работает механизм следующим образом. При повороте кривошипа 1 от двигателя (не показан) трехпарное звено также получает движение и через звенья 3, 4, 5 и 6 заставляет ползун двигаться и воздействовать на объект прессования 8. Звенья 2, 3, 4, 5 и 6 при воздействии ползуна на объект прессования позволяют кривошипу 1 делать полный оборот вокруг своей оси.
Источник информации
1. Политехнический словарь. Гл.редактор И.И.Артоболевский М., Советская энциклопедия, 1976.
2. Патент РФ №2298124.
3. Артоболевский И.И. Теория механизмов, Наука, 1965 г.