ДЕМПФЕР-ЗАМЕДЛИТЕЛЬ ВРАЩЕНИЯ

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к устройствам для скручивания полотен в рулон, например экранов, рулонных штор и т.д.
Известен демпфер вращения, содержащий приводимый во вращение компонент, выполненный заодно с вращающейся частью (такой как шестерня, или зубчатое колесо), связанной с приводным компонентом, фиксирующий и опорный компонент, в который с возможностью вращения установлен приводимый во вращение компонент, принимающую часть, например, круглой формы, образованную между фиксирующим и опорным компонентом и приводимым во вращение компонентом, герметизирующий компонент, который обеспечивает герметизацию по наружной боковой поверхности принимающей части и тем самым обеспечивает возможность относительного вращения приводимого во вращение компонента и фиксирующего и опорного компонента, и вязкую текучую среду, которая введена в принимающую часть и демпфирует относительное вращение приводимого во вращение компонента и фиксирующего и опорного компонента [1].
Однако при отсутствии отверстия, обеспечивающего связь принимающей части с атмосферой (с целью предотвращения утечки вязкой текучей среды через данное отверстие), воздух, присутствующий в принимающей части, затрудняет процесс сборки, а смешивание воздуха с вязкой жидкостью приводит к неоднородности крутящего момента торможения.
В качестве прототипа принят демпфер вращения, содержащий: приводимый во вращение компонент, выполненный заодно с вращающейся частью, способной взаимодействовать с приводным компонентом; фиксирующий и опорный компонент, в который с возможностью вращения установлен приводимый во вращение компонент; принимающую часть, образованную между фиксирующим и опорным компонентом и приводимым во вращение компонентом, и вязкую текучую среду, которая введена в принимающую часть и демпфирует относительное вращение приводимого во вращение компонента и фиксирующего и опорного компонента, при этом в центральной части фиксирующего и опорного компонента имеется центральная ось, а в приводимом во вращение компоненте образовано отверстие, в которое, с обеспечением возможности вращения, введена центральная ось, демпфер снабжен герметизирующим компонентом, предотвращающим утечку вязкой текучей среды из области между приводимым во вращение компонентом и фиксирующим и опорным компонентом, между центральной осью и окружающей ее поверхностью, образующей указанное отверстие, сформирован первый канал, посредством которого принимающая часть сообщается с окружающим пространством, а в приводимом во вращение компоненте сформирован второй канал, обеспечивающий возможность сообщения области у нижней части герметизирующего компонента внутри принимающей части с первым каналом. Первый канал закрывается по завершении сборки приводимого во вращение компонента и фиксирующего и опорного компонента. Демпфер вращения такой конструкции может быть легко собран благодаря уменьшению количества воздуха, остающегося в принимающей части. При этом он уменьшает неоднородность крутящего момента (тем самым обеспечивая с высокой точностью его постоянство) [2].
Недостатком прототипа является сложность изготовления, а, соответственно, его высокая стоимость. Это препятствует широкому промышленному внедрению этого вращательного демпферного устройства в недорогих устройствах для скручивания полотен в рулон.
Задача полезной модели - создание простого по конструкции демпфера-замедлителя вращения, который позволяет создать момент торможения, увеличивающийся при увеличении окружной скорости, снизить скорость движения скручиваемого в рулон полотна и соответственно уменьшить динамические нагрузки при остановке полотна после завершения процесса скручивания.
Заявляемый демпфер-замедлитель вращения прост по конструкции, имеет небольшие габаритные размеры в радиальном направлении.
На фигуре 1 показан вид на заявляемый демпфер-замедлитель вращения сбоку с разрезом.
На фигуре 2 изображен поперечный разрез А-А демпфера-замедлителя с лопастным колесом с прямыми лопастями.
На фигуре 3 изображен поперечный разрез А-А демпфера-замедлителя с лопастным колесом, у которого наружная поверхность лопастей срезана под острым углом.
Заявляемый демпфер-замедлитель содержит корпус 1, заполненный вязкой жидкостью 2, который может вращаться вокруг неподвижной оси в виде лопастного колеса 3, и уплотнительное кольцо 4, предотвращающее утечку жидкости из корпуса 1. Между лопатками лопастного колеса 3 и внутренней стенкой корпуса 1 имеется радиальный зазор. Если наружная поверхность лопаток лопастного колеса 3 срезана под острым углом, то между лопатками и внутренней поверхностью корпуса 1 образуется клиновой зазор 5. С помощью хвостовика 6 лопастное колесо 3 соединяется с одной из неподвижных полуосей, на которых вращается труба 7. На внутренней поверхности трубы 7 имеется продольное ребро 8, которое входит во впадину соответствующей формы в корпусе 1. Поэтому при вращении трубы 7 корпус 1 будет вращаться в том же направлении.
Демпфер-замедлитель вращения работает следующим образом. При разматывании вручную рулона полотна закрепленного на трубе 7, она вращается, например, против часовой стрелки. При этом с помощью продольного ребра 8 приводится во вращение корпус 1 заполненный вязкой жидкостью 2. Он вращается вокруг неподвижного лопастного колеса 3, при этом в слое жидкости, заполняющем зазор между лопастями колеса 3 и внутренней поверхностью корпуса 1, возникает сила вязкого трения и соответственно момент торможения, направленный против направления вращения корпуса 1. Величина силы вязкого трения и соответственно момента торможения возрастает с увеличением окружной скорости корпуса 1. Если при разматывании рулона полотна вручную окружная скорость корпуса 1 невелика, то момент торможения будет небольшим.
При сматывании полотна в рулон с помощью пружинного механизма труба 7 и корпус 1 вращаются с ускорением в обратном направлении (по часовой стрелке). При этом их окружная скорость, может намного превышать окружную скорость при раскручивании рулона полотна вручную. Но при увеличении окружной скорости трубы 7 и корпуса 1 значительно возрастает момент торможения. Это позволяет снизить конечную окружную скорость трубы 7 и прикрепленного к ней полотна и соответственно уменьшить динамические нагрузки при остановке полотна после завершения процесса скручивания. Если наружная поверхность лопаток лопастного колеса 3 срезана под острым углом и между его лопатками и внутренней поверхностью корпуса 1 образуется клиновой зазор 5 (фиг.3), то при вращении корпуса 1 по часовой стрелке вязкая жидкость 2 поступает в клиновой зазор 5. Избыточное давление в ней возрастает по мере сужения зазора 5. При этом возрастает сила вязкого трения в жидкости заполняющей зазор и соответственно момент торможения. Это позволяет еще больше снизить конечную окружную скорость трубы 7 и прикрепленного к ней полотна при скручивании его в рулон с помощью пружинного механизма.
Источники информации:
1. Патент JP 3421484, 19.02.2004, МПК F16F 9/12 (2006.01)
2. Патент RU 2415319 C2, 27.03.2011, МПК F16F 9/12 (2006.01)