МЕХАНИЗМ ТРАНСФОРМАЦИИ

Полезная модель относится к области медицинской техники, в частности, к медицинским кроватям, а, более конкретно, к механизмам трансформации углов наклона подвижных секций медицинских кроватей относительно их каркаса.
Известен механизм трансформации [1], содержащий корпус с продольным пазом и примыкающими к нему фиксирующими пазами, внутри которого расположены шток и подпружиненная собачка со штифтом, причем штифт выступает внутрь продольного паза корпуса для обеспечения фиксации штифта внутри фиксирующего паза, а шток выполнен с возможностью перемещения вдоль корпуса.
Недостатком известного устройства является невозможность опускания штока в нижнее положение (как из верхнего положения, так и из любого промежуточного положения) без предварительного его подъема в верхнее положение.
Смена положения тела пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями, заболеваниями органов дыхания или с ожогами может сопровождаться неприятными или даже болезненными ощущениями. Поэтому, необходимо выполнять регулировку угла наклона подвижных секций медицинских кроватей с минимально возможным количеством перемещений штока механизма трансформации. С этой точки зрения желательно, чтобы, перед тем, как опустить шток в нижнее положение не было необходимости сначала поднимать его в верхнее положение. Это ограничивает применение данных механизмов трансформации в медицинских кроватях.
Наиболее близким по технической сущности механизмом трансформации-прототипом является механизм трансформации [2] включающий корпус с продольным пазом и примыкающими к нему фиксирующими пазами, внутри которого расположены шток, подпружиненные ползунок и собачка со штифтом, причем штифт выступает внутрь продольного паза корпуса, ползунок выполнен с возможностью перемещения вдоль штока и имеет выемку, поверхность которой и поверхности продольного паза со стороны фиксирующих пазов расположены на одном уровне.
При работе механизма трансформации, штифт постоянно контактирует (трется) с поверхностями продольного и фиксирующих пазов корпуса. Характер контакта - трение скольжения с коэффициентом трения 0,15.
Вследствие этого, происходит истирание поверхностей продольного, фиксирующих пазов и некоторой ограниченной поверхности штифта. Износ поверхностей сокращает срок службы механизма трансформации.
Заявленная полезная модель решает задачу уменьшения коэффициента трения при перемещении штока.
Поставленная задача решается тем, что в механизме трансформации, включающем корпус с продольным пазом и примыкающими к нему фиксирующими пазами, внутри которого расположены шток, подпружиненные ползунок и собачка со штифтом, причем штифт выступает внутрь продольного паза корпуса, ползунок выполнен с возможностью перемещения вдоль штока и имеет выемку, поверхность которой и поверхности продольного паза со стороны фиксирующих пазов расположены на одном уровне; на штифте установлены подшипники с коэффициентом трения от 0,0015 до 0,003.
Сопоставительный анализ предлагаемой полезной модели с прототипом показал, что заявляемый механизм трансформации отличается от известного тем, что на штифте установлены подшипники с коэффициентом трения от 0,0015 до 0,003.
Поставленная задача решается следующим образом. На штифте установлены подшипники с коэффициентом трения от 0,0015 до 0,003.
Теперь, при работе механизма трансформации, с продольным и фиксирующими пазами корпуса постоянно контактирует вся наружная поверхность подшипников, а не ограниченная поверхность штифта. Характер контакта - трение качения. Трение качения меньше, чем трение скольжения. Так как коэффициент трения скольжения стали по стали равен ~ 0,15 [3], а коэффициент трения подшипников качения равен ~ 0,002 [3]. Поэтому, износ поверхностей контакта меньше.
Конструкция полезной модели поясняется на фигуре 1, где изображен механизм трансформации, включающий корпус (1) с продольным пазом (2) и примыкающими к нему фиксирующими пазами (3), внутри которого расположены шток (4), подпружиненные ползунок (5) и собачка (6) со штифтом (7), причем штифт выступает внутрь продольного паза корпуса, ползунок выполнен с возможностью перемещения вдоль штока и имеет выемку (8), поверхность которой и поверхности продольного паза со стороны фиксирующих пазов корпуса расположены на одном уровне, а на штифте установлены подшипники качения (9).
Замена трения скольжения на трение качения позволяет уменьшить трение в местах контакта ~ в сотни раз.
В таблице сопоставлены коэффициенты трения механизма трансформации, изготовленного в соответствии с предлагаемой конструкцией и прототипа.
Коэффициенты трения механизма трансформации, изготовленного в соответствии с предлагаемой конструкцией и прототипа.
№п/п
Вариант конструкции
Ктр
Ктр пр/Ктр
1
Подшипник скольжения
0,1
1,5
2
Подшипник качения (роликовый игольчатый)
0,008
18,75
3
Подшипник качения (шариковый сферический)
0,0015
100
4
Подшипник качения (шариковый радиальный)
0,002
75
5
Подшипник качения (радиально-упорный)
0,003
50
6
Штифт (прототип)
0,15
1,0
Примечание:
Ктр - коэффициент трения
Ктр пр/Ктр - отношение коэффициента трения механизма трансформации прототипа к коэффициенту трения механизма трансформации, изготовленного в соответствии с предлагаемой конструкцией.
Из таблицы видно, что по сравнению с прототипом, коэффициент трения уменьшился в 50-100 раз.
Таким образом, предлагаемая конструкция позволяет решить задачу увеличения срока службы механизма трансформации, уменьшения трения при перемещении штока.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ:
1. Патент РФ 2222247, МПК A47C 17/12, опубл. 27.05.2003 г.
2. Патент US 6735797, МПК A47C 17/80, опубл. 18.05.2004 г.
3. Справочник конструктора-машиностроителя. Трение в подшипниках. Электронный адрес: http://www.sprav-constr.ru/html/tom2/pages/chapter2/ckm215.html