ПРОСТРАНСТВЕННЫЙ СМЕСИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ
SPATIAL MIXER

Изобретение относится к машиностроению, а конкретно может быть использовано в пищевой и строительной промышленности.
Известен шарнирно-рычажный механизм мешалки, в том числе тестомесилки [1, стр.583, механизм №866], в котором лопасть мешалки скользит по дну сферической чаши. Недостатком этого механизма является необходимость использования двух приводов: привода для движения лопасти и привода для вращения чаши.
Наиболее близким к предлагаемому механизму является трехзвенный пространственный тестомесильный механизм [2], в котором поршень со штоком выполнен за одно целое с уголковым рычагом, входящим со стойкой и пространственным коромыслом в цилиндрические кинематические пары (пары четвертого класса), при этом лапе месилки задает пространственное движение внутри дежи (сосуда с тесом). Однако и этот механизм имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что шток поршня, выполненный в виде уголкового рычага, под действием приложенных сил может искривляться и приводить к невозможности движения поршня относительно гидроцилиндра.
Задачей настоящего изобретения является устранение отмеченного недостатка, т.е. обеспечение безотказной работы гидроцилиндра. Это достигается тем, что шток поршня гидроцилиндра и пространственное коромысло соединяются через дополнительный шатун с использованием вместо одной кинематической пары (пары четвертого класса) двух шарниров (пар пятого класса).
Сущность изобретения заключается в том, что предлагается пространственный смесительный механизм, включающий гидроцилиндр возвратно-поступательного действия и пространственное коромысло со смесительной лапой, в котором шток поршня гидроцилиндра и пространственное коромысло соединены через шатун, при этом шток поршня и шатун, а также шатун и пространственное коромысло связаны между собой в одноподвижные вращательные кинематические пары (шарниры).
Общий вид предлагаемого пространственного смесительного механизма показан на чертеже.
Механизм состоит из гидроцилиндра возвратно-поступательного действия 1, поршня 2, входящего с корпусом гидроцилиндра в цилиндрическую кинематическую пару четвертого класса и выполненного за одно целое со штоком 3, шатуна 4, связанного со стороны штока 3 и со стороны пространственного коромысла 5 во вращательные кинематические пары пятого класса (шарниры), и пространственного коромысла 5, соединенного со стойкой 6 в сферическую кинематическую пару третьего класса.
Работает механизм следующим образом. При подаче рабочего агента (жидкости) в поршневую или в штоковую полости гидроцилиндра 1 поршень 2 со штоком 3 получает возвратно-поступательные движения. Шток 3 через шарнир передает движение шатуну 4. Сферическая кинематическая пара, соединяющая пространственное коромысло 5 со стойкой 6, позволяет совершать сложное движение пространственному коромыслу 5, а вместе с ним и лапе смесителя 7, которая будет перемешивать содержимое лотка 8 в различных направлениях.
Известно, что подвижность пространственных механизмов определяется формулой Малышева А.П., имеющей вид [3, стр.35, формула (2, 4)]
где W означает скольким звеньям следует задать движение, чтобы все остальные звенья двигались вполне определенно,
n - число подвижных звеньев,
5
4
3
2
1
5
4
3
2
5
p, р, р, р, p - числа кинематических пар соответственно: p - пятого класса (одноподвижные), р - четвертого класса (двухподвижные), р - третьего класса (трехподвижные), р - второго класса (четырехподвижные), p - первого класса (пятиподвижные).
В предлагаемом механизме число подвижных звеньев три - это поршень 2 со штоком 3, шатун 4 и пространственное коромысло 5 совместно с лапой 7, т.е. n=3.
Кинематических пар всего четыре - это две вращательные кинематические пары пятого класса, связывающие шатун 4 со штоком 3 и шатун 4 с пространственным коромыслом 5, одна цилиндрическая кинематическая пара четвертого класса, соединяющая поршень гидроцилиндра 2 с корпусом гидроцилиндра, и одна сферическая кинематическая пара третьего класса, связывающая пространственное коромысло 5 со стойкой 6.
5
4
3
Таким образом, состав кинематических пар следующий: p=2, р=1, р=1.
Подставляя в формулу (1) приведенные значения, получим
W=6·3-5·2-4·1-3·1=1,
откуда следует, что предлагаемый пространственный смесительный механизм вполне работоспособен.
Источники информации
1. Артоболевский И.И. Механизмы современной техники, т.1. - М.: Машиностроение, 1970.
6
2. Пат. 2305406 РФ, МПК А21С 1/00, А21С 1/14. Пространственный тестомесильный механизм [текст] / Дворников Л.Т., Попугаев М.Г. - №2006107074/13; приоритет от 06.03.2006; опубл. 10.09.2007, бюл. №25.
3. Артоболевский И.И. Теория механизмов и машин. М.: Наука, 1975.