МЕХАНИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ
MECHANICAL BOOSTER

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в механизмах для усиления их механических показателей.
Известен механический усилитель, в котором ползун пресса кинематически сопряжен с механизмом преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное движение выходного вала, что позволяет часть мощности на ползуне использовать для работы каретки с захватным средством (SU 1346305 А1, 23.10.1987). Однако в данном устройстве не вся мощность, выделяемая на ползуне, используется для работы других механизмов.
Известен также механический усилитель мощности, содержащий приводной вал и кинематически связанный с ним посредством механизма передачи крутящего момента выходной вал (RU 2407638 С2, 27.12.2010 (прототип). В этом устройстве механизм передачи крутящего момента выполнен в виде шатуна, коленчатых рычагов и ползуна. Энергетическим параметром усиления этого усилителя является механическая мощность. Недостатком известного механического усилителя мощности является его относительно низкий коэффициент усиления за счет потерь в нескольких парах трения механизма.
Задачей изобретения является создание устройства с меньшим количеством пар трения, что обеспечит увеличение коэффициента усиления и соответственно повышение его эффективности в несколько раз.
Для этого в механическом усилителе мощности, содержащем приводной вал и кинематически связанный с ним посредством механизма передачи крутящего момента выходной вал, механизм передачи крутящего момента выполнен в виде дисков, жестко соединенных один с приводным, а другой с выходным валом, спиц и ползуна, при этом упомянутые спицы выполнены разной длины со сквозным каналом каждая, жестко закреплены на соответствующем диске и кинематически связаны друг с другом посредством установленного в сквозном канале каждого диска с возможностью свободного перемещения и передачи вращательного момента с приводного вала на выходной вал ползуна.
На фиг. 1 представлен механический усилитель; на фиг. 2 - кинематическая схема усилителя.
Механический усилитель состоит из приводного вала 1 и кинематически связанного с ним посредством механизма передачи крутящего момента выходного вала 7. Механизм передачи крутящего момента выполнен в виде двух дисков 2 и 6, жестко соединенных один с приводным валом 1, а другой - с выходным валом 7, спиц 3 и 5 и ползуна 4. Спицы 3 и 5 выполнены разной длины со сквозным каналом. Спица 3 жестко закреплена на диске 2, а спица 5 - на диске 6. Спицы 3 и 5 кинематически связаны друг с другом посредством ползуна 4, установленного в сквозном канале каждого диска с возможностью свободного перемещения и передачи вращательного момента с приводного вала 1 на выходной вал 7.
Механический усилитель работает следующим образом.
1
2
На входной вал 1 под действием силы F подается крутящий момент М. От вала 1 момент передается диску 2, который жестко зафиксирован на валу 1. На диске 2 жестко закреплены спицы 3. Под действием момента М вал 1 совместно с диском 2 и спицами 3 совершает вращательное движение. Внутри спиц 3 сделан сквозной канал таким образом, чтобы ползун 4 мог совершать по этому каналу прямолинейное движение. Ползун закреплен в канале таким образом, чтобы он мог совершать перемещение только в одном направлении - вдоль канала. Таким же образом ползун 4 закреплен на спице 5. Для этого в спице 5 выполнен аналогичный сквозной канал. Спицы 5 жестко закреплены на диске 6, который, в свою очередь, жестко закреплен на выходном валу 7. При вращении вала 1 через ползун 4 вращательный момент передается на выходной вал 7. Согласно законам механики сила F, передаваемая валом 7, под действием момента М увеличивается в соответствии с отношением длин спиц 3 и 5. Таким образом, происходит усиление. При соединении в единую систему нескольких предлагаемых усилителей общий коэффициент усиления рассчитывается как произведение коэффициентов усиления каждого усилителя. Потери при кинематической передаче ограничиваются только скольжением ползуна 4 по стенкам канала спиц. При передаче вращательного движения от одного вала к другому используется в два раза меньше пар трения, что значительно повышает его эффективность, кроме того, усилитель обеспечивает выигрыш в силе за счет передачи вращательного момента от одного вала к другому, имеющих различные моменты инерции.