Гибкий шток

(5)5 О РЕ Н ие ИГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 798350, кл, Г 04 В 27/08, 1979.(57) Применение: поршневые машины,имущественно аксиально-поршневые ко 1788367 А 1 рессоры. Сущность изобретения; в корпусе 1 размещена качающаяся шайба 2, шарнирно соединенная с гибкими штоками 3, неподвижно соединен нымй "с "плунже"рамй поршнями) 4. Последние размещены в цилиндрах 5. Штоки 3 со стороны плунжеров имеют плоские, гибкие участки 6 и 7, Плоскости этих участков параллельны оси штока и расположены под углом 90 друг к другу. Между ними выполнено утолщение 8. 1 ил,. машинам, преимущественно аксиальнопоршневым компрессорам.Механизм преобразования вращательного движения в возвратно-поступательноев таких машинах включает наклонную шайбу, совершающую прецессионное движение. При этом точки, к которым прицепленыштоки поршней на наклонной шайбе, совершают сложное движение в трех координатах (включая рабочий ход). Поэтому с двухсторон штока онимеет цилиндрические илишаровые шарниры, один для соединения сплунжером, а другой для соединения с шай 1 бой.Для предотвращения вращения шайбыприменяются стабилизирующие устройстваразных типов.Учитывая, что боковые перемещения точек шайбы, к которым крепятся шарниры,сравнительно невелики, не более 5-10% отрабочего хода, есть конструкции с цилиндрическими шарнирами в сбединении штокшайбы и плунжерами, движущимися вдольоси вала вместе со штоком,Недостатком такой конструкции является необходимость применять направляющие для штоков поршней, что ведет кзначительному увеличению потерь на трение от боковых сил, вызванных перекосами,неточностью сборки, снижает надежность идолговечность. Для частичного устраненйяпотерь по авт, свид, Ь 798350 внутри пологоштока размещен гибкий стержень с утолщением, связанный неподвижно с плунжером.Наружная часть штока препятствует изгибу стержня,Но и такая конструкция несвободна отнедостатков, т.к, усложнены штоки и сохранились направляющие.Цель изобретения состоит в упрощенииконструкции штока. Эта цель достигается зэсчет того, что гибкий участок штока выполнен по крайней мере из двух плоских элементов, расположенных вдоль оси штокапод углом друг к другу.На чертеже дан вид устройства в плоскости оси вала,Аксиально-поршневая машйна содержит корпус 1, размещенную в нем качающуюся шайбу 2, шарнирно соединенную сгибкими штоками 3. Гибкие штоки 3 неподвижно соединены с плунжерами (поршнями) 4. Плунжеры 4 размещены в цилиндрах5, штоки 3 со стороны плунжеров имеютплоские гибкие участки б и 7,Плоскости этихучастков параллельны оси штока и расположены под углом 90 друг к другу, при этоммежду ними выполнено утолщение 8. На35 Ркр,1=КЕ 1/а где Е - модуль упругости; К - коэффициент; , 1,2- момент инерции сечения, По условию И г40 г г В первомслучае д 1 = 3 Е, где д 1 -Ра3 Е 1поперечное перемещение шарнира штока,45 Ра а 1, ге т( ) В втором случае дг = 1 -- )Р 1 а, 2 Е 122 а) Отсюда дг/д 1 3 а/1Значит, при том же усилии Р в первом случае перемещение будет более чем втрое меньше, Фактически эта разница несколько меньше. т.к. мы пренебрегли комплексом (И/2 а)2.Уменьшением будет ограничено уменьшением 12 из условий прочности на изгиб при знакопеременном цикле нэгружения.Сравним два штока длиной а, один из . которых постоянного сечения, а другой сочертеже показана одна поршневая группа.т.к. остальные по конструкции аналогичны.При работе машины пространственноедвижение(прецессия) качающейся шайбы 25 сообщает штоку 3 и сцепленному с нимплунжеру возвратно-поступательное движение, При этом точки шайбы 2, на которыхзакреплены шарниры штоков, перемещаются в общей плоскости осей плунжера и вала10 (плоскость чертежа) перпендикулярно движению штока и в обе стороны от этой плоСКОСТИ.Благодаря гибкости участков б и 7 каждый из них позволяет при небольших усили 15 ях (моментах) совершать эти отклонения.При этом изгибные напряжения невелики из-за гибкости этих участков, а продольный изгиб они выдерживают благодаря их .небольшой длине,20 Для доказательства преимуществ такого решения необходимо рассмотреть основные зависимости, описывающие картинусил, перемещений и напряжений,Условиями сравнения должны быть оди 25 йаковость длины штока а, поперечной силыР и силы сжатия Р (поршневой), Рр - критическая продольная сила, вызывающая продольный изгиб.Сравним два штока, имеющих длину а,30 один из которых имеет постоянное сечениеи другой - утонченную часть со стороныплунжера длиной 1, когда 1 а при одинаковых Екр(Ркр,1=Ркр.г)1788367 Формула изобретения Гибкий шток преимущественно аксиально-поршневой машины, содержащий гибкий участок и соединенный. неподвижно с поршнем и шарнирно с приводом, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения конструкции, гибкий участок штока выполнен по меньшей мере из двух плоских элементов, расположенных последовательно вдоль оси штока под углом друг к другу,Составитель Л,ИмянитовТехред М.Моргентал Корректор О,Юрковецкэя Редактор Заказ 66 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 стоит из двух плоских участков прямоугольного сечения длиной 1=а/2, расположенных под углом друг к другу с коротким промежуточным утолщением.Раз 5При1 кр.1=1 кр,2 12=11/4; д 1 =ЗЕ 11дг =, ( -,)таким образом д 2 втрое больше (индекс 1 относится к первому штоку, индекс 2 - к второму).Смысл предложенного решения состоит в том, что если на стержне постоянного сечения сделать посередине короткое утолщение(при отсутствии наружного ограничителя), то зто не скажется на его продольной устойчивости, Если же взять два участка стержня плоского прямоугольного сечения и расположить их через утолщение вдоль оси под углом, например 90; то каждое из них может быть неустойчивым только в одной плоскости, что дает сокращение длины при расчете на устойчивость вдвое,В вышеуказанной второй модели стер жня выигрыш в гибкости будет только в одной плоскости, примыкающей к плунжеру, Для того, чтобы он был в двух плоскостях, т,е. в любом направлении (т.к, любое направление можно разложить на два перпендикулярных друг другу) надо не менее двух плоских участков стержня расположить под углом вдоль оси стержня на его части около плунжера.Получить такую конструкцию можно не только механической обработкой, но и путем скручивания плоского участка штока под углом вдоль оси в отпущенном (отожженном) состоянии с последующей закалкой.