Направляющий механизм

(54)(держамеждув ЮЩИЙ МЕХАНИЗМ, со шарниряо связанны шип и шатун одина тически связанный 57) НАПРАВЛЯ щий стойку,собой крив ои длины, кинем шатуном привод ым числом, рави ения кривошипаиде цепных перед ены ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙОПИСАНИЕ ИЭО ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 3615935/25-2818.07.8330.09.84, Бюл. Мф 36А.А.Андреев71) Научно-производствение "Атомкотломаш"53) 621.855(088.8)1, Авторское свидет3709, кл. Г 16 Н 19 ащения с передаточдвум, привод врасполнительное звеЯО 1116246 А но, шарнирно связанное с шатуном икинематически - с кривошипом с передаточным числом, равным 1/2, о т л ич а ющ и й с я тем, что, с цельюрасширения кинематических возможностей, механизм снабжен корпусом, накотором с возможностью вращения. установлен кривошип, приводы размещенывнутри корпуса и снабжены раздельными тормозами, корпус связан со стойкой шарниром и имеет возможность вращения вокруг, него в плоскости, перпендикулярной плоскости вращениякривошипа и шатуна, а кинематическиесвязи шатуна е его приводом и кривошипа с исполнительным звеном выпол111 бИзобретение относится к устройст-.вам для преобразования вращательногодвижения в возвратно-поступательноеи может быть Использовано в различных областях машиностроения, в част 5ности в атомном машиностроении икотлостроении, например, для перемещения контрольного устройства дляконтроля качества сварных швов большой протяженности и различной конфигурации (длиной или диаметром до 8 м).Известен направляющий механизмсодержащий стойку, шарнирно связанные между собой кривошип и шатун одинаковой длины, кинематически связан 5ный с шатуном с передаточным числом,равным двум, привод вращения кривошипа и исполнительное звено, шарнирно связанное с шатуном и кинематически - с кривошипом с передаточным чис 20лом, равным 1/2,В известном механизме кинематические связи шатуна с его приводом икривошипа с исполнительным звеном выполнены в виде последовательно соединенных планетарных механизмов, водило первого из которых является кри. вошипом, а водило второго - шатуном,при этом каждый из планетарных механизмов имеет солнечное колесо, сателлит и паразитное колесо, расположенное между последними на оси водила,Водило второго планетарного механизма жестко соединено с сателлитом первого, а солнечное колесо первогопланетарного механизма заторможено,При вращении водила первого планетарного механизма сателлит второго, накотором закреплен исполнительныйорган, совершает прямолинейное перемещение по диаметральной линии, про Оходящей через ось водила первогопланетарного механизма, а наибольшаядлина этого перемещения равна четырем длинам водила 11,Недостатками известного механизма являются перемещение исполнительного органа только прямолинейно и водной плоскости, а также большие габариты и вес при больших значенияхперемещения, так как увеличение дли Оны водил влечет за собой увеличениедиаметров солнечного колеса первогои сателлита второго планетарных механизмов,Цель изобретения - расширение кинематических возможностей механизмаза счет обеспечения перемещения исполнительного звена не только прямо 24 б 2 линейно, цо и по окружностям разных диаметров и в разных плоскостях.Указанная цель достигается тем,что направляющий механизм, содержащий стойку, шарнирно связанные между собой кривошип и шатун одинаковой длины, кицематически связанный с шатуцом привод вращения с передаточным числом, равным двум, привод вращения кривовила и исполнительное звено, шарнирно связанное с шатуном и кинематически - с кривошипом с передаточным числом, равным 1/2, снабжен корпусом, на котором с возможностью вращения установлен кривошип, приводы размещены внутри корпуса и снабжены раздельными тормозами, корпус связан со стойкой шарниром и имеет возможность вращения вокруг него в плоскости, перпендикулярной плоскости вращения кривошипа и шатуна, а кинематические связи шатуна с его приводом и кривошипа с исполнительным звеном выполнены в виде цепных передач.На фиг. 1 изображена кинематическая схема предлагаемого механизма;на фиг, 2 - схема работы механизма, при которой исполнительный орган совершает возвратно-поступательное движение в любом направлении; на фиг.3схема работы механизма, которая применяеТся для изменения направления возвратно-поступательного перемещенияисполнительного органа на заданныйугол. Направляющий механизм состоит изкорпуса 1, внутри которого размещеныпривод 2 кривошила 3 и привод 4 шатуна 5. Привод 2 снабжен тормозом 6и связан с редуктором 7, на выходной оси 8 которого закреплен кривошип 3. Привод 4 снабжен тормозом 9 и связан с редуктором 10, на полой выходнойоси 11 которого жестко закреплена звездочка 12. Ось 8 с кривошилом 3 концентричцо установлена в полойоси 11. Звездочка 12 кинематически связана посредством цели 13 со звездочкой 14, жестко закрепленной ца конце шатуна 5; который шарнирно связан с кривошипом 3, а ца другом конце шатуна шарнирно установлена подвеска 15, жестко связанная с исполнительным звеном 16 и звездочкой 17. Звездочка 17 кинематически связана посредством цепи 18 со звездочкой 19, жестко установленной на кривошипе 3. Корпус 1 размещен на плоском шарнире 20, закрепленном11163на стойке 21, и имеет возможность вращения в плоскости, перпендикулярной плоскости вращения кривошипа 3 и шатуна 5.Работа направляющего механизма осуществляется по нескольким схемам5 следующим образом.Схема 1 (фиг. 2 ). Привод 4 шатуна 5 заторможен тормозом 9, привод ,2 кривошнпа 3 вращает кривошип по чаО совой стрелке. Одновременно кривошип перемещается по определенной траектории, в результате чего цепь 13, облегая неподвижную звездочку 12, вращает звездочку 14, а вместе с ней15 и шатун 5. Причем шатун 5 вращается в противоположном направлении с удвоенной угловой скоростью относительно кривошипа 3 (так как=2). Из этого следует, что при равных длинах20 кривошипа 3 и шатуна 5 траектория подвески 15 - прямая линия. При полном обороте кривошипа 3 рабочий ход подвески 15 равен четырем длинам кривошипа 3. При этом шатун 5, вра 25 щаясь против часовой стрелки, обкатывает цепь 18 вокруг звездочки 19 и тем самым вращает подвеску 15 исполнительного звена 16 по часовой стрелке с угловой скоростью, в два раза меньшей скорости шатуна 5 (такЗО как 2 =2,), т,е. в ту же сторону, что и кривошип 3, и с угловой скоростью, равной угловой скорости кривошипа. Из этого следует, что исполнительное звено 16 совершает плос-З 5 копараллельное перемещение с рабочим ходом, равным четыремдлинам кривошипа,Схема 2 (фиг. 3). Привод 2 криво- шипа 3 заторможен тормозом 6, и кривошип 3 неподвижен. Привод 4 шатуна 4 О 5 вращает звездочку 12 против часовой стрелки, через цепь 13 вращение передается звездочке 14, что вызывает вращение шатуна 5 также против часовой стрелки, При повороте шатуна 5 45 на угол 2 о относительно кривошипа 3 весь механизм выходит на новое направление Х с заданным углом с относительно предыдущего направления Х также против часовой стрелки. При этом исполнительное звено 16 разворачивается на угол о относительно шатуна 5, но по часовой стрелке, занимая положение в направлении ОХ .Далее работа механизма осуществляется по схеме 1.Работая по обоим схемам, получаем все возможные направления возвратно 246 4поступательного перемещения исполнительного звена 16 в плоскости ХОУ.Используя поворот всего механизма относительно оси шарнира 20, получаемвозможность работы направляющего механизма по трем координатным направлениям.При необходимости вращательногодвижения приводы 2 и 4 включают одновременно. Ось 8 и полая ось 11 вращаются посредством редукторов в одном направлении и с одинаковой угловой скоростью. При этом относчтельное расположение кривошипа 3 и шатуна 5 не изменяется, так как согласноработе по схеме 1 при повороте кривошипа 3 по часовой стрелке на угол о,шатун 5 должен повернуться относительно кривошипа 3 на угол 2 Ы. против часовой стрелки, но в это же время отпривода 4 посредством редуктора 10,звездочек 12, 14 и цепи 13 он проворачивается на угол 2 Ы по часовойстрелке, компенсируя предыдущее движение. Таким образом, исполнительноезвено 16 совершает вращательное движение вокруг оси, согпадающей с концентричными осями 8 и 11.Изменение радиуса вращения исполнительного органа осуществляется приработе по схемам 1 и 2.При необходимости эксцентричноговращения исполнительного органа (например при контроле сваренных в корпусе патрубков) кинематическая связьмежду звездочками 17 и 19 устраняется, а подвеска 15 фиксируется относительно своей оси под любым углом.Работа идет по схеме 2. Вращениеисполнительного звена 16 происходитвокруг оси шарнирного соединения шатуна 5 с кривошипом 3 эксцентричноотносительно центра приводов, причем кривошип 3 неподвижен, радиусвращения исполнительного звена 16равен длине шатуна 5, а эксцентриситет - длине кривошипа 3,Работа направляющего механизмаможет осуществляться и от одного привода с применением раэдаточнои короб"ки, но при этом кинематическая схема привода несколько усложняется. Изобретение позволило получить простую технологичную многоцелевую конструкцию направляющего механизма для работы по трем координатам; обладающую при большом радиусе действия сравнительно малым весом.1116246 оставитель В,Савицкийехред Ж.Кастелевич Корр ор И. Бандура О,Тиго Под митета СССР ткрытий ская наб., каэ 6904/29 Тираж 912 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Рауш