Ограничитель вращения

Союз Советски кСоциалистическикРеспублик А Н И Е (ц)734638ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) П риорн ген Опубликовано 15,05.80, Бкллетень18 Дата опубликования описания 17,05.80 Государствоииый комитет по делам иэобретеиий и открытий(54) ОГРАНИЧИТЕЛЬ ВРАШЕНИЯ 1Изобретение относится к механическим системам управления, а именно к ограничителям вращения, и может быть использова.- но в тех областях техники, где требуется ограничение наибольшего угла поворота в многооборожых кинематических линиях.Известные ограничители вращения (стопоры) представляют собой два кинематически связанных звена, каждое из которых имеет свою ось вращения. К ним от 1 О носятся червячный стопор, шестереночный стопор 1.Преимушеством этих стопоров является многооборотность т.е. ограничение большого угла поворота ведомого звена механизма.Недостатки стопоров - ограниченность их применения (обычно при числе стопочных оборотов больше 17), наличие второго вала вращения, что приводит к плохой компонуемости, а также невозможность применении при необходимости регулировки в механизме различного стопорного числа оборотов,2При малых пределах стопорения используют ограничители с кулачковыми шайбами.Такие ограничители представляют собой стопоримый валик с набором кулачковых шайб,каждая из которых, сделав один оборотувлекает за собой следующую и т,д. до тех пор, пока последняя шайба не упрется в выступ корпуса.Преимушество этих стопоров заключается в том что они собраны на одном центре (стопоримом валу).Недостатки стопоров - ограниченное применение (до 20 оборотов), необходимость расчета на каждый предел стопорепия изготовление спецдетали и пригонка ее при сборке в каждом новом механизме.Наиболее близким к изобретению являются винтовые ограничители вращения, у которых на стопоримом валу между двумя опорами установлены ограничительные и подвижный упоры, снабженные контактнь- ми выступами. Подвижный упор сопряжен с валом резьбой и перемещается вдоль него по направляющей корпуса 121.38 фУказанная цель достигается выполнением корпуса с внутренней резьбой, а подвижного упора в видерезьбовых роликов, заключенных в обойму и сопряженных с резьбовым валсм (винтом) и корпусом, В связи с этим подвижный упор перемещается в осевом направлении меньше, чем на шаг за один оборот вала. Передаточное отношение между углом поворота вала и перемещением подвижного упора вдоль резьбового вала зависит от разности диаметра внутренней резьбы корпуса и диаметра резьбового вала. Однако требования минитпоризации не позволяют применять винтовые ограничители при больших пределах стопорения, Увеличение числа стопоримых оборотов влечет за собой увеличение осевого перемещения, которое зависит от шага винта, но уменьшение шага резьбы дает малый эффект (незначительно уменьшает его длину), и кроме того снижает прочность резьбы стопора. В ограничителе присутствует трение скольжения, что приводит к лишним энергетическим затратам, Существующие шарико-винтовые механизмы в качестве многооборотного компактного винтового25 накопителя информации не приемлемы по причине их большого шага . В связи с миниатюризацией приборов присохранении пределов стопорения в винтовых ограничителях вращеэо ния уменьшают осевое перемещение за оборот за счет уменьшения шага применением дифференциальных винтов и т.п. При этом уменьшается надежность стопорения и появляется опасность проскальзывания35 выступов упоров друг относительно друга в момент стопорения, При малых линейных перемещениях за оборот вала контактная площадка выступов сужается. При перемещениях, соизмеримых с люфтом подвижно 4 О го упора, этот упор перекашивается или отходит под действием больших динамических усилий стопорения и малой площади контактирования выступов, вследствие чего вал совершает лишний оборот сверх не 45 обходимого предела стопорения до следующей встречи выступов упоров. 3 7346Преимущество этого типа ограничителей - установка их на одном центре вращения, что позволяет естественно вписываться в компоновку механизма, Такие ограничители легко преобразуются в универсальные для любых пределов стопоре 5 ния установкой неподвижных упоров на резьбовую часть.Размещение винтового стопора на валу между двумя опорами позволяет выполнить корпус в виде стандартнойвтулки,Недостаток таких стопоров заключается в том, что в момент стопорения,вследсъ 50 вие удара при больших скоростях вращения на выступах упоров повышается удельно давление, которое превышает допустимое, вследствие малости контактной площадки.Цель изобретения - расширение пределов стопорения и повышение надежности стопорения ограничителей вращения при ограниченных габаритах по длине и уменьшении моментов трения. Таким образом достигается расширение пределов стопорения при ограниченных длинах резьбовых валов и одновременно уменьшается трение.Дополнительно каждый ограничительный упор выполнен в виде двух частей, одна из которых неподвижно закреплена на ва - лу, а другая подвижно связана с ней,причем между подвижной и неподвижной частями ограничительного упора установлен упругий элемент,Динамические нагрузки воспринимают ся эластичным упругим элементов, Процесс ограничения вращения вала разбивается на два этапа: момент встречи подвижного и ограничительного упора и момент стопорения. В момент встречи начинается увеличение контактной площадки выступов соприкоснувшихся упоров, которое заканчивается в момент стопорения.На фиг, 1 показан ограничитель вращения, продольный разрез; на фиг, 2- поперечное сечение Б-Б по корпусу, роликам и валу; на фиг. 3 - ограничитель вращения, продольный разрез(с вариантом выполнения ограничительного упора) В корпусе 1 ограничителя вращения, выполненном в виде втулки с фланцем, в опорах 2 вращении размещен вал 3. На внутренней поверхности корпуса нанесена резьба по всей его длине. На валу 3 между опорами 2 выполнена резьба с шагом, равным шагу резьбы корпуса 1.На резьбовой части вала размещены два неподвижных отн. ительно вала 3 ограничительных упора 4 и подвижный упор 5. Неподвижный упор выполнен в виде двух частей разрезной гайки с выступом и может быть закреплен на любом месте резь бовой части вала 3, Подвижный упор 5 выполнен в виде обоймы с резьбовыми роликами 6, сопряженными с резьбой корпуса 1 и вала 3, Шаг резьбовых роликов равен шагу резьбы корпуса и вала, На638 6закреплен на валу 3 и вращается вместес ним, В момент встречи боковая поверхность выступа подвижного упора 5 соприкасается с боковой поверхностью выступаподвижной части 12, которая начинает перемешаться по наружной резьбе части. 10в ту или иную сторону в зависимости отнаправления резьбы. При противоположномнаправлении резьбы вала 3 и подвижнойчасти 12 в момент встречи выступов упора 5 и части 12 они начинают перемешаться навстречу друг другу до упорасвоими торцами, При одинаковом направлении резьбы осевое перемещение подвикной части 12 за один оборот должно бытьменьше перемещения упора 5, В этом случае упор 5 при встрече выступов начинаетдогонять подвижную часть 12 до соприкосновения торцов, Вариант конструкциис встречным перемешением упора 5 иподвижной части 12 выгоднее попутного,так как ускоряет стопорение, что сокращает габариты по длине ограничителя врашеЕЕИЯ,го упоров располоекены на одном радиусеот центра вращения. Осевой люфт опорвращения регулируется гайками В и шайбами 9,Ограничитель вращения работает следуюшим образом,При вращении вала 3 подвижный упорвращается вокруг вала и перемешается 1 Овдаеь него до соприкосновения своим выступом 7 с выступом неподвижного упора,Подвижный упор представляет собой водило планетарной передачи, а ролики - сателлиты, перекатывающиеся по двум ок Зружностям разной длины, Поэтому подвижный упор за один оборот вала перемещается вдоль него на расстояние, не равное:шагу резьбы вала,Таким образом, выполнение подвижного 20упора ограничителя вращения в виде обоймы с резьбовыми роликами, сопряженнымис резьбой корпуса и вала, позволяет в пределах рабочей длины вала увеличитьколичество оборотов стопоримого вала, выполнение подвижного упора в виде обоймы сотдельными роликами позволяет повыситьмногопарность зацепления (число точекконтакта) винтовой пары, а следовательно, более равномерное распределение пре 30дельной нагрузки, возникающей в моментстопорения. Кроме того, использование роликов в подвижном упоре заменяет трениескольжения винтовой пары на трение качения, что позволяет повысить КПД ограни- з 5чителя вращения до 93-95%,Выполнение неподвижного упора из двух частей, сопряженных эластичным упругим элементом, позволяет уменьшить влияние динамических нагрузок в момент стопорения за счет регулировки момента сопротивления пружины, а также за счет плавного увеличения площадки контакта выступов соприкасаемых упоров, Использование пружины кручения в качестве эластичного элемента, кроме того, псоволяет возвращать подвижную часть ограничительного упора в исходную позицию, Все вышеперечисленные признаки позволяют исключить последствия удара в момент стъековки упоров, создать упругий упор .и повысить надежность стопорения ,ограничителя вращения. 5 734 обойме с двух сторон велполнены вьеступы 7. Выс-.упье подвижных и неподвижнсьВ корпусе 1 ограни тителя вращения (см. фиг.3) в опорах вращения 2 размещен вал 3 с резьбой. Ограничительный упор 4 разделен на40 две основные части, одна из которых выполнена в виде разрезной резьбовой втулки неподвижной части 10 с внутренней и наружной резьбой и может быть закреплена крепежными элементами 11 в любом месте вала 3. Другая часть 12 выполнена в виде гайки с торцовым выступом, установлена подвижно на разрезной втулке и сопряжена с ее наружной резьбой. Между подвижной частью 12 и неподвижной частью0 10 размещена пружина 13 кручения и мерная шайба 14, образующие упругий элемент. Подвижный упор 5 и подвижная часть 12 снабжена контактныели выступами 15,Ограничитель работает следующим образом.При вращении вала подвижный упор перемешается вдоль него до встречи с ограничительньем упором. Ограничительееьей упор В процессе взаимного перемещения выступов упоров после встречи площадка соприкосновения их растет и достигает максимума в момент стопоренеея, а также возрастает противодействие пружины, заведенной на определенный момент вращения.Мерная шайба 14, размещенная между подвижной частью 12 и неподвижной частью 10 ограничительного упора, сохраняет однозначность положения упора в исходном состоянии.При изменении направления вращения вала 3 (при расстопорении) подвижная часть 12 под действием регулируемой пружины 13 кручения возвращается в исходное положение.б-б ЦНИИЛИ Заказ 2218/9 Тираж 956 Подписное ул, Проектн ППП Патент, г, Ужгород 7 7346Формула изобретения 1. Ограничитель вращения, содержащий корпус, внутри которого расположен вал с резьбой, ограничительные и подвижный упоры с контактными выступами, о тд и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения рабочего диапазона ограничителя, на внутренней поверхности корпуса выполнена внутренняя резьба, а подвижный 10 упор ссстоит из резьбовых родиков, размещенных в обойме и сопряженных с резьбовым валом и корпусом.2, Ограничитель вращения по п, 1, . о т л и ча ю щ и.й с я тем,что, с 15 целью повышения . надежности ограничите 38 8ля, каждый ограничительный упор выполнен в виде двух частей, одна из которыхнеподвижно закреплена на валу, а другаяподвижно связана с ней, причем междуподвижной и неподвижной частями ограничительного упора установлен упругий элемент. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Справочник конструктора точного приборостроения, под ред, Литвина ф. Л,М., "Машиностроение", 1964, с, 429. 2. Авторское свидетельство СССР383084, кл. 505 б 5/00, 1971