Устройство для измерения эксцентриситета вращающегося вала

(45) Дата опубликования описания 30.06.80 1) М.Кл 2 Г 16 С 3/28 Государственнык комите СССР по делам изобретений и открытии(72) Авторы изобретения овиков В. А. и в И(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗ КСЦЕНТРИСИТЕТА ВРАЩАЮЩНИЯ ЛА О Цель дос снабжено не тельным раб женным под но предыдущ ройство ополни- располо- осительним при игается тем, что у менее чем одним очйм эксцентриком,требуемым углом о его и связанным с30 Изобретение относится к области машиностроания, в частности,к механизмам.Известны устройства для изменения эксцентриситета вращающегося вала, содержащие корпус, полый вал, рабочий эксценприк, промежуточный эксцентрик, установленный внутри полого вала на оси, перпендикулярной к оси вала, в котором расположен подпружиненный толкатель, взаимодействующий с промежуточным эксцентриком и действующий при помотци рычага, который может быть зафиксирован в нужном положении 11.При повороте рычага перемещается,регулирующий шток, который поворачивает промежуточный эксцент 1 рик, меняющий экьсцентриситет вала,Такне устройства не обеспечивают изменения нескольких эксцентриситетов вала и имеют относительно большие габариты.Целью изобретения является возможность установки нескольких эксцентриситетов вала, уменьшеные габаритов и улучшение условий эксплуатации устройства. помощи пальцев, закрепленных на фланце предыдущего рабочего экоценпрнка и входящих в радиальный паз последующего эксцентрика, а мехачизм для установки 5 эксцентриков в требуемое положение выполнен в виде плунжера, навинченного на винтовой выступ регулируемого штока с возможностью поворота относительно штока не менее чем на 1/4 оборота в обе сторо ны. При этом дополнительный эксцентрыксвязан с валом жестзоо, а со штоком связан скользящей шпонкой и имеет два сквозных диаметрально расположенных винтовых паза, в которых проходит штифт, средняя 15 часть которого расположена в отверстииплунжера, а,концы входят в пазы рабочего эксцентрика, выполненные винтовыми с направлением витков, противоположным направлено витков винтовго паза дополнительного эксцентрика, причем установка эксцентриков в требуемое положение происходит при повороте плунжера штоком, наружный торец которого имеет выступ в виде кривошипа с эксцентриоитетом, равным 25 эксцентриситетам эксцентриков и расположенным в подшипнике качения, установленном внутри стакана, жестко связанного с рычагами управления, проходящими внутри отверстия неподвижной крышки, закрепленной на корпусе.5105 20 25 Зо 35 40 50 55 60 65 На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; па фиг, 2 - разрез А - А на фиг. 1,Устройство состоит из вала 1, установленного в корпусе 2 на двух подшипниках 3. На средней части вала 1 проточена эксцентричная шейка. Величина ее эксцентриситета относительно посадочных мест под подшипники 3, т. е. относительно оси вращения вала 1, равна е. Внутри вала 1 соосно с его эксцентричной шейкой выполнена расточка. На эксцентричной шейке зала 1 прорезаны два сквозных (до внугренней расточки) винтовых паза, смещенных один относительно другого в окружном направлении на 180. В расточке вала 1 установлены по подвижной посадке плунжср 4 и регулирующий шток б. Плунжер 4 своей внутренней резьбой соединен с выступающей резьбовой частью регулирующего штока б. При устанозке плупжера и регулирующего штока в расточку вала 1 резьба между ними закручивается не до конца, гак что плунжер имеет возможность поворачиваться относительно регулирующего штока не менее чем на /4 оборота в обе стороны без нарушения резьбового соединения.В регулирующем штоке 5 установлена ходовая шпонка б, фиксирующая его от поворота в расточке вала 1, где имеется соответствующий шпоночный паз, длина которого позволяет регулирующему штоку перемещаться не менее чем на /4 хода винтовой линял впнтовьх назов,з вале 1. На конце регулирующего штока 5 закреплен шариковый подшипник 7. Посадочное место под него выполнено эксцентричным цилиндрической поверхности регулирующего штока б, входящей в расточку вала 1. Величина эксцентриситета равна е, т. е, такая же, как и у расточки вала 1 относительно оси его вращения. Расположение шпоночных пазов под шпонку б в вале 1 и регулирующем штоке 5 выбираются так, чтобы эксцентриситеты посадочного места под подшипник на регулирующем штоке д относительно его цилиндрической поверхности, находящейся в расточке вала 1, и расточки в вале 1 относительно оси его ращения были направлены диаметрально противоположно. Так например (см. фиг. 1), если эксцентриситет,расточки в вале, 1 располагается снизу от оси его вращения, то эксцентриситет посадочного места под поддипник на регулирующем штоке 5 расположен сверху от оси его цилиндрической поверхности, находящейся в расточке вала 1. Этим достигается то, что ось подшипника 7 всегда находится на оси вращения вала 1.На наружном кольце подшипника 7 закреплена обойма 8, к которой приварены стержни 9 и 10 (см. фиг, 2), направленные радиально и проходящие через винтовые пазы, прорезанные в стакане специальнойкрышки 11 подшипника. Стержень 9 шарнирно соединен с тягой 12, а на стержне 10закреплен противовес 13.На эксцентринчой шейке вала 1 установлена по подвижной посадке эксцентричнаявтулка 14. Ось ее отверстия смещена относит льно оси посадочного места под подшипник 15 на величину е,В отверстии эксцентричной втулки 14имеется два винтовых паза, смещенныхолин относительно другого в окружном направлении на 180. Угол подъема винтовойлинии этих пазов принят таким же, как пу винтовых пазов на эксцентричной шейкевала 1 (принципиально его можно принятьи другим),Направление винтовых линий этих пазов противоположно: если винтовые пазыв"аимеют правое направление, то пазыэксцентричной втулки 14 должны иметь,".евое, и наоборот,Штифт 1 б проходит через оба сквозныхвинтовых паза в вале 1 и отверстие в плуниере 4, его концы входят в гиятовые пазы в э:сцентричной втулке 14, Длина винто.",ых пазов в вале 1 принимается такой,чтобы штифт 1 б имел возможность перемещаться на /4 хода винтовой линии этихпазов и повернуться при этом на 4 окружиостп. Для этого расстояние между, крайними положапиями пальцевой фрезы (еедиаметр равен диаметру, штифта 1 б) принарезапни винтовых пазов должно равняться 4 хода вянтог:ь.х лидий эт.";х пасоса.Винтовые пазы в эксцентричной втулке14 по технологичесиим соооражсниям гыполнгпотся по всей ее длине, а длина этойвтулки принимается не менее /4 хода винтозой аршин (в противном случае штифт 1 бпе смо.кет переместиться на нужную величину)Вторая эксцентричная шейка на вале 1с.;разугтся с помощью установленнои нанем эксцентричной втулки 17, котова: новподвижно крепится шпонкой 18 и гайкой 19и через шкив 20, внутреннее кольцо одногопз подшипников 3, втулку 21 и шайбу 22прижимается к торцу эксцентричной шейки на вале 1.Эксцентричная втулка 17 имеет такуюже величину эксцентриситета е, как и уэксцентричной шейки вала 1, а его направление равносмещено по окружности относительно эксцентриситета этой шейки. Нафпг. 1 изображена только одна эксцентричная втулка 17, и ее эксцентриситетсмещен на 180, Если таких втулок две, тосмещение составит 120, а при трех - 90и т. д. На эксцентричной втулке 17 установлена по подвижной посадке другаяэксцентричная втулка 28, имеющая такой жеэксцентриситет е, В осевом направленииона вместе с установленным на ней подшипником 24 фиксируется шайбой 22,Эксцентричные втулки 14 и 23 соприкасаются между собой имеющимися на нихфланцами:,на фланце втулки 14 закрепленпалец 25, который входит в радиальныйпаз на фланце втулки 23, и наоборот, такойже палец, закрепленный на фланце втулки23, входит в радиальный паз на фланцевтулки 14.Устройство предназначено для измеаения эксцентриситетов втулок 15 и 23 относительно оси вращения вала 1. Эксцентрично расположенные подшипники служат дляпривода различных, механизмов в зависимости от применения предлагаемого устройства, Например, в импульсных вариаторахони служат для привода в качательноедвижение коромысел, в плунжерных насосах с регулируемой производительностью -для привода в возвратно-поступательноедвижение плунжеров.Предлагаемое устройство работает следующим образом,Вал 1 приводится во вращение шкивом20 и через штифт 1 б, проходящий сквозьего винтовые пазы, увлекает за собой эксцентричную втулку 14 с подшипником 15,При этом эксцентричная втулка 4 черезрасположенные на ее фланце радиальныйпаз,и палец 25, которые сцепляются с аналогичными пальцем и радиальным,пазом во фланце эксцентричной втулки 23,ведет за собой последнюю вместе с иодшип,ником 24.В показанном на фиг. 1 положении механизма ось эксцентричной шейки на вале 1раенсложена снизу от оси его,нращвчия, аось наружной поверхности эксцентричнойвтулки 14 (на которой установлен подшипник 15) расположена сверху оси ее отверстия. Так как эксцентричная шейка вала 1и эксцентричная втулка 14 имеют одну и туже величину эксцентриситета е, то в этомположении ось наружной поверхности эксцентричной втулки 14 находится на осивращения вала 1 и эксцентриоитет подшипника 15 равен нулю. В таком положениинаходится и вторая эксцентричная втулка23 с подшипником 24.Смещение подшипников 5 и 24 с осивращения вала 1, т, е. перевод их в эксцентричное положение, производится путем поворота втулки 14 на эксцентричной шейкевала 1 (из положения, показанного нафиг. 2). При этом ось ее наружной поверхности смещается с оси вращения вала .1 иэксцентриситет подшипника 15 увеличивается.Вместе с втулкой 14 на такой же уголповорачивается и втулка 23, сцепленнаяс ней при помощи расположенных в ихфланцах радиальных пазов и входящих вних пальцев 25, Так как эксцентричныевтулки 14 и 23 имеют одинаковые величиныэксцентриситетов и поворачиваются наодин и тот же угол соответственно на экс 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 с)ормулаУстройство для изменения эксцентриситета вращающегося вала, содержащее корпус с установленным в нем валом, имеющим с одного торца осевое отверстие, в котором расположен,рвгулируюший шток, при этом на валу, в месте его осевого отизобретения центричной шейке вала 1 и эксцентричной втулке 17, также имеющих одинаковые величины эксцентриситетов, но равносмещенные в окружном направлении (в данном конкретном случае при двух подшипниках 15 и 24 на 180), то зкоцентриситет подшипника 24 относительно оси вращения вала 1 все время равен эксцентриситету подшипника 15 и равносмещен относительно него в окружном направлении. Макоимальной величины, равной 2 е, эксцентриситеты подшипников 15 и 24 достигают при повороте эксцентричной втулки на 180.При повороте эксцентричных втулок 14 и 23 изменяется расстояние между осями закрепленных на их фланцах пальцев 25. Выполнение на каждом фланце радиального паза под соответствующий палец 25 позволяет последнему беспрепятственно перемещаться в радиальном направлении и в то же время обеспечивает постоянное жесткое сцепление между эксцентричными втулками 14 и 23 в окружном нанравлении.Поворот эксцентричной втулки 14 из положения нулевого эксцентриситета (см. фиг. 2) осуществляется перемещением тяги 12 вниз, которая поворачивает стержень 9 и перемещает его вправо из крайнего левого положенил, занимаемого им при нулевом эксцентриситете.Перемещение штифта 1 б,по винтовым пазам вала 1 складывается из двух движений: вращательного вокруг оси вала и поступательного вдоль оси. При повороте штифта 1 б его выступающие концы, входящие в винтовые пазы эксцентричной втулки 14, поворачивают ее вместе с собой на тот же угол. При поступательном движении штифта 1 б его концы скользят по винтовым пазам в эксцентричной втулке 14 и поворачивают ее на дополнительный угол, Так как винтовые лавинии этих пазов имеют противоположное направление винтовым пазам в вале 1, то оба поворота эсцентричной втулки 14 (вместе с штифтом 1 б и относительно этого штифта) складываются. Если винтовые пазы в эксцентричной втулке 14 имеют таиую же величину хода винтовой линии, как и у винтовых пазов вала 1, то угол поворота этой втулки равен удвоенному углу поворота штифта 1 б, Поэтому для поворота эксцентричной втулки 14 на 180 штифт 1 б должен повернуться на половину этого угла, т. е. на 90, что соответствует осевому перемещению регулирующего штока 5 на /4 величины хода винтовых пазов в вале 1.7верстия установлены промежуточный эксцентрик и рабочий эксцентрик с фланцем, а также имеющее механизм для установки эксцентриков требуемое положение, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью установки нескольких эксцентриситетов вала, уменьшения при этом габаритов и улучшения условий эксплуатацииоио снабжено не менее чем одним дополнительным рабочим эксцентриком, расположенным под требуемым углом относительно предыдущего и связанным с ним при помощи пальцев, закрепленных на фланце предыдущего рабочего эксцентрика и входящих врадиальный паз последующего эксцентрика, а механизм для установки эксцентриков в требуемое положение выполнен в виде плунжера, навинченного на винтовой выступ регулируемого штока с возможностью поворота относительно штока,не менее чем на /4 оборота в обе стороны, при этом допойнительный эксцентрик связан с валом жестко, а со штоком связан при помощи скользящей шпонки и имеет два сквозных диаметрально расположенных винтовых паза, в которых проходит штифт, средняя часть которого рааположена в отверстиями плунжера, а концы его входят в пазы, имеющиеся в рабочем эксцентрике и выполненные так же винтовыми с направлением витков, противоположным направлению витков винтового паза дополнительного эксцентрика, при О чем установка эксцентриков в требуемоеположение происходят при повороте плунжера штоком, наружный конец котрого имеет выступ в виде кривошипа с эксцентриситетом, равным эксцентриситетам эксцентриков и расположенным в подшипнике качения, установленном внутри стакана, жестко связанного с рычагами управлевия, проходящими внутри отверстия неподвижной крышки, закрепленной на корпусе,Источник информации, принятый вовнимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР336437, кл. Р 16 С 3/28, 1967,,г),/ /,м. Тираж 1095 Подписное СР по делам изобретений и открытий аушская наб., д. 4/5 Заказ 676/954 Изд.332НГ 10 Поиск Государственного комитета113035, Москва, Ж.35 ед. Патент ип, Харьк. Составитель В. Васильев дактор Т. Морозова Гехред Л, Куклина Корректор И. Осиповская