Пневмодвигатель

(54) ПНЕВ 1 ОДВИГАТЕЛ 1 Изобретение относится к пневматическим двигателям дискретного вращательного движения для передачи зна- чительных крутящих моментов, которые могут найти применение в приводах станков, роботов в машиностоительнои,чдеревообрабатывающей, угольной и других отраслях промышленности. ен ич пневмодвигатель, со жный корпус, размеще кольцевую камеру, ох поршни с общим дуго и неподвижную перего в кольцевой камере рабочих полостей, ка снабжена впускным и иями, и обгонный мехдержа- иный ватыобразродку,с,обждаявыпускИзвестенщий неподвив нем вал,вающую вал,ным штокомразмещенныеразованиемиэ которыхным отверстниэм Г 11.К недостатдвигателя слеконструкции иствие наличияческих частей м иввестного пневмоет отнести сложность едолговечность вследоударяющихся металлино-производственное"Пневматика" Цель изобрет ия - упрощение кон струкции и увел ение долговечности пневмодвигателя.Поставленная цель достигается те что в пневмодвигателе кольцевая камера выполнена замкнутой и снабжена упором, установленным в ней диаметрально противоположно неподвижной перегородке, по обеим сторонам кото рого на расстоянии, равном по меньшей мере длине поршня, расположенны выпускные отверстия, причем обгонный механизм выполнен в виде под пружиненных рычагов, один конец каж дого из которых закреплен в корпусе на оси, перпендикулярной оси вала, а на другом конце выполнены регулир емые выступы, взаимодействующие с двух сторон с кольцевой камерой.На фиг. 1 представлен пневмодвигатель 6, продольный разрез, на фиг. 2 - вид по стрелке на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1, на фиг. 4 - разрез В-В на фиг 1, на3 92442фиг, 5 пульсатор, продольный разрез;на фиг. 6 - разрез Г-Г на фиг. 5,Пневмодвигатель содержит вал 1,установленный в корпусе 2, кольцевую камеру 3 с крышкойКольцевая камера 3 охватываетвал 1 и жестко закреплена на нем.В кольцевой камере 3 установленанеподвижная перегородка 5 и размещены поршни 6 и 7 с общим дугообразным штоком 8, образующие две рабочиеполости. Диаметрально противоположно неподвижной перегородке 5 расположен упор 9 с отверстием для штока 8.В кольцевой камере 3 выполнены дваосевых канала 1 О и 11, каждый из которых сообщен соответственно с впускными отверстиями 12 и 13, расположен.ными в торцах неподвижной перегородки 5. Каналы 10 и 11 расположены наразных радиусах относительно оси вала 1. На сопряженном с кольцевойкамерой 3 торце плоского диска 14,неподвижно укрепленного в корпусе 2,выполнены кольцевые канавки 15 и 16,которые постоянно сообщены соответственно с каналами 10 и 11 с однойстороны и отверстиями 17 и 18 для .подвода рабочей среды с другой стороны. В кольцевой камере 3 имеютсявыпускные отверстия 19 и 20, сообщающие рабочие полости с атмосферой.Выпускные отверстия 19 и 10 расположены от упора 9 на расстоянии,равном длине поршня 6 и 7.35Обгонный механизм пневмодвигателя выполнен в виде двух аналогичныхрычажных заклинивающих устройствс рычагами 21 и 22, один конец каждого из которых закреплен в корпу 40.се 2 на оси 23, состоящей из двухчастей. Ось 23 перпендикулярна осивала 1, На втором конце каждого ры-,чага 21 и 22 имеется паз, охватывающий с зазором кольцевую камеру 3.4В стенках паза, обращенных к боковым поверхностям кольцевой камеры 3, установлены регулируемые выступы 24-27 рычага 21 и 28 - 31 рычага 22. Выступы 26 и 27, 28 и 29разнесены и расположены симметричноотносительно продольных осей рычагов 21 и 22, а выступы 24 и 25,30 и 31 на каждом рычаге расположены рядом, и каждая из этих пар выступов противоположно смещена относительно плоскости через которую проходят оси рычагов 21 и 22 и вала.1. Такое различие в установке выступов на 4 4рычаге 21 и 22 обеспечивает первому рычагу способность заклинивания кольцевой камеры 3 при одном направлении ее вращения, а второму - при противоположном направлении вращения.В каждом заклинивающем устройстве имеется кривошипный валик 32 с кривошипным пальцем 33 и ограничителями 34 и 35 его поворота, которые могут взаимодействовать с кронштейном 36 в своих крайних положениях. Кривошипный палец 33 кривошипного валика 32 соединен пружиной 37 с пальцем 38, укрепленным на соответствующем рычаге 21 либо 22 эксцентрично относительно оси 23.Пневмодвигатель работает от пульса- тора, выполненного, например, в виде генератора пневматических сигна.лов (фиг. 5 и 6), который содержит стакан 39 с крышка и 40 и 41, внут- ри которого имеются камеры 42 и 43, разделенные стенкой 44. В крышке 40 выполнено сквозное отверстие 45, накоторое уложена пластина 46 со штоком 47. Яток 47 помещен в направляющее сквозное отверстие в стенке 44 и подпружинен пружиной 48 в сторону отверстия 45. На штоке 47 ближе к пластине 46 выполнены продольные пазы 49 на длине, большей чем толщина стенки 44. В камере 42 имеется выходное отверстие 50 для соединения трубопроводом с отверстиями 17 либо 18 пневмодвигателя, а камера 43 посредством отверстия 5 1 сообщена с атмосферой.Пневмодвигатель обеспечивает дискретное вращение вала с реверсом и фиксированную его остановку в заданном положении.Он работает следующим образом,В исходном положении поршень 6, например, соприкасается с неподвижной перегородкой 5, а одно из заклинивающих устройств находится во включенном состоянии, характеризуемом тем, что кривошипный валик 32 принудительно повернут в положение до упора его ограничителя 34 в кронштейн 36, а рычаг 21, испытывая .действие момента силы пружины 37,направленного относительно оси 23 всторону вращения часовой стрелки(фиг. 2), получает смещение в этомнаправлении и в пределах зазора всопряжении с осью 23 обеспечиваетконтакт выступов 25 и 27 и отсутствие контакта выступов 24 и 26 снения камеры 42, При этом за счет направленной вверх избыточной силы, равной произведению давления в камере 42 на площадь поперечного сечения штока 47, пластина 46 со штоком 47 перемещается с ускорением вверх, преодолевая усилие пружины 48. В камере 42 повышается давление.Сжа-. тый воздух поступает из камеры 42 через отверстие 50, трубопровод к пневмодвигателю в отверстие 18 (отверстие 17 закрыто), канавку 16, осевой канал 11, впускное отверстие 13 под поршень 6, вследствие чего поршни б и 7 со штоком 8, совершая холостой ход, медленно перемещаются в кольцевой камере 3. При этом происходит сжатие атмосферного воздуха, заключенного между поршнем 7 и неподвижной перегородкой 5. Сжимается воздух также между поршнем 6 и упором 9, начиная с момента, когда поршень 6 перекроет выпускное отверстие 19. Под действием поступающего из камеры 42 генератора сжатого аозду;. ха поршни 6 и 7 перемещаются до тех пор, пока не уравновесятся силами давления сжимаемого атмосферного воздуха. В равновесном состоянии между поршнем 7 и неподвижной перегородкой 5 обеспечивается зазор благодаря заключенному между ними сжатому воздуху, Выпускное отверстие 19 оказывается закрытым поршнем б, и такое состояние способно сохраняться.В дальнейшем по мере ускоренного перемещения штока 47 вверх в генера" торе происходит быстрое сообщение камеры 42 с камерой 43 через каналы, образованные пазами 49 штока 47 и цилиндрической поверхностью направляющего отверстия в стенке 44 а из камеры 43 сжатый воздух через отаерс" тие 5 1 вытекает в атмосферу. В камере 43 резко понижается давление рабочей среды до атмосферного, которое также понижается под поршнем 6, в результате чего поршни 6 и 7 со штоком 8 придут а движение а обратном направлении относительно кольцевой камеры 3 и приобретут определенный запас кинетической энергии. В конце движения поршни 6 и 7 взаимодействуют соответственно с неподвижной перегородкой 5 и упором 6При этом передача импульса кольцевой камере 3 осуществляется через воздушные подушки, образованные между упором 9 и поршнем 7, при закрытии последним аыпуск 5 924424 6кольцевой камерой 3, Второе заклини.вающее устройство находится в выключенном состоянии, при котором ры"чаг 22 под действием пружины 37занимает такое положение, при котором5в соприкосновении с кольцевой камерой 3 находятся лишь выступы 29 и 31.При этом каждое заклинивающее устройство может иметь два устойчивых состояния (включенное и выключенное), ропределяемых направлением действиямомента упругой силы пружин 37 относительно оси 23 и обеспечиваемыхвнешним воздействием на коленчатыйвалик 32 и его поворотом в одно издвух предельных положений до упораодного из ограничителей 34 и 35 окронштейн 36.Положение эаклинивающего устройства (фиг. 2), при котором гродольная ось пружины 37 совпадает с осьюрычага, является неустойчивым и несохраняется в работе. Здесь моментсилы пружины 37, действующий нарычаг относительно оси 23, равен ну"лю, а при весьма незначительном повороте кривошипного валика 32 изэтого положения в том или другомнаправлении соответственно меняетсянаправление момента силы пружины 371действующего на рычаги 21 и 22, и .кривошипный валик 32 автоматическизанимает одно из устойчивых положений, При включенном состоянии каждого заклинивающего устройства расстояние между осями его выступов 25 и 2735либо 28 и 30, контактирующих с кольцевой камерой 3, является меньшимотносительно расстояния между осями выступов 24 и 26.либо 29 и 31, а40при выключенном состоянии расстояние между осями его контактирующихвыступов является большим относительно расстояния между осями неконтакти"рующих выступов. При включенном45состоянии заклинивающего устройстваобеспечивается заклинивание кольце"вой камеры 3 при передаче с ее стороны на рычаг крутящего момента,совпадающего по направлению с крутящим моментом 37, а при выключенномсостоянии эаклинивающего устройствапоследний в любых случаях не обеспечивает заклинивания,В отверстие 45 генератора подается сжатый воздух, Струя сжатого воздуха, наполняя камеру 42, присасывает пластину 46 к торцу отверстия 45с силой, уменьшающейся по мере напол 924424ного отверстия 20 и между поршнем 6 и неподвижной перегородкой 5 вследствие резкого сжатия объема воздуха, заключенного между ними, и вал 1 приходит во вращательное движение в направлении, показанном стрелкой фиг. 4). Первый и второй заклинивающий механизмы не препятствуют движению кольцевой камеры 3 с валом 1. Рычаг 21 под действием сил трения между выступами 29 и 31 и кольцевой камерой 3 получает переме щение вокруг оси 23 в направлении, противоположном направлению действи на него момента силы пружины 37,15 обеспечивая расклинивание кольцевой камеры 3 и беспрепятственное ее вращение, а контактирующие выступы рычага 22 не вызывают заклинивающего действия, так как расстояние между о их осями является большим, чем необходимо для заклинивания.В момент передачи импульса полость, расположенная между неподвижной перегородкой 5 и поршнем 7, сообщается с атмосферой через выпускное отверстие 20, В дальнейшем шток 47 с пластиной 46 генератора возвращаются в . исходное положение и цикл повторяется.ЗоОстановка вала 1 при его вращении осуществляется переключением второго заклинивающего устройства из прежнего состояния, выключенного в состояние включенного путем внешнего управ 35 ляющего воздействия на кривошипный валик 32 и поворота его вотличное от прежнего его устойчивое положение относительно кронштейна 36. Вследствие этого выступы 28 и 304 О рычага 22 приходят в контакт с кольцевой камерой 3 и заклинивают последнюю при ее стремлении повернуться в направлении, показанном стрелкой (фиг. 4).Чтобы получить вращение вала 1 пневмодвигателя в обратном направлении, необходимо каждое заклинивающее устройство переключить из прежнего состояния в новое, а также заглушить отверстие 18, соединив отверс 50 тие 17 с отверстием 50 генератора,Регулирование частоты пульсаций давления обеспечивается, величиной расхода рабочей среды, подаваемой к отверстию 45 генератора, а регулирование максимального давления в камере 42 - усилием пружины 48; эти регулируемые параметры соответст. вуют частоте и величине импульсов движущих сил вала 1 двигателя,Эффективность предлагаемого устройства достигается за счет упрощения конструкции, возможности реверсирования движения, точного позиционирования вала и регулирования в отдельности частоты и величины импульсов движущихся сил. Кроме того, уравновешенность поршней и системы действующих сил, а также отсутствие соударяющих частей пневмодвигателя улучшают его эксплуатационные показатели и дсдговечность.формула изобретенияПневмодвигатель, содержащий неподвижный корпус, размещенный в нем вал, кольцевую камеру, охватывающую вал, поршни в общим дугообразным штоком и неподвижную перегородку, размещенные в кольцевой камере с образованием рабочих полостей, каждая йз которых снабжена впускным и выпускным отверстиями, и обгонный механизм, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения конструкции и увеличения долговечности, кольцевая камера выполнена замкнутой и снабжена упором, установленным в ней диаметрально противоположно неподвижной перегородке, по обеим сторонам которого на расстоянии, равном по меньшей мере длине поршня, расположены выпускные отверстия, причем обогонный механизм выполнен в виде подпружиненных рычагов, один конец каждого из которых закреплен в корпусе на оси, перпендикулярной оси вала, а на другом конце выполнены регулируемые выступы, взаимодействующие с двух сторон с кольцевой камерой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ФРГ У 2916420,кл. Р 01, С 9/00, 1979924424 И +3 и,Г Фий,бСоставитель И. Климовактор А.фролова Техред С.йигунова Коррек акаренка Тираж 495сноеИПИ Государственного к ССРо делам изобретений и. 3 3 у Иосквд, В, Рду д, 4/5ж тщ вефилиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 аказ 81/53 ВНИ п 1 О