Схема инерционной бесступенчатой передачи с рычажным механизмом на выходе

Обеспечить работоспособность инерционной передачи без механизмов свободного хода при односторонней нагрузке можно не только с помощью введения упругого звена, но и установкой на выходе импульсного механизма рычажного механизма. Автором предложено семейство таких инерционных передач [131]. Например, на рис. 2.15 представлена схема, которая содержит импульсный механизм (звенья 1,2, 3), на ведомом звене 3 которого установлен кривошипно-ползунный механизм, содержащий кривошип 4, шатун 5, ползун 6.

Ползун 6 связан с рабочим органом (на рисунке не показан) и может быть подпружинен с помощью упругого звена 7. Возможны и другие варианты выполнения инерционных передач, в которых вместо кривошипно-ползунного механизма может быть использован шарнирнорычажный механизм другого типа.

Возвратно-поступательное движение выходного звена рычажного механизма не является необходимым. В конструкциях инерционных передач могут быть использованы и рычажные механизмы, выходные звенья которых совершают другие виды движений, например сложное. Кроме того, предложенное семейство передач может быть расширено за счет использования пространственных рычажных и кулачковых механизмов.

Физической модели (рис. 2.15) соответствует, например, инерционный привод лобзикового станка АЖС-5 (рис. 2.16).

Станок предназначен для выпиливания криволинейных контуров со значительным количеством кривых малого радиуса на деревянных или пластмассовых изделиях и применяется при производстве мебели, музыкальных инструментов, в авиа-, судо-, вагоностроении и других отраслях промышленности [140].

Кинематическая схема станка АЖС-5 представлена на рис. 2.17.

Схема включает двухскоростной электродвигатель 1, который с помощью фланца соединен со станиной станка. На валу двигателя расположен маховик 2 с кривошипом 3 и штоком 5. В верхней части штока 5, перемещающегося в кронштейне 6, закреплена державка 7 пильного полотна 8. Поршень 13 воздуходувки жестко соединен со штоком 10, на нижнем конце которого установлена державка 9. Шток 10, являющийся одновременно направляющей пружины 12, перемещается в направляющей втулке 11. На поршень снизу воздействует пружина 12, которая обеспечивает натяжение пильного полотна.

Вращение вала двухскоростного электродвигателя преобразуется кривошипно-ползунным механизмом в возвратно-поступательное движение пильного полотна.

Приведем некоторые технические данные и характеристики станка

АЖС-5.

Рис. 2.15. Физическая модель инерционной передачи с рычажным механизмом

Наибольшая длина пильного полотна — 0,28 м, наименьший радиус выпиливания — 0,02 м, наибольшая высота пропила — 0,08 м, ход пильного полотна — 0,04 м, число двойных ходов пилки в минуту — 750/1000, мощность электродвигателя привода пильного полотна —

0,8/1,5 кВт, габаритные размеры станка (длина х ширина х высота) — 1,265 х 0,8 х 1,85 м.

Рис. 2.16. Ажурно-лобзиковый станок АЖС-5

Недостатком описанной схемы лобзикового станка является нерациональное использование мощности приводного двигателя. Действительно, на лобзиковом станке производится распиловка как изделий из тонкой фанеры, так и изделий из крепких пород древесины (бук, дуб, ясень) толщиной до 0,08 м. В соответствии с усилием сопротивления должна меняться и скорость движения пильного полотна. В некоторой, но далеко не полной мере, вопрос решается использованием двухскоростного двигателя Т 42/8-6. Количество обмоток этого двигателя в два раза больше по сравнению с обычным асинхронным двигателем, что приводит к увеличению стоимости двигателя, снижению КПД (на 15- 20%), увеличению габаритов (примерно на 30%). Для переключения скоростей двухскоростного электродвигателя дополнительно используется относительно сложная электрическая схема. В лобзиковых станках, выпускаемых американскими и японскими фирмами с целью рационального использования мощности двигателя устанавливают вариаторы, что также не является оптимальным решением, так как значительно увеличивает габариты привода и требует высокой квалификации рабочего для изменения скорости в нужные моменты времени.

Рис. 2.17. Кинематическая схема лобзикового станка АЖС-5

Автором была разработана схема инерционного привода лобзикового станка (рис. 2.18), основанная на использовании инерционного трансформатора вращающего момента без механизмов свободного хода.

Рис. 2.18. Схема инерционного автоматического привода лобзикового станка

На валу односкоростного асинхронного электродвигателя 1 установлен ведущий маховик 2 импульсного механизма, приводящий в движение уравновешенные сателлиты 3, входящие в зацепление с солнечной шестерней 4. Солнечная шестерня закреплена на выходном валу 5 импульсного механизма. На выходном валу установлен также кривошип 6, соединенный шарнирно с шатуном 7. Верхняя головка шатуна шарнирно связана со штоком 8, на котором помещена державка 9 пильного полотна 10. Державка 11 пильного полотна установлена на штоке 12, соединенном с поршнем 14. Натяжение пильного полотна обеспечивается пружиной 13.

В основе разработанного привода лобзикового станка лежит схема инерционной передачи с плоским рычажным механизмом, выполненным в виде центрального кривошипно-ползунного механизма.

Инерционный привод лобзикового станка позволяет автоматически и бесступенчато изменять вращающий момент на выходном валу импульсного механизма в зависимости от усилия сопротивления, действующего на пильное полотно. Таким образом, обеспечиваются оптимальные силовые и скоростные режимы лобзикового станка в течение всего технологического процесса, осуществляется рациональное использование мощности приводного двигателя, что приводит к увеличению производительности станка, повышению экономичности, улучшению удобства управления.

Инерционная передача без механизмов свободного хода удачно подходит для привода лобзикового станка. Звенья этого станка, совершающие возвратно-поступательное движение, имеют небольшие массы, например, масса пильного полотна составляет 0, 016 кг. Поэтому даже при большой частоте колебаний полотна на звенья инерционной передачи действуют небольшие инерционные нагрузки, что способствует высокой долговечности инерционного привода.

Опытная партия инерционных бесступенчатых передач в приводе лобзикового станка в количестве 6 штук внедрена на Рыбинском заводе деревообрабатывающих станков.

Заметим, что при отсутствии упругого звена 7 описанная модель (рис. 2.15) может соответствовать инерционному приводу долбежного, протяжного, прошивочного станков, а также некоторым станкам для выполнения строительных и дорожных работ.