Шарнірно-стрижневий механізм

Реферат: Шарнірно-стрижневий механізм містить рухому платформу виконавчого органу з встановленим на неї інструментальним блоком, пустотілі циліндричні штанги постійної довжини з шарнірними з'єднаннями на кінцях, зв'язані з одного боку з рухомою платформою, а з іншого - з напрямними координатних переміщень шарнірів. Порожнина пустотілих штанг герметично заповнена рідким або плинним середовищем з можливістю сприйняття зусилля стиску з боку шарнірних з'єднань. UA 85840 U (54) ШАРНІРНО-СТРИЖНЕВИЙ МЕХАНІЗМ UA 85840 U UA 85840 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі верстатобудування і може бути використана в стрижневих системах технологічного обладнання з паралельною кінематикою різного призначення. Відоме шарнірне з'єднання [1], що містить дві контактуючі частини - палець і опору, одна з яких має зовнішню поверхню, а друга - відповідну внутрішню поверхню, причому одна частина рухома відносно другої та одна з контактуючих частин виконана у вигляді оболонки з порожниною, заповненою рідиною під тиском. Недоліком такого з'єднання є: складність конструкції; недостатня точність регулювання люфта в ньому і необхідність додаткового насосного устаткування і контрольно-регулюючої апаратури. Відома штанга [2], тіло якої складається із двох стрижнів, сполучених між собою з поздовжнім перекриттям, на зовнішніх кінцях яких виконані елементи шарнірів, а сполучення стрижнів виконане з можливістю відносного зміщення вздовж лінії центрів шарнірів, до внутрішніх кінців стрижнів в межах зони їхнього перекриття жорстко прикріплено вставку з матеріалу з іншим коефіцієнтом теплового розширення, ніж у стрижнів і зворотним напрямком теплової деформації. Недоліком даного модуля є: по-перше висока металоємність конструкції, по-друге недостатня універсальність, що обмежує сферу використання модуля. як найближчий аналог, прийнятий за прототип, вибрана штанга постійної довжини [3], яка з однієї сторони з'єднується з кареткою за допомогою шарніра Кардана, з іншої з основою за допомогою сферичного шарніра. Недоліками прототипу є: по-перше, низькі демпфуючі можливості; по-друге, наявність люфтів і неможливість їх усунення. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення шарнірно-стрижневого механізму шляхом герметичного заповнення порожнини пустотілих штанг рідким або плинним середовищем з можливістю сприйняття зусилля стиску з боку шарнірних з'єднань, що дозволяє досягнути технічного результату - підвищення демпфуючих властивостей і динамічної сталості механізму при автоматичній вибірці проміжків в шарнірних з'єднаннях. Розв'язання задачі досягається тим, що в шарнірно-стрижневому механізмі, що містить рухому платформу виконавчого органу з встановленим на неї інструментальним блоком, пустотілі циліндричні штанги постійної довжини з шарнірними з'єднаннями на кінцях, зв'язані з одного боку з рухомою платформою, а з іншого - з напрямними координатних переміщень шарнірів, згідно з корисною моделлю, новим є те, що порожнина пустотілих штанг герметично заповнена рідким (або плинним) середовищем з можливістю сприйняття зусилля стиску з боку шарнірних з'єднань. Герметичне заповнення порожнини рідким або плинним середовищем, завдяки в'язкості, підвищує демпфуючі властивості і динамічну стійкість механізму при автоматичній виборці зазорів в шарнірних з'єднаннях. Крім того можливість попадання рідини в порожнину пустотілих шарнірів під тиском при навантаженні штанг дозволяє вибрати люфти (усунути проміжки).Таким чином досягається бажаний технічний результат. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де: на фіг. 1 зображена принципова кінематична схема шарнірно-стрижневого механізму із пустотілими циліндричними штангами постійної довжини (прототип); фіг. 2 - принципова гідрокінематична схема шарнірнострижневого механізму з пустотілими циліндричними штангами постійної довжини, що заповнені рідиною, з поршнями на кінцях; фіг. 3 - принципова схема пустотілої циліндричної штанги постійної довжини, що заповнена рідиною, з поршнем на одному кінці; фіг. 4 - конструктивна схема пустотілої циліндричної штанги з поршнями на кінцях, фіг. 2; фіг. 5 - конструктивна схема пустотілої циліндричної штанги з пустотілими шарнірами, що заповнені рідиною. Відомий шарнірно-стрижневий механізм (фіг. 1) містить рухому платформу 1 виконавчого органу з встановленим на неї інструментальним блоком 2, пустотілі циліндричні штанги 3 постійної довжини з шарнірними з'єднаннями 4, 5 на кінцях, зв'язані з одного боку з рухомою платформою 1, а з іншого - з напрямними 6 координатних переміщень шарнірів 5. Запропонований шарнірно-стрижневий механізм (фіг. 2) теж містить рухому платформу 1 виконавчого органу з встановленим на неї інструментальним блоком 2, пустотілі циліндричні штанги 3 постійної довжини з шарнірними з'єднаннями на кінцях 4, 5, які жорстко зв'язані з поршнями 7, 8, розташованими всередині пустотілих штанг, заповнених рідиною 9, та з одного боку з рухомою платформою 1, а з іншого - з напрямними координатних переміщень шарнірів 6. На фіг. 3 зображена пустотіла циліндрична штанга 3 постійної довжини, що заповнена рідиною 9, містить шарнірне з'єднання 4 на одному кінці і шарнірне з'єднання 5, жорстко зв'язане з поршнем 6 на іншому. Для створення герметичності і не перетікання рідини за поршні, в них встановлені ущільнювальні кільця 10. 1 UA 85840 U 5 10 15 20 25 На фіг. 4 зображені шарнірні з'єднання, що конструктивно складаються, наприклад зі сферичних головок 11, 12 (не показано, є на фіг. 4), корпусу шарніра 13, 14 та сухаря 15, 16 жорстко зв'язані з поршнями 7, 8, що містять ущільнювальні кільця 9, які розташовані в пустотілій циліндричній штанзі 10, яка з одного боку закріплена заглушкою 11. На фіг. 5 зображені шарнірні з'єднання, що конструктивно складаються зі сферичної головки 1, 2, корпусу шарніра 3, 4 та сухаря 5, 6 жорстко зв'язані з поршнями 7 і 8(не показано), поршень 7 має додатковий отвір 18 через який рідина поступає в порожнину головки шарніра 11. Шарнірно-стрижневий механізм працює наступним чином. Для можливості сприйняття зусилля стиску з боку шарнірних з'єднань, в даному шарнірно-стрижневому механізмі в ролі демпфера використовуються поршні, працюючі в плинному або рідкому середовищі, що дозволяють зрівноважити сили і навантаження в системі. На фіг 4 при ході стиску поршні переміщаються в циліндрі вздовж напряму навантаження і стискають рідину, за рахунок гідравлічного опору хід стиску її пружно обмежується. При ході відбою навантаження на поршні зменшується, і вони повертаються в вихідне положення. На фіг. 5 при русі поршнів вздовж навантаження в камері штанги утворюється надлишковий тиск рідини, внаслідок чого рідина через додатковий отвір у поршні надходить в пустотілий шарнір, через різницю діаметрів в штанзі і в поршні, енергія рідини перетворюється в тепло. Шарнірно-стрижневий механізм може знайти широке використання у верстатобудуванні для створення верстатів нового покоління з паралельною кінематикою на модульному принципі. Джерела інформації: 1. Патент України на корисну модель № 67320. Шарнірне з'єднання. Кузнецов Ю.М., Фіранський В.Б. МПК F16C 11/06, опубл. 10.02.2012, бюл. № 3. 2. Патент України на корисну модель №52737. Штанга. Самойленко О.В., Кузнецов Ю.М., Подольський М.І. МПК F16C 7/00, опубл. 10.09.2010, бюл. № 17. 3. Кузнецов Ю.М., Дмитрієв Д.О., Діневич Г.Ю. Компоновки верстатів з механізмами паралельної структури / Під ред. Ю.М. Кузнецова. - Херсон: ПП Вишемирський B.C., 2009. - 456 с. (рис.7.9, стор. 379). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 1. Шарнірно-стрижневий механізм, що містить рухому платформу виконавчого органу з встановленим на неї інструментальним блоком, пустотілі циліндричні штанги постійної довжини з шарнірними з'єднаннями на кінцях, зв'язані з одного боку з рухомою платформою, а з іншого з напрямними координатних переміщень шарнірів, який відрізняється тим, що порожнина пустотілих штанг герметично заповнена рідким або плинним середовищем з можливістю сприйняття зусилля стиску з боку шарнірних з'єднань. 2. Шарнірно-стрижневий механізм за п. 1, який відрізняється тим, що шарнірні з'єднання жорстко зв'язані з поршнями, розташованими всередині пустотілих штанг і в розвантаженому стані притиснутими своїми торцями до днищ цих штанг. 3. Шарнірно-стрижневий механізм за п. 1, який відрізняється тим, що шарнірні з'єднання з одного боку зв'язані з пустотілими штангами, а з іншого боку - з поршнями. 4. Шарнірно-стрижневий механізм за п. 1, який відрізняється тим, що рідинне або плинне середовище, герметично заповнене всередині пустотілих штанг, через отвори додатково заповнено всередині охоплюваних пустотілих шарнірів шарнірних з'єднань. 2 UA 85840 U 3 UA 85840 U 4 UA 85840 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5