устройство для фиксации штока

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИКСАЦИИ ШТОКА, содержащее корпус для размещения нагруженного внешней продольной силой штока, рейки и планки с пазами, отличающееся тем, что в него введены две каретки, расположенные в корпусе на общей оси взаимно параллельно и установленные с возможностью вертикального перемещения, в каждой каретке установлена с возможностью горизонтального перемещения вдоль продольной оси корпуса и взаимодействия с клиновым упором, закрепленным в корпусе, пиноль, входящая в зацепление с винтом с самотормозящейся резьбой, установленным шарнирно в каретке, а внутри винта установлен с возможностью перемещения вдоль оси соосный с ним подпружиненный вал-шестерня, установленный с возможностью зацепления с рейкой, закрепленной на корпусе, при этом вал-шестерня установлен с возможностью взаимодействия своим коническим концом с планкой, установленной с возможностью перемещения под углом к продольной оси корпуса, причем угол наклона рабочей поверхности клинового упора к вертикали, шаг H резьбы винта с самотормозящейся резьбой, число зубьев Z и модуль m зубчатого венца вала-шестерни связаны между собой соотношением

= arctg H / mZ . .

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано в устройствах для соединения деталей машин и элементов конструкций и служить для фиксации деталей механизмов.

Известно фиксирующее устройство, содержащее подпружиненную фиксирующую ось с сухарем, на котором выполнены пазы под палец, связанные с ручкой управления. Устройство содержит распределительный механизм в виде коромысла, взаимодействующего со стопорным механизмом [1].

Недостатком фиксирующего устройства являются низкое быстродействие фиксации подвижных элементов и наличие ударных нагрузок на его детали при срабатывании.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является фиксирующее устройство, содержащее корпус с подпружиненным штоком, установленным на подвижном узле, рукоятку перемещения штока, на торце которого выполнен упор под пазы сухаря, размещенного на оси, и планку с отверстиями, размещенную на неподвижном основании, при этом ось с сухарем размещена в штоке и подпружинена в направлении его перемещения, причем на оси установлен рычаг, а на планке - зубчатая рейка, плоскость зубьев которой перпендикулярна плоскости перемещения одного из плеч рычага, другое плечо которого связано с рукояткой перемещения штока посредством пружин [2] .

Недостатками данного устройства являются низкое быстродействие фиксации подвижного узла, обусловленное наличием шага фиксирующих отверстий рейки, а также ударный характер фиксации подвижного узла, вызываемый попаданием подпружиненной оси в фиксирующие отверстия рейки.

Получение технического результата заключается в повышении быстродействия и возможности безударной фиксации штока.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройство для фиксации штока, содержащее корпус для размещения нагруженного внешней продольной силой штока, рейки и планки с пазами, введены две каретки, расположенные в корпусе на общей оси параллельно друг другу и установленные с возможностью вертикального перемещения, при этом в каждой каретке установлена с возможностью горизонтального перемещения вдоль продольной оси корпуса и взаимодействия с клиновым упором, закрепленным в корпусе, пиноль, входящая в зацепление с винтом с самотормозящейся резьбой, установленным шарнирно в каретке, а внутри винта установлен с возможностью перемещения вдоль оси соосный ему подпружиненный вал-шестерня, установленный с возможностью зацепления с рейкой, закрепленной на корпусе, вал-шестерня установлен с возможностью взаимодействия его коническим концом с планкой, установленной с возможностью перемещения под углом к продольной оси корпуса, причем угол наклона рабочей поверхности клинового упора к вертикали, шаг H резьбы винта с самотормозящей резьбой, число зубьев z и модуль m зубчатого венца вала-шестерни связаны между собой соотношением

=arctg

На фиг. 1 показано устройство для фиксации штока; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1; на фиг. 4 - вид В на фиг. 3; на фиг. 5 - узел I на фиг. 1; на фиг. 6 - узел II на фиг. 1; на фиг. 7 - узел III на фиг. 1.

Устройство для фиксации штока содержит корпус 1, шток 2, каретки 3, 4, связанные между собой осью 5 (в центре которой неподвижно фиксируется шток 2), перемещающиеся вертикально по направляющим 6, 7. В каждой каретке 3, 4 установлены с возможностью горизонтального перемещения и взаимодействия с клиновыми упорами 8, 9, закрепленными в корпусе 1, пиноли 10, 11, входящие в зацепление с винтами 12, 13 с самотормозящейся резьбой, которые шарнирно установлены в каретках 3, 4, при этом винт 12 выполнен с левой резьбой, а винт 13 - с правой. Внутри винтов 12, 13 установлены на пружинах 14 с возможностью перемещения вдоль их осей валы-шестерни 15, 16, которые удерживаются от проворота шпонками 17, входящими в пазы 18, выполненные в валах-шестернях 15, 16. Кроме того, последние своими коническими концами 19, 20 взаимодействуют с планками 21, 22, а также входят в зацепление с рейками 23, 24, закрепленными на корпусе 1. Планки 21, 22 установлены в корпусе 1 на штифтах 25, входящих в пазы 26, выполненные в планках. Пазы 26 выполнены под углом к продольной оси корпуса 1. Планки 21, 22 связаны между собой с помощью толкателей 27.

Угол наклона рабочих поверхностей клиновых упоров 8, 9 к веpтикали связан с шагом резьбы винтов 12, 13, числом z и модулем m зубьев валов-шестерен 15, 16 соотношением

=arctg

Устройство для фиксации штока работает следующим образом.

При действии на шток 2 силы осуществляется вертикальное перемещение кареток 3, 4 и согласованное с ними горизонтальное перемещение пинолей 10, 11 в каретках 3, 4. Последнее обеспечивается путем вращения винтов 12, 13 с самотормозящейся резьбой в результате обкатывания валов-шестерен 15, 16 по рейкам 23, 24, закрепленным на корпусе 1. При этом перемещающиеся пиноли 10, 11 отслеживают формы клиновых упоров 8, 9, между ними при этом выдерживается весьма малый зазор.

Пусть H = 6 мм - шаг резьбы винтов 12, 13;

z = 20 - число зубьев вала-шестерни 15, 16;

m = 2 - модуль зубчатого венца вала-шестерни 15, 16.

Если за X, Y принять расстояние, пройденное каждой пинолью 10, 11 за один оборот шестерни валов-шестерен 15, 16, то X = H = 6 мм; Y = m z = 3,14 2 20 = =12,56 мм.

Отсюда следует, что

tg = , т.е. = arctg = = 2555.

При нагружении толкателей 27 силой P они приводят в движение планки 21, 22. Последние, перемещаясь под углом к продольной оси корпуса 1, сдвигают (в осевом направлении) валы-шестерни 15, 16 (расположенные в винтах 12, 13, которые сами не перемещаются в осевом направлении, так как имеют упоры) и выводят их из зацепления с рейками 23, 24. В результате пиноли 10, 11 не отслеживают зазор по клиновым упорам 8, 9 (при перемещении кареток 3, 4 в направлении действия силы), а это приводит к тому, что зазор исчезает. Так как величина зазора колеблется в пределах нескольких микрон, то фиксация штока осуществляется практически безударно. При этом при действии силы F вниз происходит контакт пиноли 10 с клиновым упором 8, при перемещении вверх - контакт пиноли 11 с клиновым упором 9.