уравновешенный механизм качания

Формула изобретения

Уравновешенный механизм качания, содержащий установленное на основании коромысло и узел уравновешивания, включающий упругий элемент, соединенный одним концом с копирным узлом, отличающийся тем, что упругий элемент другим концом закреплен на коромысле, копирный узел выполнен в виде двух звеньев, одно из которых установлено на основании, а другое соединено с упругим элементом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к колебательной системе с устройством для устранения или уменьшения неуравновешенных сил и может быть использовано в подъемных механизмах с уравновешивающими устройствами.

Известно устройство для уравновешивания подъемной массы качающего механизма, содержащее установленное на основании коромысло и узел уравновешивания с упругим элементом пружиной растяжения [1]

Наиболее близким к заявляемому является уравновешивающий механизм, содержащий установленное на основании коромысло, представляющее собой трубу и узел уравновешивания, включающий упругий элемент пружину растяжения, соединенную одним концом с основанием, а другим с копиром, установленным на коромысле [2]

Известный механизм не обеспечивает уравновешивания на отрицательных углах поворота коромысла более 10^o, т.к. угол поворота копира равен углу поворота коромысла. Кроме того, увеличение угла качания коромысла приводит к пропорциональному увеличению габаритов пружины растяжения, а следовательно, увеличению и массы всего узла уравновешивания, что ограничивает возможности его применения.

Задачей изобретения является обеспечение уравновешивания коромысла при расширении диапазона углов его поворота без увеличения габаритов и массы.

Поставленная задача решается усовершенствованием уравновешенного механизма качания, содержащего установленное на основании коромысло и узел уравновешивания, включающий упругий элемент, соединенный одним концом с копирным узлом. Это усовершенствование заключается в том, что упругий элемент другим концом закреплен на коромысле, а копирный узел выполнен в виде двух звеньев, одно из которых установлено на основании, а другое соединено с упругим элементом.

Закрепление другого конца упругого элемента на коромысле позволяет переместить этот конец при повороте коромысла и уменьшить деформацию упругого элемента, что уменьшает габариты и массу механизма и создает за счет деформации упругого элемента необходимое уравновешивающее усилие в диапазоне углов качания от +90^o до -90^o.

Выполнение копирного узла в виде двух звеньев, одно из которых установлено на основании, а другое соединено с упругим элементом, позволяет изменить плечо действия уравновешивающего усилия при повороте коромысла за счет относительного перемещения звеньев копирного узла и таким образом обеспечить уравновешивание при повороте коромысла в диапазоне углов качания от +90^o до -90^o. Кроме того, при таком расположении звеньев узла уравновешивания расширяются компоновочные возможности всего механизма, т.к. узел уравновешивания можно расположить в любом удобном месте.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого механизма, вариант с упругим элементом торсионом, на фиг. 2 вариант с упругим элементом пружиной растяжения, на фиг. 3 вариант с копиром, выполненным на рычаге.

Уравновешенный механизм качания содержит основание 1, на котором посредством оси 2 установлено коромысло 3 с узлом уравновешивания. Последний включает упругий элемент, выполненный в виде торсиона 4 (фиг. 1, 3), в виде пружины 4 (фиг. 2), который соединен посредством рычага 5 со звеном копирного узла роликом 6 (фиг. 1, 2) или копиром 7 (фиг. 3), другим закреплен на коромысле 3.

Второе звено копирного узла копир 7 (фиг. 1, 2) или ролик 6 (фиг. 3) установлен на основании 1.

Профиль копира 7 определяется известными расчетными зависимостями, исходя из того, что создаваемая упругим элементом торсионом (пружиной) 4 величина реакции взаимодействия ролика 6 и копира 7 и плечо ее действия создают момент на любом угле поворота коромысла, равный или близкий и противоположно направленный моменту от веса коромысла 3.

Механизм качания работает следующим образом.

При повороте коромысла 3 на оси 2 упругий элемент (торсион или пружина 4) и соединенный с ним рычаг 6 совершают перемещение по окружности относительно оси 2.

Упругий элемент (торсион или пружина 4) аккумулирует энергию и через рычаг 6 и копирный узел (ролик 6 и копир 7) отдает ее уравновешиваемому объекту коромыслу 3, при этом ролик 6 (или копир 7) обкатывается по копиру 7 (или по ролику 6), а возникающая при этом реакция взаимодействия ролика 6 и копира 7 создает момент, противоположно направленный моменту от веса коромысла 3, обеспечивая его уравновешивание.

Применение предложенного уравновешенного механизма качания позволяет обеспечить уравновешивание механизма при качании коромысла в диапазоне от +90^o до -90^o без увеличения габаритов и массы.