Присоединительное устройство и цепь

(51)16 15/00, 13/00 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Шаплыко Валерий Иванович(72) Авторы Шаплыко Валерий Иванович Чага Александр ГавриловичШаплыко Павел Валерьевич(73) Патентообладатель Шаплыко Валерий Иванович(57) 1. Присоединительное устройство, содержащее корпус, осевой элемент и соединительные элементы, установленные перпендикулярно относительно оси корпуса, отличающееся тем, что дополнительно содержит второй осевой элемент, причем оба осевых элемента размещены в корпусе симметрично относительно его оси, в корпусе в плоскости,перпендикулярной оси корпуса, выполнен, по меньшей мере, один паз, в котором соединительные элементы размещены с возможностью фиксации по отношению к линейным перемещениям и с возможностью радиального перемещения относительно оси соответствующего осевого элемента. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что соединительные элементы выполнены в виде соединительных пластин втулочной, роликовой или втулочно-роликовой цепи. 3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что корпус выполнен разомкнутым,по меньшей мере, с одной из сторон, параллельной плоскости, проходящей через оси обоих осевых элементов. 7503 1 2005.12.30 4. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что в корпусе выполнены, по меньшей мере, четыре паза, расположенные попарно симметрично относительно оси корпуса. 5. Устройство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что паз выполнен с возможностью обеспечения свободного радиального перемещения соединительных элементов в заданных пределах. 6. Устройство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что корпус имеет стыковые поверхности для связи с элементами передачи, по меньшей мере, одного исполнительного механизма. 7. Устройство по любому из пп. 1, 2, 4, 5, 6, отличающееся тем, что корпус выполнен полнотелым. 8. Устройство по любому из пп. 1-7, отличающееся тем, что выполнено в виде звена втулочной, роликовой или втулочно-роликовой цепи. 9. Цепь, содержащая втулочные, роликовые или втулочно-роликовые звенья, последовательно соединенные соединительными элементами с отверстиями под осевые элементы,отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одно звено выполнено в виде присоединительного устройства, содержащего корпус и два осевых элемента, размещенных в корпусе симметрично относительно его оси, в корпусе выполнен, по меньшей мере, один паз, в котором размещены соединительные элементы с возможностью фиксации по отношению к линейным перемещениям и с возможностью радиального перемещения относительно оси соответствующего осевого элемента. 10. Цепь по п. 9, отличающаяся тем, что в корпусе присоединительного устройства выполнены, по меньшей мере, четыре паза с возможностью обеспечения свободного радиального перемещения установленных в них соединительных элементов в заданных пределах, расположенные попарно симметрично относительно оси корпуса и согласованно относительно соединительных элементов смежных звеньев цепи. 11. Цепь по п. 9 или 10, отличающаяся тем, что размер и форма корпуса присоединительного устройства, а также расположение осевых элементов в корпусе выбраны с возможностью обеспечения сохранения шага цепи. 12. Цепь по любому из пп. 9-11, отличающаяся тем, что корпус присоединительного устройства связан с элементами передачи, по меньшей мере, одного исполнительного механизма. Изобретение относится к машиностроению, а именно к тяговым цепям технологического назначения, которые могут быть использованы в цепных механизмах строительнодорожных, сельскохозяйственных и т.п. машин, подъемных механизмов и различного рода технологических устройств, а также к присоединительному устройству, являющемуся элементом цепи и предназначенному для присоединения к цепям исполнительных органов технологических устройств. Цепи, представляющие собой твердое гибкое тело, состоящее из ряда последовательно соединенных элементов - звеньев,- широко используются в различных машинах и механизмах и отличаются большим многообразием выполнения. При этом для тяговых цепей выделяется обширный класс втулочных, роликовых и втулочно-роликовых цепей. При использовании такого рода цепей в машинах и механизмах сталкиваются, в том числе, с необходимостью крепления на них различного рода исполнительных (рабочих) органов(механизмов), которые перемещаются вместе с цепью по определенной траектории, в том числе и через звездочки цепной передачи, и предназначены для выполнения определенной механической работы. Несмотря на большое разнообразие существующих конструкций тяговых цепей 1,для обеспечения работоспособности, надежности, долговечности и других характеристик цепной передачи и механизма, в целом, основным является соблюдение принципа сохра 2 7503 1 2005.12.30 нения шага цепи - расстояния между параллельными осями двух смежных звеньев, измеренного при натяжении цепи, а также равномерное распределение нагрузки на все участки элементов передачи. При использовании цепи как таковой, в качестве элемента цепной передачи принцип сохранения шага цепи легко достижим, и для стандартных цепей могут быть использованы стандартные звездочки. Однако при необходимости присоединения к цепи каких-либо дополнительных устройств, в том числе передаточных, кинематика цепи,как правило, нарушается. В отдельных случаях избежать нарушения кинематики цепи возможно путем шарнирного присоединения исполнительных механизмов к звеньям цепи в таком положении, чтобы обеспечивать свободное (беспрепятственное) прохождение ими звездочек 2. Последнее условие резко сокращает возможные направления присоединения рабочих механизмов. Известно присоединительное устройство и цепь, входящие в состав прессующего механизма рулонного пресс-подборщика 3. Данное присоединительное устройство представляет собой осевой элемент, включенный в состав цепи вместо одного из стандартных роликовых элементов. Для присоединения осевого элемента к смежным звеньям цепи используют соединительные пластины специальной конструкции. Такое решение присоединительного элемента позволяет без особого труда размещать на осевом элементе исполнительные механизмы только с двух сторон и нарушает при этом кинематику цепи за счет увеличения шага цепи на участке размещения присоединительного элемента. Использование такого присоединительного устройства в качестве звеньев цепи приводит при одном и том же диаметре звездочек к неравномерной нагрузке на зубья звездочек и звенья цепи, требует соблюдения кратности размещения аналогичных присоединительных устройств по цепи и других специальных мер, усложняет производство и ремонт из-за увеличения количества оригинальных деталей. Наиболее близкими к заявляемым присоединительному устройству и цепи являются присоединительное устройство и цепь, также входящие в состав прессующего механизма пресс-подборщика 4. Упомянутое присоединительное устройство состоит из корпуса,одного осевого элемента и соединительных элементов, установленных перпендикулярно относительно оси корпуса. Описанное присоединительное устройство обеспечивает надежное присоединение, в данном случае, к втулочно-роликовой цепи различного рода исполнительных механизмов, при этом его включение в состав цепи практически не нарушает кинематику. Однако не обеспечивается возможность использования такого присоединительного устройства в качестве звена, а его размещение на цепи влечет за собой необходимость использования звездочек большего диаметра и их специального исполнения (например со специальными вырезами), повышает нагрузку на элементы цепной передачи и сопрягаемые зубья звездочек, в частности, концентрируя ее на отдельных участках элементов цепной передачи, что приводит к неравномерности износа цепи, снижению эксплуатационных характеристик механизма в целом. Кроме того, использование упомянутых выше звездочек специального исполнения и размещение описанных присоединительных устройств с соблюдением кратности шага не всегда оправдано особенностями различных технологических процессов и ведет к необоснованной перегрузке отдельных элементов цепи. Как уже неоднократно было отмечено выше, одной из важнейших характеристик цепи является шаг цепи, который определяет ее кинематику и работоспособность. Включение в цепь/присоединение к цепи описанных выше дополнительных элементов отличной от звеньев цепи конструкции чаще всего приводит к нарушению кинематики цепи вследствие нарушения шага цепи или зубьев звездочек на участках присоединения. Кроме того,передача нагрузок в цепной передаче, в состав которой включены присоединительные устройства, нередко осуществляется через небольшие рабочие поверхности, и неравномерное распределение нагрузок в таких передачах является еще одним существенным их недостатком. Таким образом, проблема выбора надежного и эффективного присоединения различного рода исполнительных механизмов к цепям цепной передачи все еще остается нерешенной и актуальной. 3 7503 1 2005.12.30 Задачей изобретения является создание присоединительного устройства, а также цепи,обеспечивающих простое и надежное крепление к цепи посредством присоединительного устройства различных исполнительных (рабочих) механизмов. При этом должен сохраняться шаг цепи и увеличиваться число поверхностей присоединительного устройства,свободных для присоединения исполнительных механизмов, а также должны обеспечиваться возможность использования таких цепей в цепных передачах со стандартными звездочками, диаметр которых может быть выбран из широкого диапазона значений, и возможность равномерного распределения нагрузки на элементы и участки элементов цепной передачи. Поставленная задача решается предлагаемым присоединительным устройством, содержащим корпус, осевой элемент и соединительные элементы, установленные перпендикулярно относительно оси корпуса, которое дополнительно содержит второй осевой элемент, причем оба осевых элемента размещены в корпусе симметрично относительно его оси, в корпусе в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, выполнен,по меньшей мере, один паз, в котором упомянутые соединительные элементы размещены с возможностью фиксации по отношению к линейным перемещениям и с возможностью радиального перемещения относительно оси соответствующего осевого элемента. Соединительные элементы предлагаемого присоединительного устройства предпочтительно выполнены в виде соединительных пластин втулочной, роликовой или втулочнороликовой цепи. В одном из предпочтительных вариантов реализации изобретения корпус выполнен разомкнутым, по меньшей мере, с одной из сторон, параллельной плоскости, проходящей через оси обоих осевых элементов. В еще одном из предпочтительных вариантов реализации изобретения в корпусе выполнены, по меньшей мере, четыре паза, расположенные попарно симметрично относительно оси корпуса. Пазы корпуса предпочтительно выполнены с возможностью обеспечения свободного радиального перемещения соединительных элементов в заданных пределах. Корпус присоединительного устройства предпочтительно имеет стыковые поверхности для связи с элементами передачи, по меньшей мере, одного исполнительного механизма. Также предпочтительным в отдельных вариантах реализации изобретения является выполнение корпуса присоединительного устройства полнотелым. В предпочтительном случае присоединительное устройство выполнено в виде звена втулочной, роликовой или втулочно-роликовой цепи. Поставленная задача решается также в предлагаемой цепи, содержащей втулочные,роликовые или втулочно-роликовые звенья, последовательно соединенные соединительными элементами с отверстиями под осевые элементы, в которой, по меньшей мере, одно звено выполнено в виде присоединительного устройства, содержащего корпус и два осевых элемента, размещенных в корпусе симметрично относительно его оси, причем в корпусе присоединительного устройства выполнен, по меньшей мере, один паз, в котором размещены соединительные элементы с возможностью фиксации по отношению к линейным перемещениям и с возможностью радиального перемещения относительно оси соответствующего осевого элемента. В одном из предпочтительных вариантов реализации заявляемой цепи в корпусе присоединительного устройства выполнены, по меньшей мере, четыре паза с возможностью обеспечения свободного радиального перемещения установленных в них соединительных элементов в заданных пределах, расположенные попарно симметрично относительно оси корпуса и согласованно относительно соединительных пластин смежных звеньев цепи. Предпочтительным является выбор размера и формы корпуса присоединительного устройства, а также расположения осевых элементов в корпусе с возможностью обеспечения в каждом конкретном случае сохранения шага цепи. 4 7503 1 2005.12.30 Корпус присоединительного устройства предпочтительно связан с элементами передачи, по меньшей мере, одного исполнительного механизма. Все упомянутые существенные признаки предлагаемых присоединительного устройства и цепи будут ниже подробно проиллюстрированы на различных примерах реализации изобретения. При этом следует отметить, что именно включение в состав присоединительного устройства второго осевого элемента, снабжение корпуса присоединительного устройства, по меньшей мере, одним пазом для размещения в нем соединительных элементов, в том числе соединительных пластин смежных звеньев цепи, а также описанные выше другие конструктивные, геометрические и т.п. особенности отдельных элементов присоединительного устройства и всего устройства в целом неочевидным образом позволяют достичь упомянутых выше технических результатов и решить поставленную задачу. В ходе испытаний было установлено, что предлагаемое решение позволяет также избежать вырезов в звездочках, что выравнивает нагрузки на зубья звездочки и звенья цепи уменьшить диаметр звездочек до минимально допустимых размеров размещать присоединяемые к цепи технологические устройства, не соблюдая кратность их шага, что расширяет возможности конструирования оборудования с использованием цепей технологического назначения, снизить затраты на производство присоединительных устройств за счет сокращения количества оригинальных деталей и увеличения количества однотипных деталей обеспечить кинематическую равномерность работы всех звеньев цепи, включая звенья присоединительных устройств повысить эксплуатационные характеристики, включая долговечность, за счет рассредоточения нагрузок от присоединительных технологических элементов упростить сборочные и ремонтные операции. Ниже изобретение поясняется более детально на трех примерах возможных форм реализации, представленных на чертежах. Данные формы реализации наиболее наглядно демонстрируют достоинства и преимущества заявляемого изобретения, раскрывая его сущность, и не являются ограничивающими объем притязаний заявителя. На чертежах изображены фиг. 1 - вид спереди первого варианта выполнения заявляемого присоединительного устройства в разрезе в составе заявляемой цепи фиг. 2 - вид сверху с частичным разрезом по линии - присоединительного устройства по фиг. 1 фиг. 3 - вид спереди с местным разрезом второго варианта выполнения заявляемого присоединительного устройства фиг. 4 - вид слева с местным разрезом присоединительного устройства по фиг. 3 фиг. 5 - вид слева третьего варианта заявляемого присоединительного устройства с местными разрезами фиг. 6 - вид сверху присоединительного устройства по фиг. 5 с местным разрезом. В представленном на фиг. 1, 2 и подробно описанном ниже варианте выполнения предлагаемого присоединительного устройства присоединительное устройство установлено в качестве звена в стандартной цепи, хорошо известной специалистам в данной области техники, и поэтому элементы данной цепи, не входящие в состав присоединительного устройства, в рамках настоящего изобретения подробно описаны не будут, т.к. они также хорошо известны специалистам в данной области. Кроме того, для специалиста также очевидной является возможность включения аналогичным первому варианту образом в состав стандартной цепи присоединительных устройств по фиг. 3-6, изображенных на данных чертежах отдельно от цепи. На фиг. 1 представлен один из возможных вариантов предлагаемого присоединительного устройства 1, выполненного в виде элемента (звена) цепи 2. Для наглядности присоединительное устройство 1 изображено в разрезе и включено в качестве звена особого 5 7503 1 2005.12.30 выполнения в состав втулочно-роликовой цепи 2. Присоединительное устройство 1 в изображенном варианте выполнения включает полнотелый корпус 3, в котором выполнены два осевых отверстия 4, расположенные симметрично относительно оси 5 корпуса 3, а также четыре паза 6, расположенные попарно симметрично относительно оси корпуса 5 и согласованно относительно соединительных пластин 7 цепи 2. В пазах 6 установлены соединительные элементы, выполненные в виде соединительных пластин 7 цепи 2. Для фиксации соединительных пластин 7 в корпусе 3 присоединительного элемента 1 по отношению к линейным перемещениям и для обеспечения возможности радиального перемещения соединительных пластин 7 в осевые отверстия 4 через соответствующие отверстия в соединительных пластинах 7 установлены осевые элементы, выполненные в виде валиков 8 с осью 9. Корпус 3 присоединительного устройства 1 имеет сложную конфигурацию, при этом верхняя часть 10 корпуса 3 выполнена меньшего диаметра и представляет собой вал,на котором установлен элемент передачи исполнительного механизма, выполненный в данном случае в виде подшипника 11, размещенного в корпусе 12 исполнительного механизма, а нижняя часть 13 корпуса 3 присоединительного устройства 1 выполнена с возможностью присоединения другого исполнительного механизма, выполненного в виде трубчатого вала 14. На фиг. 2 представлен вид сверху с частичным разрезом по линии - присоединительного устройства по фиг. 1 (без подшипника 11). Данный вид дает изображение, в том числе, одного из возможных вариантов выполнения паза 6, при котором обеспечивается свободное радиальное перемещение соединительных пластин 7 в заданных формой границы паза 6 пределах. В данном случае, также и с целью обеспечения требуемой прочности корпуса 3, форма паза 6 определяется образующими 15 и 16 посредством выполнения этих образующих с различными радиусами кривизны радиусдля образующей 15 и радиусдля образующей 16 - и ступенчатого перехода от образующей 15 к образующей 16. При этом следует учитывать также, что значение радиусаможет стремиться к бесконечности, что позволяет говорить в таком случае не о дуге, а об отрезке прямой. При описанной конфигурации паза 6 головка 17 соединительной пластины 7 беспрепятственно может совершать радиальное перемещение относительно оси 9 валика 8 в широких пределах,обеспечивающих свободное прохождение присоединительного устройства 1 через звездочки с диаметром, выбранным также в широком диапазоне значений. На фиг. 3 и 4 в двух проекциях представлен второй из возможных предпочтительных вариантов предлагаемого присоединительного устройства 1, который может быть использован в качестве элемента (звена) цепи (на чертеже не изображена). Присоединительное устройство 1 в изображенном варианте выполнения, так же как и в первом варианте,включает корпус 3 с двумя осевыми отверстиями 4, расположенными симметрично относительно оси 5, а также четыре паза 6, расположенные попарно симметрично относительно оси корпуса 5 и, в случае выполнения в виде звена цепи, согласованно относительно соединительных пластин цепи (на чертежах не изображены). Принципы установки и взаимного размещения отдельных элементов присоединительного устройства 1 по второму варианту реализации аналогичны описанным выше для присоединительного устройства 1 по первому варианту реализации. В то же время корпус 3 присоединительного устройства 1 выполнен полым в виде кожуха сложной конфигурации, который соединяется снизу с исполнительным механизмом, выполненным в виде вала 18. При этом верхняя часть 10 корпуса 3, аналогично описанному выше первому варианту выполнения присоединительного устройства по фиг. 1 и 2, выполнена меньшего диаметра в виде вала, на котором могут быть установлены элементы передачи других присоединяемых исполнительных механизмов (на чертежах не изображены). Пунктирной линией на фиг. 3 обозначено место установки валика 8 с осью 9. На фиг. 5, 6 изображен третий возможный вариант заявляемого присоединительного устройства, которое также может быть использовано в качестве звена втулочной, роликовой и втулочно-роликовой цепи (на чертеже не изображена). Присоединительное устрой 6 7503 1 2005.12.30 ство согласно этому варианту содержит корпус 3, выполненный разомкнутым таким образом, что имеет -образный профиль сечения, образованный, в том числе, за счет выполнения в корпусе единственного паза 6. В корпусе 3 симметрично относительно оси 5 корпуса выполнены два осевых отверстия 4 для установки валиков 8 (на фиг. 5 не изображены),которые за счет представленного на чертежах выполнения паза 6 зрительно представляют собой четыре осевых отверстия 4. Пунктирной линией на фиг. 6 изображены местоположения головок 17 соединительных пластин 7 в случае установки описанного присоединительного устройства в качестве звена цепи. Принципы работы заявляемого присоединительного устройства в составе заявляемой цепи будут ниже пояснены на примере выполнения, представленном на фиг. 1, 2. Присоединительное устройство 1, изготовленное в соответствии с параметрами стандартных звеньев цепи 2 (выбор диаметра и формы корпуса, расстояния между валиками 8,количества, местоположения, глубины и формы пазов 6) и параметрами и функцией присоединяемых исполнительных механизмов, устанавливают в качестве звена цепи 2, при этом соединительные пластины 7 смежных с присоединительным устройством 1 звеньев цепи 2 выполняют функцию соединительных элементов присоединительного устройства 1. Соединительные пластины 7 фиксируются по отношению к линейным перемещениям в пазах 6 корпуса 3 присоединительного устройства 1 посредством валиков 8. При этом соединительные пластины 7 имеют возможность перемещаться радиально относительно оси 9 соответствующего валика 8. С учетом изображенной на фиг. 2 и описанной выше формы выполнения паза 6 головка 15 соединительной пластины 7 беспрепятственно может совершать радиальное перемещение относительно оси 9 валика 8 в широких пределах, обеспечивающих свободное прохождение присоединительного устройства 1 через звездочки с диаметром, выбранным также в широком диапазоне значений. Таким образом, соединительные пластины 7 имеют возможность независимо друг от друга совершать радиальное движение относительно соответствующего валика 8. Благодаря этому, а также за счет сохранения шага цепи, цепь 2 в месте размещения в ней присоединительного устройства 1 беспрепятственно, без перегрузки отдельных зубьев преодолевает звездочки цепной передачи и осуществляет движение по заданной траектории. При этом исполнительный механизм также беспрепятственно совершает заданную работу. При использовании заявленных присоединительных устройств в составе цепей, а также самих цепей с включенными в их состав присоединительными устройствами, кроме того, исключается необходимость выполнения звездочек специальной конструкции, а также установки присоединительных устройств с определенной кратностью. Заявляемая цепь с включением в ее состав заявляемых присоединительных устройств может быть смонтирована в любых условиях с использованием традиционных технологий и оборудования. Конкретная конструкция присоединительного устройства с учетом всех заявленных существенных признаков и предполагаемой сферы применения может быть легко выбрана и реализована специалистом в данной области техники также с использованием стандартных материалов, технологий и оборудования. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.