Главная Электромагнитные устройства



Момент трения в опоре составляет Л1тр=0,785/й?, где / - коэффициент трения скольжения в опоре; d -диаметр цапфы.

Следовательно, противодействующая перемещению сила с учетом трения в опоре равна Рпрот=Рпр+Л4тр/А1.

Уточненный запас силы пружины составляет Кпр=Рпр/Рпрот.

Расчет пружины может быть произведен по методике, изложенной в [100].

3. Определение необходимой силы ЭМ и его расчет.

Приложенные силы и реакции связей, действующие в этом случае в приводе, показаны на рис. 2.18,6.

Из уравнения разновесия рычага-сектора SMa=0, получаем Рпр/г, Р/г-ь +po«vh2=0.

Отсюда определяется сила ЭМ без учета трения в опоре P=(PnpAi-b + po«pfi2)fh.

Радиальная нагрузка на опору R из условия SPy=0 равна f(=pp+

+p-pc«j>.

Момент трения в опоре Mip=0,785fdR.

Сила на оси ЭМ с учетом трения в опоре Р"=Р+Мтр1к.

Так как переключатель может быть установлен в различных положениях в пространстве, то сила тяжести якоря ЭМ, тяги и демпферного устройства включается в противодействующую силу, приведенную к оси ЭМ: Рпрот = Р"-ьСя-ЬСт.

Необходимая сила ЭМ: Р=Кэм прот, где К дм - коэффициент запаса силы ЭМ принимается, учитывая необходимое быстродействие привода, равным 1,3...5.

Расчет ЭМ по полученным данным (ходу якоря и силе ЭМ в начале хода якоря) может быть произведен по методике, изложенной в гл. 11.

4. Определение силы пружины демпфера и расчет пружины.

Рабочий ход пружины демпфера определяется запасом хода якоря бз с учетом допускаемых отклонений Дбз: бпр.д=бз+Абз-

Начальную силу пружины демпфера ориентировочно можно определить по формуле pnv.n=ippnvei/h, где Pg-сила ЭМ при зазоре бпр.д; Papg-сила возвратной пружины при зазоре бпр.д-

Расчет пружины может быть произведен по методике, изложенной в [100].

Следует отметить, что в данном расчете необходимые силы пружин и ЭМ получены без учета динамических воздействий (вибраций, линейных ускорений, ударных нагрузок), так как привод эксплуатируется в наземной стационарной аппаратуре и не подвергается указанным воздействиям. В расчете также считается, что рычаг-сектор сбалансирован и сила тяжести его при определении радиальных нагрузок на опору не учтена.

При работе подобного привода в условиях динамических воздействий массы подвижных звеньев могут увеличиваться в / раз (/ - коэффициент перегрузки); поэтому силы пружин и ЭМ следует определять с учетом дополнительных нагрузок на подвижные звенья.

5. Расчет на прочность штифтового соединения.

На прочность рассчитываются наиболее нагруженные соединения, в данном приводе штифтовое соединение вал - ограничитель. Расчет сводится к проверке условия прочности штифтового соединения по напряжению на срез Тср = =2Мкр j,/dFcp<[T]cp, где мкр =мр+мс+мгр -суммарный приведенный динамический момент кручения от подвижных звеньев - ротора мр, рычага-сектора, якоря ЭМ и демпферного устройства мс, трибки УИтр; d -диаметр вала;



fop -площадь среза, для двухсрезного конического штифта, fcp= (л/4) (di-b +di){di и rfj -диаметры штифта в местах среза); [т]ср - допускаемое напряжение на срез, которое может быть определено по [100] для конкретного материала штифта.

Динамические моменты от подвижных звеньев определяются для каждого звена в отдельности из условия равенства накопленной при движении кинетической энергии Т звена и потенциальной энергии деформации кручения t/кр вала при остановке (установке ограничителя на упор) TUup.

Для звеньев, вращающихся вокруг оси, кинетическая энергия Т=1ы/2; для звеньев, движущихся поступательно, T=mv/2, где / - момент инерции звена относительно оси вращения; со-угловая скорость звена; /п - масса звена; v - линейная скорость звена.

Потенциальная энергия 6нр=Мкрф/2, где M„p - момент кручения; ф -угол закручивания вала, равный ф=М„р С/р, где / - длина участка закручивания; G-модуль упругости И рода; /р= (n/32)d* - полярный момент инерции; d - диаметр вала.

Приравняв кинетическую и потенциальную энергию для i-ro звена, получаем /jC0,2 = Mp

Откуда, подставляя выражение для угла закручивания ф вала и заменяя в нем полярный момент инерции /р, получаем расчетную формулу для определения динамического момента кручения вала от i-ro подвижного звена

M„pi=Kn/icoiCdV32/i. В полученную формулу подставляются параметры с индексом С, соответствующие данному подвижному звену.

6. Расчет на прочность зубчатой передачи.

В закрытых зубчатых передачах рассчитываются зубья на выносливость по напряжениям изгиба и контактным напряжениям для наиболее опасного звена, в данном случае трибки.

Расчет зубьев на изгиб. Проверяются условия прочности зубьев при изгибе

изг г,

где PoKp=2Mc/mzTp-окружная сила в зацеплении (Мо - приведенный динамический момент от рычага-сектора, якоря ЭМ и демпферного устройства, т - модуль зацепления, Zip - число зубьев трибки; К„-коэффициент динамичности потребителя (скоростной коэффициент); Кд.п - коэффициент динамичности потребителя (коэффициент внешней нагрузки); t-лт - шаг зуба по делительной окружности; г/ = 0,154-0,912/2тр - коэффициент формы зуба; b - ширина зуба; - коэффициент перекрытия в зацеплении; [а] изг г - допускаемое напряжение.

Рекомендации по выбору Kv, Кл.в, К, [а]и.эгг даны в [70, 100, 111, 134] на изгиб при любом коэффициенте асимметрии цикла.

Расчет зубьев на контактную прочность. Проверяются условия прочности зубьев по контактным напряжениям

0,127Кр окрКгКд.ппр(-f- \ )/bai cos а sin (Х[т]к, где Епр - приведенный модуль упругости материалов сопрягаемой пары; i-передаточное число зацепления; a=0,5m(2Tp-f Zc)-межцентровое расстояние (Zo - чиаю зубьев рычага-сектора); а=20° - угол зацепления; [т]к - допускаемое контактное напряжение.



Значения £np, [т]к можно определить из [100, 128, 134]. 7. Расчет на прочность вала.

В общем виде определяется общий коэффициент запаса прочности вала из формулы 1/"=1/"д ""/"т "о - коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям от изгибаемого момента; п. - коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям от крутящего момента.

В данном приводе вал совершает реверсивные вращательные движения и на него действуют, главным образом, динамические крутящие моменты от подвижных звеньев. Моменты кручения действуют на вал с обеих сторон: с одной - динамический момент ротора Мр, а с другой - сумма динамических моментов рычага-сектора, тяги, якоря ЭМ и трибки Л1с--Лтр.

С учетом того, что напряжения кручения вала изменяются по симметричному циклу, расчет сводится к проверке запасов прочности вала при кручении по касательным напряжениям от указанных моментов по формуле nt,2= =T-i C.jT, 2/ei;. где x-i - предел выносливости материала вала при кручении с симметричным циклом изменения напряжения; К. - эффективный коэффициент концентрации напряжений при кручении (вал с поперечным отверстием под штифт); e.j - масштабный фактор для напряжений кручения, учитывающий влияние размеров сечения вала; %vi,2=Mkpi,2/Wp - амплитуда касательных напряжений цикла при кручении от моментов, действующих с разных сторон вала (Л1кр1 = Мр -момент кручения, действующий со стороны ротора, Мкр2=Мс + --Мтр - момент кручения, действующий со стороны трибки); Wp - полярный момент сопротивления рассчитываемого сечения.

Значения допустимых коэффициентов запаса прочности и других параметров можно найти в [100, 111, 128, 134].

В рассмотренных волноводных переключателях ЭМ приводов включены на все время работы в соответствующем режиме, потребляют от источника питания определенную энергию и являются дополнительным источником нагрева аппаратуры. В этих случаях ЭМ рассчитываются, как правило, на продолжительный режим работы и имеют достаточно большие габаритные размеры и массу.

Указанные недостатки, связанные с потреблением энергии приводом в конечных положениях, устраняются при фиксации привода в этих положениях тем или иным способом.

На рис. 2.19, а показана схема волноводного переключателя, привод которого работает в импульсном режиме (на время переключения), а каждое из двух положений переключателя фиксируется с помощью роликового пружинного фиксатора.

Конструктивно привод (рис. 2.19,6) представляет собой ЭМ прямого / и обратного 2 хода с общим якорем 3, сопряженным посредством тяг 4 и рычага-сектора 7 с трибкой 5. На валу трибки 6 жестко установлены ротор с волноводным каналом и звездочка 2 пружинного фиксатора (рис. 2.19, е).

При подаче напряжения на один из ЭМ, его якорь посредством элементов сопряжения поворачивает трибку и связанный с ней ротор на заданный угол. Это положение ротора устанавливается и удерживается фиксатором. После фиксации положения ЭМ отключается. Для перевода переключателя в первоначальное положение включается другой ЭМ, который поворачивает ротор в обратном направлении. После фиксации положения этот ЭМ отключается. При необходимости переключение привода может быть произведено вручную посредством рукоятки 8.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 [12] 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116


0.3435