Главная Электромагнитные устройства




Рис. 2.36. Кинематическая схема привода программного механизма

стемах автоматического управления, в счетно-решающих и других устройствах программного управления объектами, механизмами, процессами. Различают программные механизмы по углу, по положению, по времени, по напряжению, комбинированные.

Типовая кинематическая схема привода программного механизма по углу показана на рис. 2.36. Электродвигатель 7 при подаче напряжения через редуктор вращает кулачковый вал 4 механизма с жестко установленными на нем кулачками 5. Кулачки при заданных углах поворота кулачкового вала по программе переключают соответствующие микропереключатели 6, которые выдают или снимают выходные команды и сигналы, а также управляют работой самого механизма. Количество кулачков, их конфигурация и профиль, углы выступов определяются требованиями, предъявляемыми к данному программному механизму. Одновременно с поворотом кулачкового вала вращение передается на движок потенциометра сигнал с которого пропорционален углу поворота кулачкового вала и используется обычно в системах управления, контроля, индикации. Для уменьшения угла рассогласования между кулачковым валом и потенциометром зубчатые колеса 2 и 3 выполняются люфтовыбирающими.

В приводе используется ЭММ 8 на включение при останове с тормозом, которая выполняет следующие функции: во включенном состоянии передает дви-жекие от ЭД к выходным элементам привода (кулачковому валу, потенциометру); при отключении ее, как показано на рис. 2.36, кинематическая цепь ЭД- выходные элементы разрывается; при останове привода ЭММ отключается, ее ведомая полумуфта затормаживается, что приводит к уменьшению выбега привода и повышенной точности останова выходных элементов; фрикционная ЭММ предохраняет механизм от поломок при увеличенном моменте нагрузки (проскальзывает).



Пример конструкции и основные параметры аналогичной муфты приведены в гл. 9. Конструктивно привод выполнен в корпусе. Валы редуктора с цилиндрическими зубчатыми колесами установлены на шарикоподшипниковых нерегулируемых опорах. Рекомендации по подбору шарикоподшипников и монтажу шарикоподшипниковых узлов приведены в [100]. Там же рассмотрены основные вопросы конструирования редукторов РЭА, в частности выбор оптимального варианта кинематической цепи.

Основные параметры привода: передаточные числа цепей ЭД - кулачковый вал, ЭД - потенциометр; минимальные и максимальные статические моменты, приведенные к оси ЭД; передаваемый момент и момент проскальзывания ЭММ; мертвый ход между кулачковым валом и потенциометром.

Порядок расчета:

1. Определение максимального и минимального статических момеетов, приведенных к валу ЭД, и выбор ЭД.

По известным кинематической схеме привода и параметрам выходных элементов привода находят:

момент па валу потенциометра (вал VI на рис. 2.36) Мух=М„ + 2М,пл, где Мп - собственный статический момент потенциометра (находится из паспорта или ТУ на потенциометр); Мшп-собственный статический момент шарикоподшипников; максимальный и минимальный моменты на кулачковом валу (вал VII на рнс. 2.36) Mvu tniix=P ig{a+p)Rn + P.,j,Rcni + 2Mmn. Mvn min = = РтрРсП1 + 2Мшп, где P - сила нажатия на кулачок при срабатывании микропереключателя; а - угол подъема кулачка; р - угол трения; R - радиус-вектор кулачка; п - число одновременно включаемых микропереключателей; Ртр - сила трения при обкатывании щупа по постоянному радиусу кулачка; Rc - минимальный постоянный радиус кулачка; п\ - число кулачков, обкатываемых щупами.

Рассчитывают статические моменты (максимальный и минимальный) иа валу V с учетом передаточных отношений i, КПД зубчатых передач т) и статических моментов шарикоподшипников:

max = Mvl/ivi-vTlvi-v-i- Afyii maxfivu-vr\viI-v + 2Mmn, My min = Mv]/ivi-Vy]vi-v+ Mvu min/(vn-vTlvil-v-1-2Мшп.

Аналогично рассчитывают статические моменты (максимальные и минимальные) на валах IV, III и II. Причем в статический момент на валу III включается также статический момент ЭММ во включенном состоянии Мст ЭММ значение которого приводится в чертеже на ЭММ. По величине статического момента на валу II на практике контролируется качество сборки редуктора привода в нормальных условиях.

Максимальный и минимальный моменты, приведенные к валу ЭД (без учета собственного статического момента ЭД) находят по формулам: МпривП1ах==

= Mi, max/Ml-lTJII-i; Мприп mln= Мц mln/tl-llTlII-I-

Вследствие больших передаточных отношений привода разница между максимальным и минимальным моментами, приведенными к валу ЭД, обычно невелика.

В условиях климатических воздействий (при пониженной температуре) статический момент редуктора может увеличиваться в 2...4 раза по сравнению с моментом при нормальных климатических условиях. По значению этого момента и другим параметрам [83, 103, 111] выбирают исполнительный двигатель.

5* 67



2. С учетом передаваемого ЭММ момента на валу III и коэффициента запаса на проскальзывание (обычно 5...8) определяют момент проскальзывания ЭММ, на который она и рассчитывается.

3. Мертвый ход между кулачковым валом и потенциометром рассчитывается по методике, изложенной в [92].

4. Далее производятся необходимые расчеты иа прочность зубчатых колеСа валов, шпоночных и штифтовых соединений и т. п.

2.6.2. Программные механизмы по времени

Схема такого механизма многократного действия показана на рис. 2.37. Он обеспечивает выдачу управляющих сигналов во времени по заданной программе с регулируемой выдержкой времени.

Отсчет времени начинается с момента подачи напряжения питания иа ЭД t и ЭММ 3. Вращение от ЭД / через редуктор 2 и сцепленные нолумуфты ЭММ 3 передается на вал кулачка 10. Кулачок поворачивается и через установленный промежуток времени своим выступом через толкатель 11 нажимает на кнопку микропереключателя 12. В момент срабатывания микропереключателя 12 одновременно с выдачей необходимых управляющих сигналов выключается питание ЭД и ЭММ. При этом ЭММ разрывает кинематическую цепь и вал кулачка под действием спиральной возвратной пружины 8 возвращается в исходное положение (до упора зуба фиксатора 5 в ограничитель 4).

Выдержка времени механизма регулируется первоначальным положением ограничителя 4, который по наружной поверхности представляет собой червячное колесо. Установка выдержки времени осуществляется вращением червяка 6 посредством элемента регулирования 13. Обойма 7 возвратной пружины 8 также выполнена в виде червячного колеса, которое вместе с червяком 9 служит для регулирования момента пружины 8. Толкатель конструктивно вы-


Рис. 2.37. Схема программного механизма



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


0.0124