Главная Электромагнитные устройства



По мере движения электромагнитная сила притяжения якоря возрастает для многих ЭМ по гиперболическому закону (1), а сила взведенной пружины снижается, как правило, по линейному зако-

в зависимости от жесткости пружины (2).

В конце движения б,, электромагнитная сила достигает, как правило, максимального, а сила пружины - минимального значения.

Составлеиис характеристик ШПУ при различных вариантах их работы дано в табл. 3.1.

В рассмотренных ШПУ поворот выходного вала осуществляется либо от фронта, либо от среза импульсов напряжения питания с частотой их следования.

Шаговое поворотное устройство на основе ЭМ, осуществляющее повороты выходного вала от фронта и среза импульсов, т. е. с удвоенной частотой следования импульсов. Рассмотрим одно из таких базовых ШПУ (рис. 3.5) и некоторые его модификации (рис. 3.6), модернизирующие тот или иной узел базового ШПУ или расширяющие его функциональные возможности.


Рис. 3.4. Сопоетавлент; сил ЭМ и пружины й зависимости от перемещения

Сопоставление ШПУ с храповым механизмом

Таблица 3.1

Работа ШПУ от

Характеристика

фронта импульсов

среза импульсов

Вращающий момент создается

Действующая сила:

в начале движения по мере движения

в конце движения Противодействующие силы (кроме нагрузочного момента);

в начале движения

по мере движения

в конце движения

Энергия удара Характер движения Модуляция вращающего момента

Вращающий момент по углу поворота

Электромагнитной силой притяжения якоря ЭМ

Минимальная Возрастает по гиперболическому закону Максимальная

Инерционные силы, трение, минимальная сила пружины

Трение, возрастающая сила пружины Трение, максимальная сила пружины Наибольшая С ускорением Большая

Потенциальной энергией взведенной пружины

Максимальная Снижается по линейному закону

Минимальная

Инерционные силы, трение, силы залипания якоря

Трение

Трение

Наименьшая

Более равномерный

В меньшей степени

Нелинейно возрастает Монотонно уменьшается

На рис. З.б ШПУ состоит из ЭМ с внешним притягивающимся дисковым якорем 2, жестко закрепленным на немагнитном штоке 10; тянущей 3 и тоЛ-

6 Заказ № 1287




«г я,

а) О 9 6)

Рис. 3.5. Нереверсивное ШПУ: а -схема конструкции; б-диаграмма работы

кающей 8 собачек, соединенных шарнирно с якорем 2; храпового колеса 5, а<естко закрепленного на выходном валу 6; ограничителей 4, 7 к возвратной пружины 9.

При подаче напряжения на ЭМ его икорь, сжимая возвратную пружину, притягивается к корпусу ЭМ; при этом тянущая собачка входит в зацепление с зубом храпового колеса и поворачивает его вместе с выходным валом на половину зубцового деления (шага). После снятия напряжения с ЭМ возвратная пружина возвращает якорь в исходное положение; при этом толкающая собачка входит в зацепление с храповым колесом и поворачивает его еще на половину зубцового деления. Таким образом, ШПУ преобразует возвратно-поступательное движение якоря ЭМ во вращательное движение выходного вала от фронта и среза импульса (рис. 3.5,6), т. е. выходной вал (нагрузка) поворачивается от каждого импульса на некоторый угол Он с удвоенной частотой следования импульсов. В конечных положениях якоря тянущая и толкающая собачки попеременно заклиниваются ограничителями во впадинах храпового колеса, обеспечивая его фиксацию после половины, а затем и полного шага. В промежуточных положениях якоря одна из собачек являетси движущей, а другаи - фиксирующей, благодаря чему храповое колесо и выходной вал фиксируются при любых положениях якоря. Фиксация предотвращает выбег вала под действием инерционных сил нагрузки, повышая быстродействие и надежность устройства.

Порядок и особенности расчет а.

1. По заданным выходным параметрам, в частности углу поворота выходного вала (нагрузки) Он за период, моменту нагрузки иа выходном валу Мн, определяется:

число зубьев храпового колеса г=360/ан;

размеры храпового колеса, вала, собачки и т. п. (исходя из нагрузочного момента);

шаг зубьев (зубцовый шаг) по диаметру начальной окружности храпового колеса t<=nDJzi




Рис. 3.6. Модификации нереверсивного ШПУ: о -е шариковой опорой; б -с шарикоподшипниковыми опорами собачек; е -с фикси. Рующей собачкой и упором; г - собачка в виде ролика; 5 ~ с двумя выходными валами

ход якоря ЭМ И пружины би=бир=0,5/Сс где /Со = 1,05...1,15 - коэффициент запаса перемещения собачек, необходимый для обеспечения завода собачек за следующий зуб храпового колеса;

необходимая сила пругкины Рир=/Спр(2Л1н/£±(2-ьЯтр), где /Спр=1,5...3 (для быстродействующих систем до 5...8)-коэффициент запаса силы пружины; £)=отг -диаметр начальной окружности храпового колеса; ±Q -вес подвижных частей (якоря, собачек, вала и др.) в зависимости от того, помогает или препятствует вес подвижных частей действию пружины; Ртр - сила трения подвижных частей (вала в опорах, собачки по зубу храпового колеса);



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


0.0129