Главная Электромагнитные устройства



необходимая сила ЭМ в начале хода якоря P=Kj {P[tP + 2M„/D±Q + Pp), где /Сэм =1.3-3 (для быстродействующих систем до 5...8) -коэффициент запаса силы ЭМ.

2. Проводятся расчеты пружины, ЭМ.

3. Рассчитываются на прочность храповое колесо, собачки, вал, оси собачек, штифт якоря.

В ШПУ (рис. 3.6, а) ограничение хода якоря 1 осуществляетси крышкой-мембраной 2 и шариком 5, укрепленным на корпусе посредством обоймы 4. Крышка-мембрана 2 смягчает удары в конце движения якоря, уменьшая напряжение в точках контакта шарика с мембраной и штоком. Свободное расположение шарика 5 меняет положение точечного контакта, увеличивая долговечность ШПУ. Выполнение упора, ограничивающего перемещение якоря, в виде крышки-мембраны и свободно расположенного шарика уменьшает залипа-ние якоря в конечном положении, что приводит к повышению быстродействия ШПУ.

Указанные достоинства присущи только одному из двух положений ШПУ, а именно при отключенном ЭМ. Более того, так как шарик 5 в обойме 4 расположен свободно, то точка приложения силы под действием возвратной пружины при каждом такте работы ШПУ может смещаться (менять положение) и прогиб крышки-мембраны (особенно если она достаточно податлива) может быть различен, следовательно, будет повышена нестабильность угла поворота храпового колеса (выходного вала) в первой половине шага ШПУ.

В ШПУ (рис. 3.6, б) для повышения надежности в шарнирном соединении собачек последние установлены на трехрядные шарикоподшипниковые опоры со смещением шариков смежных рядов относительно друг друга на угол, равный Vs угла между шариками одного ряда, что уменьшает усилия, расклинивающие сепаратор.

В ШПУ (рис. 3.6, е) для повышения динамических свойств вместо тянущей собачки 3 (рис. 3.5) на якоре 1 ЭМ жестко установлен упор 2, взаимодействующий с фиксирующей собачкой 5, шарнирно установленной на корпусе 4.

При подаче напряжения на ЭМ толкающая собачка 8 во время движения якоря 1 скользит по зубу храпового колеса 5, движение которого застопорено фиксирующей собачкой 5, а в конце хода якоря западает во впадину храпового колеса. При отключении ЭМ толкающая собачка 8 под действием силы возвратной пружины 9 поворачивает храповое колесо 5 с выходным валом 6 на 0лк9 зубцовое деление. При этом фиксирующая собачка 5 скользит по зубу храпового колеса 5, не препятствуя его вращению, а в конце хода якоря западает во впадину храпового колеса, упирается в упор 2 и заклинивает храповое колесо. Угол наклона плоскости упора 2 выбирают таким, чтобы во время совместного .движения фиксирующей собачки 5 и упора 2 между ними сохранялся гарантированный зазор. Благодаря тому, что движение храпового колеса осуществляется только под действием толкающей собачки 8 при обратном ходе якоря 1, выходной вал 6 ШПУ имеет значительно меньшее отношение амплитуды колебаний выходного вала к значению шага храпового колеса.

В данном исполнении ШПУ осуществляет поворот выходного вала только от среза импульсов напряжения питания с одинарной частотой их следования,

В ШПУ (рис. 3.6, г) для улучшения динамических свойств и повышения надежности храповое колесо 4 имеет два ряда зубцов - внутренний 6 и внешний Б, размещенных один ряд внутри другого и смещенных относительно зуб-



цов В тангенциальном направлении, а собачка выполнена в виде ролика 3 н размещена на штоке 2, жестко связанном с дисковым якорем / ЭМ.

При подаче напряжения на ЭМ его якорь и жестко связанная с ним собачка 3 перемещается к корпусу ЭМ, при этом собачка 3 взаимодействует с зубцом внешнего ряда 5 храпового колеса 4, в результате чего храповое колесо поворачивается в направлении против часовой стрелки. В конце хода якоря / собачка 5 занимает положение во впадине между зубцами внешнего ряда 5.

При отключении ЭМ возвратная пружина 8 отводит якорь / в исходное положение, при этом собачка 3 благодаря смещению в тангенциальном направлении зубцов 6 относительно зубцов 5, войдет в зацепление с поверхностью зубца внутреннего ряда 6 и обеспечит поворот храпового колеса 4 (и выходного вала 7) до завершения полного шага.

Таким образом, ШПУ осуществляет нереверсивный поворот выходного вала от фронта и среза импульсов с удбоенной частотой их следования. Фиксация храпового колеса на рис. 3.6, г не показана и может быть обеспечена известными способами.

Следует отметить, что ход якоря ЭМ при данном механизме преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное должен быть достаточно большим. Поэтому использование ЭМ с внешним притягивающимся дисковым якорем может быть целесообразным только для относительно малых ходов якоря и, соответственно, малых шагов ШПУ. Наиболее целесообразно в данном ШПУ использование длинноходовых втяжных ЭМ с ФМШ, которые обеспечивают в достаточно широком диапазоне ходов квазилинейную (квазигоризонтальную) тяговую характеристику (см. гл. И).

В ШПУ (рис. 3.6, д) расширяются функциональные возможности (используются два выходных вала, кинематически связанные между собой зубчатой передачей) и повышается надежность (обе собачки работают в одинаковых условиях).

Шаговое поворотное устройство содержит ЭМ / клапанного типа, две толкающие собачки 4 и 13, шарнирно установленные на якоре 3 ЭМ, два храповых колеса 6 и 11, кинематически связанные между собой зубчатой передачей 8 и 9 и жестко установленные на собственных выходных валах 7 и 10, два упора 5 и 12, ограничивающие ход собачек, возвратную пружину 2.

При подаче напряжения на ЭМ / якорь 5 притягивается к стопу и связанная с ним толкающая собачка 4 поворачивает храповое колесо 6 на половину шага. Посредством .зубчатых колес 8 и Р осуществляется поворот храпового колеса И на тот же угол, при этом толкающая собачка 13 входит в зацепление с зубом храпового колеса , выполняя роль фиксатора. После отключения ЭМ 1 возвратная пружина 2 возвращает якорь 5 в исходное положение, при этом собачка 13 становится движущей, а зубчатое колесо 8 и и выходной вал 7 -ведомыми, и храповые колеса вместе с выходными валами поворачиваются еще на половину шага, завершая тем самым цикл работы ШПУ. Собачка 4 в данном положении является фиксирующей.

Таким образом, ШПУ осуществляет одновременно поворот двух выходных валов в противоположные направления иа определенные углы от фронта и среза импульсов с удвоенной частотой их следования.

Шаговое поворотное устройство (рис. 3.7), работающее от фронта импульсов с частотой их следования, характеризуется улучшенными динамическими характеристиками (повышенным быстродействием, демпфированием якоря) и




Рис, 3.7. Шаговое поворотное устройство

W tf удельными показателями (повышен-

ной удельной выходной мощностью на единицу массы).

Конструктивно ШПУ состоит из корпуса 6 и установленных в нем ЭМ / с втяжным якорем 2 с двумя рабочими поверхностями 5 и 4 по форме усеченного конуса, храпового колеса 9, жестко связанного с выходным валом 10, тянущей собачки 8, жестко связанной с якорем 2 и расположенной по его оси, фиксирующей собачки упора 7. Якорь 2 полый и перемещается в осевом направлении по направляющим 14 и 12, установленным соответственно в корпусах ЭМ 1 к 6. Углы конусов при вершине якоря и корпуса составляют 30° (в аналогичных конструкциях углы могут быть 20...60°). Внутри якоря 2 размещена возвратная пружина сжатия 13 с регулирующим винтом 15. Между корпусом 6 и якорем 2 установлено демпфирующее кольцо 5, выполненное из сравнительно мягкого материала (например, из меди) для демпфирования удара при возврате якоря 2 в исходное положение. Тянущая 8 и фиксирующая И собачки подпружинены (на рис. 3.7 не показано)-.

С целью снижения влияния вихревых токов на характеристики ШПУ в якоре 2 и магнитопроводе 1 выполнены продольные пазы (на рис. 3.7--не-заштрихованные части).

Во включенном состоянии якорь 2 может опираться на стоп (корпус) ЭМ по внешней (Л) или по внутренней (Б) плоскостям торца якоря. В этих местах должны быть предусмотрены меры для устранения залипания якоря.

В данном ШПУ могут быть получены большие углы поворота выходного вала при значительных моментах вращения. Тяговая характеристика ЭМ при таком исполнении формы стопа на достаточно протяженном участке пологая, приближается к линейной. Подбором характеристики возвратной пружины 13, противодействующей силе якоря, можно получить результирующую тяговую силу ЭМ близкой к постоянной и обеспечить относительно постоянный по углу поворота вращающий момент на выходном валу (минимальную модуляцию вращающего момента).

Вместе с тем следует указать на относительную сложность и недостаточную надежность конструкции направляющих якоря (возможны несоосности и перекосы направляющих 12 и 14). Повышение точности изготовления и сборки направляющих удорожает конструкцию. Кроме этого, демпфирование осуществляется только в одном положении якоря - при возврате якоря в исходное положение.

В рассмотренных ШПУ оси ЭМ и выходных валов, как правило, взаимно перпендикулярны, что затрудняет обеспечение защищенности устройства, снижение его габаритных размеров и массы, а зубцы храповых колес выполнены иа их внешних цилиндрических поверхностях.



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


0.0108