Главная Электромагнитные устройства




Рис. 2.2. Приводы с элементами сопряжения:

а - посредством двуплечего рычага; б - посредством рычага первого рода с переменным передаточным отношением; в - характеристики привода

возвратно-поступательного хода якоря 2 в возвратно-поступательное перемещение штока 4, взаимодействующего с нагрузкой Рк. Рабочий ход штока 4 происходит под действием силы ЭМ /, обратный ход -под действием возвратной пружины 7. Шток 4 перемещается на шариковой опоре 5 (для уменьшения сил трения) в направлении, перпендикулярном направлению движения якоря ЭМ, причем перемещение (ход) штока 4 пропорционально отношению плеч двуплечего рычага i=hilh2, а сила на штоке обратно пропорциональна i (без учета влияния тренпя). ЭМ / выполнен с ферромагнитным шунтом 6, что позволяет получить сравнительно пологую тяговую характеристику. При выполнении якоря ЭМ с коническим или плоским стопом сила на штоке 4 при срабатывании ЭМ возрастает более круто, особенно для ЭМ с плоским стопом.

Привод (рис. 2.2., б), построенный также на основе ЭМ постоянного тока с втяжным якорем, позволяет скорректировать исходную тяговую характеристику ЭМ до желаемой на выходном штоке. Привод состоит из ЭМ 16 с втяжным



якорем 15\ промежуточного штока S, жестко связанного с якорем 15 и двигающегося во втулке 10; рычага 14 первого рода, опирающегося на сухарь 4 и сопряженного одной стороной шарнирной связью с осью 13, жестко установленной в пазу 12 промежуточного штока 9, а другой стороной сопряженного через ролик б с плоскостью 7 паза 5 выходного штока /. Выходной шток / подпружинен возвратной пружиной 3 и перемещается в опорах 2, 8. Все элементы привода размешены в корпусе П. Ролик 6 служит для снижения сил трения и передачи усилия выходному штоку / всегда вдоль его оси.

В исходном положении (рис. 2.2,6) ЭМ 16 отключен, его якорь 15 находится в крайнем верхнем положении, удерживаемый возвратной пружиной 3 через выходной шток / и рычаг 14, опирающийся на сухарь 4 в точке Н. В этом исходном положении отношение плеч равно 1н=/11н г2н>1.

При включении ЭМ 16 его начальное усилие ЭМ невелико (рис. 2 2, е) Однако благодаря рычагу 14 первого рода с соотношением плеч гя>1 начальная сила на выходном штоке / увеличивается в гн раз (кривая Рэмп). Далее, по мере движения якоря 15 рычаг 14, перекатываясь по сухарю 4, меняет точки опоры от начальной Н до конечной К, при этом отношение плеч /I1 I2 постепенно уменьшается и в конечном положении отношение плеч iH = /iiH i2i, становится меньше 1. При этом, несмотря на резко возрастающую тяговую характеристику ЭМ, сила на выходном штоке может оставаться практически неизменной и даже уменьшается, что ослабляет энергию удара в конце хода.

Закон изменения силы на выходном штоке / зависит от профиля опорной поверхности сухаря 4 и сопрягаемого с ней рычага 14, которые определяются в зависимости от характера работы с учетом формы тяговой характеристики используемого ЭМ. Таким образом, привод, несмотря на некоторую сложность его конструкции, обладает широкими возможностями согласования тяговых характеристик ЭМ и нагрузки Рн.

В ряде случаев, в частности в гидравлических, пневматических и других системах, возникает необходимость привода устройств, начальные противодействующие усилия перемещения которых существенно превышают рабочие. Обычные приводы таких устройств имеют большие габаритные размеры, массу, потребляемую мощность, большие динамические удары. Указанные недостатки могут быть уменьшены в результате использования в начальный момент движения (для страгивания подвижного элемента) энергии, запасенной упругим элементом.

Принцип работы, характеристики и возможности таких приводов поясняются рис. 2.3. Привод (рис. 2.3, а) состоит из ЭМ 4 с подвижным якорем 5; толкателя 3, сопряженного с якорем 5 жестко или подвижно; упругого элемента 2; подвижного элемента / приводимого механизма (нагрузки). Усилие от якоря 5 через толкатель 3 и упругий элемент 2 передается нагрузке /. В качестве упругого элемента используются пружины, упругие материалы и т. п.

На рис. 2.3,6 характеристика нагрузки соответствует кривой /, на которой точкой / показана начальная сила нагрузки (сила страгивания) Pi в начале хода 6, а сила Рг - усилие, необходимое для перемещения нагрузки после страгивания. Для осуществления движения нагрузки при непосредственном воздействии на нее якоря ЭМ тяговая характеристика ЭМ должна находиться выше точки / и может характеризоваться кривой .

Характеристика упругого элемента (кривая /) такова, что начальная сила его сопротивления Рз существенно меньше Pi и несколько больиш Рг, а при некотором значении хода 62 (в точке 2) становится равной силе Pi. Кривая IV-~





Рис. 2.3. Электромагнитный привод, использующий энергию, запасенную упругим элементом: а -схема привода; б - характеристики

тяговая характеристика ЭА1 в случае применения упругого элемента для перемещения той же нагрузки (кривая /).

Процесс перемещения нагрузки осуществляется следующим образом. При включении ЭМ 4 его якорь 5 через толкатель 3 воздействует на упругий элемент 2, деформируя (сжимая) его. Деформация упругого элемента происходит до тех пор, пока сила его сопротивления не становится достаточной для стра-гивания нагрузки / (несколько больше Pi). С этого момента начинается движение нагрузки под действием энергии, запасенной упругим элементом. На конечном участке, когда движение якоря закончено, движение нагрузки осуществляется за счет энергии, запасенной упругим элементом.

Для перемещения данной нагрузки (кривая /) вместо ЭМ с тяговой характеристикой (кривая ) достаточно ЭМ значительно меньшей мощности, массы и габаритных размеров с более слабой тяговой характеристикой (кривая IV).

Электромагнит с тяговой характеристикой (кривая ) при использовании упругого элемента с характеристикой (кривая V) может приводить в движение механизм с усилием страгивания близким к Рц (точка 3).

К достоинствам данного привода можно отнести снижение динамических нагрузок на приводимый в движение механизм в начале и в конце движения.

Вместе с тем передача движения от ЭМ на нагрузку происходит с задержкой на время деформации упругого элемента и нарастает монотонно по закону тяговой характеристики ЭМ.

Недостатки сглаживаются при использовании в приводе в процессе перемещения нагрузки кроме энергии, запасенной упругим элементом, инерционных сил якоря (рис. 2.4).

Отличительные особенности этого исполнения: толкатель 4 выполнен ступенчатым и хвостовой частью 3 частично внедрен в упругий элемент 2 кольцевой формы; хвостовая часть 3 толкателя 4 отстоит от подвижного элемента нагрузки / на расстоянии I. Размер I соответствует значению, при котором сила



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


0.0602