Устройство для уравновешивания приводов цикловых механизмов

 

° СОЮЗ .СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК, SU„„103387

3C5D G 01 М } .12 Л.»»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

К ABTOPGHOMY, СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3275889/25-28 (22) 14.04.81 (46 ) 07.08.83.. Бюл. }} 29 (72) И. П. Солонец и Б..П. Солонец (71) Омский политехнический институт (53. ) 620. 1 05: 531 .24 (088. 8 ) (56) }.Полюдов А.Н. Программные разгружатели цикловых механизмов."Вища школа", 1979, с. 73-79.

2. Авторское, свидетельство СССР по заявке }} 2966180/25-28, :кл. 6 01 М 1/12, 1980 (прототип). (54 ) (57 ) УСТРО}}СТВО ДЛЯ УРАВНОВЕШИ ВАНИЯ ПРИВОДОВ ЦИКЛОВЫХ МЕХАНИЗИОВ, содержащее основание, размещенные на нем управляющий механизм, выполненный в вИде куЛачкового программоносителя, закрепляемого на ведущем валу привода, регулятора напряжения, дви" жок которого связан с одним из кулачков, и переключателя, сея»ванного с другим кулачком, и сисполнительный механизм, кинематически; связываемий с уравновешиваемым валом привода, о т л и ч а ю. щ е.е с я тем, что, с целью повышения точности и надеж-" ности уравновешивания, исполнитель-. ный механизм выполнен в виде f3o.край ней мере пары соленоидов,. закреплен" ных на основании,- и ротора в виде сектора, расположенного между солено-. идами, обмотки которых включены встречно, и кинематически связывае" мого с уравновешиваемым валом.

Цель изобретения - повышение точности и надежности уравновешивания.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для уравновешивания приводов цикловых механизмов, содержащем основание, размещенные на нем управляющий механизм, выполненный в виде кулачкового программоносителя, эакрепляемого на ведущем валу привода, регулятора напряжения, движок которого связан с одним из кулачков, и переключателя, связанного с другим кулачком, и исполнительный механизм, кинематически связываемый с уравновешиваемым валом привода, исполнительный механизм выполнен в виде по крайней мере пары соленоидов,закрепленных на основании, и ротора в виде сектора, расположенного между соленоидами, обмотки которых включе ны встречно, и кинематически c,âÿçûваемого с уравновешиваемым валом.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство с BblcTQRMH их ведомого звена (мальтийский механизм),общий вид; на фиг. 2 — исполнительный механизм, на фиг. 3 - предлагаемое устройство:без выстоев их ведомого звена (четырехзвенный шарнирный механизм},общий вид.

I Устройство для уравновешивания привода цикловых механизмов, выполненного в виде мальтийского креста 1, ролика 2, западающего в паз креста 1, и кривошипа 3 с ведущим валом 4 и ведомого вала 5, связанного с рабочим органом 6, содержит управляющий механизм, выполненный в виде кулачкового программоносителя с кулачками 7 и 8, эакрепляемых на ведущем валу 4 привода, регулятора 9 напряжения, движок 10 которого связан с кулачком 7, и переключателя 11, подвижное звено 12 которого связано с кулачком 8 (фиг. 1 и 2).

Устройство содержит также основаwe 13 и исполнительный механизм выполненный в виде по крайней мере пары соленоидов 14 и 15, закрепленных на основании 13, я ротора 16 в виде сектора, расположенного между спаренными соленоидами 14 и 15, обмотки которых включены встречно, и закрепляемого на уравновешиваемом валу 17 шестерни 18 зубчатого зацепления 19, связывающего ведомый вал 5 привода с исполнительным механизмом, 4 1033879

Изобретение относится к балансиро вочной технике и может быть использовано в машиностроении для уравновешивания инерционных сил, возникающих при работе цикловых механизмов.

Известно устройство для уравно. вешивания приводов цикловых механизмов, содержащее основание, размещенные на нем ведущий и ведомый валы 10 механизма и кинематически связанный с ведущим валом управляющий механизм, выполненный в виде кулачковых программоносителей, закрепленных на ведущем валу привода, и исполнительный механизм, выполненный в виде пружинного нагружателя, связанного с осНо ванием «1 j.

Однако данное устройство обладает недостаточными тоностью и надеж- 20 ностью уравновешивания в связи с тем, что в нем имеет место взаимное влияние друг на друга программирующих и силовых функций, что приводит к искажениЮ и тех и других, а также 25 большой износ профилей кулачковых программоносителей, поскольку они же выполняют и силовые функции, Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для уравновешивания приводов цикловых механизмов, содержащее основание, размещенные на нем управляющий механизм, выполненный в виде кулачкового программоносителя, закрепляемого на ведущем валу привода, регулятора напряжения, движок которого связан с одним из кулачков, и переключателя, связанного с другим кулачком, и исполнительный механизм, кинематически

40 связываемый с уравновешиваемым валом привода посредством зубчатого зацепления и выполненный в виде дифференциала, электродвигателя, кинематически связанного с ведущим зве45 ном дифференциала, и электромагнитных муфт, одна из которых размещена на валу одного из ведомых звеньев дифференциала, другая кинематически связана с другим ведомым зве- 50 ном дифференциала и привода,а обмотки эле кт рома гни т ных муфт соединены с переключателем 2 1.

Выполнение исполнительного механизма с дифференциалом снижает точ- 55 ность и надежность уравновешивания из-эа наличия люфтов в зубчатом зацплении и его инерционности. разгона, в положение Й - конец разгона, начало выбега с угловой скогостьюы(т .е. на 180О) что обеспечивается подбором передаточного отношения зубчатого зацепления 19, равным числу пазов мальтийского креси- та 1.

Направление вращения магнитного по тока Ф в соленоиде 14 при этом

1О совпадает с направлением вращения ротора 16 °

Обмотки соленоида 15 при разгоне привода отключены от источника напряжения переключателем 11 и подключал 15 ются к нему при прохождении ротора 16 среднего положения между положениями I и П. При этом направление вращения магнитного потока Ф2 в соленоиде 15 противоположно вращению ротора 16;

На участке выбега привода циклового механизма ротор 16 перемещается в зоне соленоида 15.

При прохождении. ротором 16..средр5 него положения между положениями 1 и

35

3 1

Ротор 16 может быть выполнен так же в виде кольца или его части из ферромагнитного или немагнитного материала с малым удельным электрическим сопротивлением. 8 исполнительный механизм могут быть включены также магнитные !шунты 20 и 21, закре ленные на -основании 13 в одной пло скости с ротором 16 и выполненные, например, из листов электротехнической стали, собранных в пакет с переменным сечением по длине - вдоль перемещения ротора 16, например, за . счет изменения ширины шунта по закону, соответствующему закону изменения си инерции ведомого вала 5.

Отличие устройства для уравновешивания привода циклового механизма, выполненного в виде четырехзвенного механизма 22, ведвмое звено . которого .закреплено на.ведомом валу 23 при вода, заключается в том, что исполнительный механизм устройства содержит ротор 24 в виде сектора, закрепленного непосредственно на ведомом валу 23 привода, и спаренные соленоиды 25 и 26, обмотки которых включены встречно, закрепленные на основании 13 и размещенные в зоне движения ротора 24. 8 исполнительный механизм может быть включен также магнитный шунт 27, закрепленный на основании 13, профиль которого под; чиняется твм же требованиям, что и для предыдущего устройства (фиг. и 2);

033879 4

Й происходит подключение переключателем 11 к источнику напряжения соленоида 15..

При протекании по обмоткам, например трехфаэным, соленоидов 14 и

15 синусоидальных токов, сдвинутых по фазе, создается движущееся вдоль соленоидов магнитное поле, Оно индуктирует токи в роторе 16, Последние, взаимодействуя с магнитным полем соленоидов, создают силу, .стре40

45 50

Уравновешивание приводов цикловых механизмов производится следующим образом.

При непрерывном вращении ведущего вала 4 (фиг.l ) от электродвигателя через механическую передачу (не показаны ) ролик 2 кровошипа 3 периодически входит в пазы мальтийского креста 1 и поворачивает посредством него ведомый вал 5, во время выхрда ролика 2 из паза креста 1 последний выстаивает.

При разгоне привода циклового маль тийвкого механизма кулачок 8 осущес вляет подключение к источнику напряжения (не показан ) через обмотки регулятора 9 напряжения, управляемого движком 10 посредством кулачка 7, обмоток соленоида 14.

При разгоне привода ротор 16 поворачивается против часовой стрелки (фиг.2 ) из положения I - начало мящуюся сдвинуть ротор 16,а тем самым уравновешиваемый вап 17 и ведомый вал 5 циклового механизма, Именно эта сила и используется для уравновешивания привода.

На участке разгона привода магнитный поток ф„соленоида 14, взаимодействуя с токами, наводимыми в роторе 16, создает движущую сиду, способствующую разгону, а на участке выбега взаимодействие магнитного потока ф соленоида 15 с токами, наводимыми в роторе 16, создает тормозную силу, способствующую торможению привода.

Закон изменения движущего и тормозного усилий определяется положением движка 10, т.е, величиной напряжения питания обмоток соленоидов 14 и 15, зазорами между ними, а также профилем магнитных шунтов 20 и 21.

В положении Е ротора 16, соответствующем началу участка разбега при

1033879

S вода, ротор 16 частично перекрывает магнитный поток ф„ соленоида 14 (в это время ф =О), при этом на ротор

16 действует движущая сила, совпадающая с направлением его вращения и определяемая площадью взаимодействия магнитного поля соленоида

14 с ротором 16 и магнитными шунтами 20, а также напряжением питания обмоток соленоида 14 в зависимости от 10 положения движка 10 регулятора Я напряжения.

По мере поворота ротора 16 на участке разгона из положения I против часовой стрелки площадь взаимодействия ротора 16 с соленоидом 14 сначала увеличивается (при этом также происходит увеличение питания обмот" ки соленоида 14 за счет перемещения движка 10 ). Вследствие этого увеличивается магнитный поток соленоида

l4, значит и движущее усилие, действующее на, ротор 16, а значит - на вал 17, связанный с приводом .Затем 25 по мере приближения ротора 16 к положению g последовательно увеличивается ширина противолежащих поворачивающемуся ротору 16 участков магнитного шунта 20 и площадь ротора

16 входящего s зону зазора между соленоидами 14 и 15 Вследствие этого уменьшается магнитный поток соленоида 14, замыкающийся на ротор 16, а тем самым уменьшается движущее усилие на ротор 16, а значит и на вал

31

По мере пересечения ротором в положении Ц магнитного поля, создаваемого обмоткой соленоида 15 (она к этому моменту подключена к источнику напря- „ жения) и направленного против вращения ротора 16," на последний начинает действовать и тормозное усилие создаваемое взаимодействием магнитного потока Ф обмотки соленоида 15 и токов, наводимых им в роторе 16, и увеличивающееся по мере увеличения площади взаимодействия ротора 16 иссоленоида 15. Вследствие этого движущее усилие, действующее на ротор 16, а значит и на вал 17, 50 также уменьшается.

В момент прохождения серединой ро; тора 16 середины зазора между соленоидами 14 и 15 движущий момент, дей- 5 ствующий на ротор 16, вследствие ф<7Ф2 равен моменту сопротивления, преодолеваемому приводом, Работа исполнительного механизме обеспечивает создание движущей силы, действующей на ротор 16 и пол. ностью уравновешивающей силы инерции и сопротивления, действующей на привод на участке его разгона °

При движении ротора 16 из положения П в положение I против часовой стрелки в зоне соленоида 15 на участке выбега привода на ротор 16действует тормозное усилие, закон изменения которого определяется теми же фактррами, что и на участке разгона, вследствие взаимодействия магнитного поля соленоида 15, направленного против вращения ротора 16, с токами, наводимыми в нем магнитным потоком Ф2.

В случае уравновешивания циклового механизма, работающего без выстовв его ведомого звена (фиг;3 ), ротор 24 исполнительного механизма уравновешивающего устройства, закрепленный непосредственно на валу

° 23 ведомого звена, совершает периодические качания в зоне двух спарен ных соленоидов 25 и 26, Токи, протекающие по обмоткам соленоидов, создают встречно направленные поля, потоки которых равны Ф1

В отличие от работы предыдущего уатройства (фиг, 1 и 2) встречное направление магнитных потоков ф и Ф2 в данном устройстве (Фиг.3 ) обеспечивает без дополнительных передач соответствующее взаимодействие магнитных потоков с токами, индуктируемыми ими в роторе на участках его разбега и выбега, которое обеспечивает создание движущей силы на участках разбега, и тормозное -на участках выбега, действующих яа ротор, а значит и на ведомое звено циклового механизма, При этом при подходе ротора к любому крайнему положению на него действует тормозная сила, а при отходе от него на ротор. действует движущая сила.

При уравновешивании приводов цикловых механизмов, работающих беэ выстоев ведомого звена, при помощи данного исполнительного механизма упрощается уравновешивающее устройство, поскольку отпадает необходимость в обязательном использовании переключающего устройства для поочередного подключения к источнику обмоток соседних соленоидов ввиду воэможности исключения взаимодействия ротора 24 одно7 >033879 8 временно с левым концом сален 2 аида 5 цикловых механ и с правым концом солено да 26, а которых совершает возвратное нап. ео ходимость в Разме- риме кач

У щении уравновешивающего имер, качательное движение и угол а его устройства на поворота кото ого в специальном валу и в переда торого в общем случае не вающей этот вал с веда ы едаче, связы- з кратен 360 создание передачи с мым валом цикла- жестким и ваго механизма. передаточным числом между веПрименение обоих уравновеши домым и вспомогательным валами, обес. устройств обусловлено особ ешивающих печи вающий по ющ поворот вспомогательного ос енностями вала на 360 н в соответствующих уравновешиваемы 10 ваемых цик. 10 вие это ловых механизмов ваемы . 10 этого для уравновешивания ука1

В nepso yc po c a (фи 1 „2)

Р щ Д .У Р тор уравновешивающего устроиств в, ведомое звено которых вращается в одну сторону с 15 ведомом валу циклового механизма

360о (" )

Ривод уравновешиваю В уст его исполнительного-механиз и ра оты . Ройства после не еднее может быть выпалх низма послед- нена в ви е н нии размещается на вспомо помогательном 20 те4ьно а н д нескольких последовавалу, связанном с веда е4 о расположенных вдоль оси уравомым валом цик- новешива е лического механизма б зу чатои пере- ноидов. ющего вала роторов и соледачей с передаточным числом, .обеспечивающим поворот вспомогательного вала на 360Р

Таки ого аким образом, параллельная рабоЭто устройство может бы т4 механич еского привода и данных

ыть использо- исполнит ьн вано и для цикловых механ ельных механизмов уравновенизмов, веда- шивающего мое звено которых. совершае о устроиства, оказывающих сиет возврат- ловие воз ное движение, например к качательное, ветств деиствие на привод по собтно только в случае кратно ствующему силам инерции и сопроего поворота на 360О, т ости угла З0 тивления з закону, рбеспечивает полное

Во втором устройстве (фиг.3 )., уравновешивание привода от действия внавешивания надежностью, 1033879

Составитель А. Босой

Редактор П.Макаревич Техред Т.фанта Корректор И. Ватруакина

Заказ 5Б11/чч . Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4