Механический регулятор

 

Союз Советских (ii) 43S335

Социалистических

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕеЕЯЬСТВУ

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 15.11.71 (21) 1713744/18-24 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.07.74. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 04.12.74 (51) М. Кл. G 05d 27/00

Е 21с 1/02

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР па делам изааретений, и открытий (53) УДК 621.316.7 (088.8) (72) Автор изобретения

Т. К. Белобородов

Новосибирский электротехнический институт (71) Заявитель (54) МЕХАНИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР

Изобретение относится к автоматическим регуляторам и может быть использовано в силовых механизмах, работающих в условиях случайных внешних воздействий.

Известны регулирующие устройства, содержащие планетарную передачу с упруго закрепленным опорным колесом и связанное с ней устройство для автоматического регулирования режима работы исполнительного механизма.

Однако эти устройства регулируют только одну величину.

Изобретение обеспечивает автоматическое регулирование по двум взаимосвязанным величинам в условиях случайных внешних воздействий с поиском экстремального режима.

Целью изобретения является: расширение области применения регулятора в условиях случайных внешних воздействий; осуществление плавного реверсирования управляющего колеса первой регулируемой величины и повышение надежности узла управления первой регулируемой величиной.

Расширение области применения регулятора в условиях случайных внешних воздействий достигается тем, что опорное колесо планетарной передачи связано посредством зубчатой передачи и обгонной муфты с шайбой, по окружности которой расположены выступы и впадины равной длины. С шайбой посредством ролика одним плечом связан двуплечий рычаг, по оси качания которого установлено управляющее колесо первой регулируемой величины, связанное через колесо, установленное на другом плече рычага, и реверсивную передачу с выходным валом планетарной передачи. Опорное колесо планетарной передачи связано с механизмом регулирования второй регулируемой величины, а об1О гонная муфта установлена на проскальзывание в сторону увеличения второй регулируемой величины.

Плавное реверсирование управляющего колеса первой регулируемой величины дости15 гается тем, что колесо, расположенное на втором плече двуплечего рычага, снабжено дополнительным фрикционным валом, который связан с реверсивной передачей.

Повышение надежности узла управления

20 первой регулируемой величиной достигается тем, что приводное колесо реверсивной передачи свободно посажено на выходной вал планетарной передачи между фрикционным буртиком вала и опорной плоскостью свобод25 но сидящего на этом же валу диска, снабженного скошенными пазами, в которых расположены выступы, установленные на торцевой поверхности опорного колеса планетарной передачи, причем диск соединен с корЗО пусом регулятора шарнирной вилкой, 4363)5

На фиг. 1 изображен вид спереди регулятора; на фиг. 2 — продольный разрез бокового вида регулятора; на фиг. 3 — разрез по

А — А на фиг. 2.

Механический регулятор имеет планетарную передачу, состоящую из колеса 1 входного вала, сателлита 2, водила 3, посаженного-на выходном валу, опорного колеса 4. Опорное колеео 4 соединено с зубчатым венцом 5 посредством обгонной муфты, состоящей из шариков 6 и пружин 7. С корпусом регулятора опорное колесо 4 соединено пружиной 8.

На выходном валу (валу водила 3) свободно посажено приводное колесо 9, связанное с колесом 10 поводка 11, Поводок 11, имеющий ось поворота на оси водила 3, связан с корпусом пружиной 12. Колеса 9 и 10 представляют собой реверсивную передачу. Между колесом 9 и торцевой поверхностью опорного колеса 4 на выходном валу свободно посажен диск 13 с торцевыми скошенными пазами, в которых помещаются торцевые выступы колеса 4. Диск 13 соединен с корпусом шарнирной вилкой 14, которая позволяет диску перемещаться в осевом направлении без проворачивания. На пальце одного из плеч двуплечего рычага 15 посажено сдвоенное колесо 16 и 17.. Колесо 17 сцеплено с колесом

18, свободно сидящим на оси качания двуплечего рычага 15. На пальце второго плеча двуплечего рычага 15 посажен ролик 19. Двуплечий рычаг 15 с роликом 19 поджимается пружиной 20 к поверхности шайбы 21, имеющей по окружности равные по длине выступы и впадины. В зависимости от положения ролика 19 на шайбе 21 фрикционный венец сдвоенного колеса 16 двуплечего рычага 15 сцепляется с колесом 9 или колесом 10.

Шайба 21 жестко соединена с зубчатым колесом 22, который, в свою очередь, находится в соединении с зубчатым венцом 5.

Зубчатая рейка 23, соединенная с колесом 18, является звеном регулирования первой регулируемой величины (например, скорости вращения инструмента бурового станка). Внешний зубчатый венец 24 опорного колеса 4 входит в зацепление с зубчатой рейкой 25, являющейся звеном регулирования второй регулируемой величины (например скорости подачи инструмента на забой).

Планетарная передача регулятора одновременно является силовым передаточным механизмом машины, и поэтому при установке регулятора выходной вал планетарной передачи должен быть соединен с исполнительными механизмами машины как первой, так и второй регулируемых величин, через устройства — вариаторы 26 и 27, дающие возможность плавно изменять указанные величины, а входной вал — с двигателем машины 28 (см. фиг. 2, штрихпунктирные линии).

При пуске машины вращение двигателя 28 передается через планетарную передачу регулятора и вариаторы 26 и 27 исполнитель20

65 ным механизмам соответственйо первой и второй регулируемых величин.

Опорное колесо 4 удерживается от поворота упругим элементом 8, отрегулированным по усилию, соответствующему заданной мощности двигателя 28. При отсутствии рабочей нагрузки на исполнительных механизмах машины реактивный момент на опорном колесе

4 не преодолевает момента, развиваемого пружиной 8. Зубчатая рейка 25 находится в крайнем положении, соответствующем наибольшему значению второй регулируемой величины (режим холостого хода). Колесо 9, 10, 21, 22 находятся в покое.

Как только исполнительные механизмы машины окажутся под рабочей нагрузкой от сопротивления взаимодействующей с машиной среды, то момент нагрузки, приведенный к колесу 4, превысит момент, развиваемый упругим элементом, начинается поворот колеса 4 в сторону противодействия пружины 8.

При этом рейка 25, воздействуя на звено регулирования вариатора 27, уменьшает вторую регулируемую величину. С другой стороны, сразу же при повороте колеса 4 выступы на его торцевой поверхности отожмут диск 13 вдоль вала водила 3 в сторону колеса 9.

Диск 13 через тела качения придавит колесо

9 к фрикционному буртику вала водила 3, после чего колесо 9 начинает вращаться вместе с валом водила 3, увлекая за собой колесо 10. При повороте колеса 4 в сторону снижения второй регулируемой величины, оно увлекает за собой зубчатый венец 5. (При таком движении колеса 4, подпружиненные шарики 6 обгонной муфты заклиниваются между поверхностями колеса 4 и венца 5).

Венец 5 вращает колесо 22 и шайбу 21.

Шайба 21 при своем вращении посредством ролика 19 и двуплечего рычага 15 попеременно соединяет колесо 16 с колесами 9 и 10. При снижении второй регулируемой величины происходит уменьшение рабочей нагрузки вплоть до выравнивания значений момента сопротивления, приведенного к колесу 4, и момента, развиваемого упругим элементом.

Поворот колеса 4 прекратится. Колесо 22 с шайбой 21 остановятся. Ролик 19 при этом может оказаться равно как во впадине, так и на выступе шайбы 21. Если ролик 19 находится в данный момент во впадине, то колесо

16 соединено с колесом 9. Рейка 23 начинает перемещаться в направлении, например, уменьшения первой регулируемой величины.

Если же такое изменение первой регулируемой величины вызовет снижение рабочей нагрузки машины, то колесо 4 начнет поворачиваться в сторону увеличения второй регулируемой величины, увлекая рейку 25, При этом зубчатый венец 5 остается неподвижным, так как шарики 6 обгонной муфты при таком движении колеса 4 освобождаются. из зоеы заклинивания поверхностей колеса 4 и: венца 5.

436ф35

Движение рейки 23 продолжается до полного выбора благоприятных значений первой регулируемой величины. Дальнейшее движение рейки 23 вызывает увеличение рабочей нагрузки на исполнительных механизмах машины, поворот колеса 4 в сторону увеличения второй регулируемой величины прекратится, а затем начинается движение в обратную сторону (в сторону уменьшения второй величины) . Теперь венец о увлекается колесом 4, поворачивая колесо 22 и шайбу 21. Ролик 19 поднимается на выступ шайбы 21, поворачивая двуплечий рычаг 15 и соединяя колесо 16 с колесом 10, что сразу же изменит направление движения рейки 23 в сторону отработки излишне измененной первой регулируемой величины.

Если рабочая нагрузка не меняется, то рейки 23 и 25 периодически перемещаются относительно найденного положения, определяющего наибольшее значение второй регулируемой величины.

Таким образом, процесс регулирования условно делится на две стадии: предварительный поиск значения второй регулируемой величины с обеспечением стабилизации величины момента сопротивления при произвольных значениях первой регулируемой величины и поиск наибольшего значения второй регулируемой величины при наивыгоднейших значениях первой регулируемой величины и так же со стабилизацией принятого значения момента сопротивления.

Предмет изобретения

1. Механический регулятор, содержащий планетарную передачу с упруго закрепленным опорным колесом и связанное с ней устройство для автоматического регулирования режима работы исполнительного механизма, отличающийся тем, что, с целью расши5

40 рения области применения регулятора в условиях случайных внешних воздействий, он содержит обгонную муфту, шайбу, ролик, двуплечий рычаг, управляющее колесо первой регулируемой величины, реверсивную передачу, механизм регулирования второй регулируемой величины и шарнирную вилку, опорное колесо планетарной передачи связано посредством зубчатой передачи и обгонной муфты с шайбой, по окружности которой расположены выступы и впадины равной длины, с шайбой посредством ролика одним плечом связан двуплечий рычаг, на оси качания которого установлено управляющее колесо первой регулируемой величины, связанное через колесо, установленное на другом плече рычага, и реверсивную передачу с выходным валом планетарной передачи, причем опорное колесо планетарной передачи связано с механизмом регулирования второй регулируемой величины, а обгонная муфта установлена на проскальзывание в сторону увеличения второй регулируемой величины.

2. Регулятор по п. 1, отл и чаю щийся тем, что, с целью плавного реверсирования управляющего колеса первой регулируемой величины, колесо, расположенное на втором плече двуплечего рычага, снабжено дополнительным фрикционным валом, который связан с реверсивной передачей.

3. Регулятор по пп, 1, 2, отлич а ющийс тем, что, с целью повышения надежности узла управления первой регулируемой величиной, приводное колесо реверсивной передачи свободно посажено на выходной вал планетарной передачи между фрикционным буртиком вала и опорной плоскостью свободно сидящего на этом же валу диска со скошенными пазами, в которых расположены выступы, установленные на торцевой поверхности опорного колеса планетарной передачи, причем диск соединен с корпусом регулятора шарнирной вилкой.

2Я 74 з, ЯУ ./3:;7 ю,;, 1 rg Я 7,", 2У 22 2Ц 2 .

I,, 1- 4. . » г, 28

И

У

18

14, ЪЮ

Х б7 д! 2 5 4 1 4 Г. 2

Фиг.1

-А 4

7 б Ф

Фиг,х

Составитель Т. Белобородов

Техред 3. Тараненко Корректоры: М. Коробова и В. Петрова

Редактор Е. Семакова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3212/14 Изд. № 1S40 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5