Коммутирующее устройство с равными углами коммутации

 

Союз Советсннк

Соцнапистичеениа

Реслубенк

К АВТОРСКОМУ СВИДВТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. свид-ву Р 18.3259 (22) Заявлено 15.1177 (21) 2543543/24-07 г с присоединением заявки Йо

Н 01 Н 67/00

Госуаауетаеииый комитет

СССР ио аелам изобретений и открытий

I (23) Приоритет (53) NQK I621. 398:

:621.316.1 (088.8) Опубликовано 3005.80 Бюллетень НВ 20

Дата опубликования описания 300580 (72) Авторы изобретения

B.Ê. Уткин и Н.Н. Курицын

I (71) Заявитель (54) КОММУТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

С РАВНЫМИ УГЛАМИ КОММУТАЦИИ.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам автоматики, вычислительной техники и автоматизированного регулирования, 5 предназначено для коммутации электрических цепей в определенной последовательности и является усовершенствованием известного устройства по авт, св. Р 183259 (1) . 10

В основном изобретении описано коммутирующее устройство с равными углами коммутат:ии, используемое в системах автоматики и вычи слител ьной техники для коммутации электрических цепей в определенной последовательности. Оно содержит один или несколько основных коллекторов с и ламелями H двумя щетками в каждом, редуктор, одноламельный 180-ти градусный вспомогательный (управляющий) коллектор, вращающийся с угловой скоростью в п раз большей угловой скорости основных коллекторов и через логическую схему управляющий попеременным включением щеток основных коллекторов. K его недостатку можно отнести то, что при большом числе ламелей в основных коллекторах можем возникнуть ошибка считывания. Она обусловлена тем, что с увеличением числа ламелей коллекторов (коммутируемых цепей ) увеличивает ся передаточное число редуктора, при этом допустимая погрешность изготовления элементов коммутирующего устройства уменьшается (уменьшаются углы коммутации), а ошибка плавного редуктора увеличивается (2) . Эту взаимосвязь можно выразить неравенством

1 с (g) где ь с — погрешности изготовления и установки щеток и ламелей основного коллектора

h $ — погрешность изготовления управляющего коллектора и установки его щетки относительно нулевого положения ошибка положения ведомого колеса редуктора (жестко связанного с,щетками основного коллектора) с учетом мертвого хода;

М - угловой шаг коммутации, рав-, ный углу коммутации т

738010

50 п - число ламелей в коллектоРе3

СР - максимальная ширина изоля-. ционного промежутка между ламелями в угловой мере1

- ширина щеток s угловой мере

Вследствие этого ошибка плавного

° редуктора становится соизмеримой с тлами установки щеток в начальном положении относительно коллекторов, равными Ç1/2n. Вследствие указанных погрешностей может возникнуть ошибка считывания, когда не будет соблюдено неравенство (1), Из неравенства (1) видно также, что при некотором числе ламелей ошибку считывания можно устранить эа счет повышения точности изготовления элементов коммутирующего устройства. Однако это не всегда решает задачу устранения ошибКи, но н тоже время сильно усложняет изготовление и увеличение стоимости иэделия. Кроме того, вспомогательный коллектор в известном устройстве должен иметь угол комму.тации 180о . Вращается он с угловой скоростью н и раэ большей, чем щет,ки основных коллекторов. Это приводит к сильному износу щетки упранляющего коллектора, иэ-эа чего уменьшается срок службы коммутирующего устройства.

Пелью изобретения является повышение срока службы коммутирующего устройства и увеличение числа коммутирующих цепей, а также упрощение изготовления за счет снижения точности изготовления элементов устройства.

Указанная цель достигается тем, что в качестве редуктора н нем используется одноступенчатая дискретная зубчатая передача (3), (4) с двумя диаметрально расположенными зубчатыми секторами, имеющими углы зацепления и поворота щеток, равные

Л./и, а угол коммутации вспомогательного коллектора берется меньше

Применение дискретной передачи способствует увеличению числа коммутирующих цепей (ошибка дискретной передачи меньше, чем плавного редуктора (2), (3) и (4) и уменьшению угла коммутации уйравляющего (вспомогательного) коллектора, а последнее способствует уменьшению износа его щетки и увеличению срока службы устройства. Причем с увеличением передаточного числа ошибки плавного редуктора увеличивается, а дискретного - уменьшается (2), (3) и (4).

Описываемое устройство показано на чертеже.

Оно содержит коллектор 1 с п ламелями и с опережающей 2 и отстающей 3 щетками, вспомогательный (уп-, равляющий) коллектор 4 с щеткой 5 редуктор, снабженный двумя диаметрально расположенными секторами 6 и зубчатыми колесами 7 и 8, логичес кую схему 9, Щетки 2 и 3 взаимно смещены на. угол Л/п, где n - число ламелей.

Колл-ектор 4 имеет угол коммутации меньше 180 . Этот угол может быть равен углу поворота щеток 2 и

3 эа цикл передачи вращения, т.е. ф= 2" —,, э (2) угол коммутации вспомогательного коллектора 4; угловой шаг коммутации основного коллектора, равный

23ljn.

Но н связи с наличием производственных ошибок может возникнуть рассогласование н работе нспомогательного управляющего и основного коллекторов.

Поэтому при наличии ошибок, указанных в формуле (1), угол коммутациин вспомогательного коллектора должен быть увеличен. Его величина должна находиться в пределах

При этом положение вспомогательного коллектора совмещено с одним из секторов дискретной передачи, т . е. в н ачал ьный момент щет ха 5 у станонлена на краю коллектора 4 (на заходной части), а один из секторов

6 - перед входом в зацепление с колесом 7. Щетки 2 и 3 размещены соответственно на первой и последней ламелях коллекторов 1 н смещены относительно центра изоляционного промежутка между ламелями на угол)(/2п, Углы зацепления секторов 6 эа фазу зацепления и углы поворота колеса

8 н щеток 2 и 3 равны 3t /n.

Управляющий сигнал, поданный на щетку 5, периодически раэ за оборот подается s схему 9. При попадании этого сигнала в схему 9 коммутируеьий сигнал, поданный на ламели коллек», тора 1 (или в схему 9) проходит с ламели через щетку 2 на выход схем

9 (или из схемы 9 на соответствующую ламель коллектора 1). При отсутствии управляющего сигнала на коллекторе 4 коммутируемий сигнал идет через щетку 3. В то время, когда сигнал идет по этой щетке, находящейся на одной иэ ламелей, другая щетка в обесточенном состоянии скачком переходит иа эту же ламель и занимает место первой щетки, сместиншейся за это время на тот же угол gt/п, но в пределах одной ламе ли °

При повороте щетки 5 на полный оборот заканчивается цикл работы

738010 щеток 2 и 3 и происходит, переключение одной ламели коллектора 1.

Движение щеток 2 и 3 происходит только в момент зацепления зубчатых секторов, а после выхода их на зацепление щетки 2 и 3 останавливаются либо обе на одной ламели, либо на соседних.

Описываемое устройство имеет вспомогательный сектор с меньшим углом коммутации, что способствует уменьшению износа его щетки н повышению .срока службы. Оно также обеспечивает создание коммутатора с большим числом ламелей и соответственно ком мутируемых цепей, а также позволяет упростить изготовление его элементов за счет снижения точности их изготовления, что способствует снижению стоимости устройства, а также уменьшению его габаритов. Например, 20-ти ламельный коллектор с диаметром кон- тактирования щеток 35 мм прн допустимой точности изготовления и установки его элементов (щеток, ламелей), выраженной в линейной мере, равной

0,1 мм, будет иметь следующие величины составляющих погрешности, указанных в выражениях (1) н (2):

„(.,8; а -2 о. о

Ошибки малогабаритных редукторов будут порядка 75 для плавного редуктора (унифицированный малогабаритный редуктор ОСТ4, OAO с передаточным числом 20 имеет люфт порядка 22") м

0,8о- для дискретного.

Допустимая же погрешность основНого коллектора имеет величину

Д Лео 4 о

2. 2О

Откуда видно, что для выполнения такого коммутатора с плавным редуктором необходимо увеличить его габариты и/или точность изготовления элементов или же уменьшить число ламелей, т.к. погрешности изготовления превышают допустимые. С дискретным редуктором выполнимо.

Кроме 1того, в описываемом устройстве вспомогательный коллектор будет иметь угол замыкания не более

20,. что в девять раэ меньше, чем о у прототипа. Благодаря этому в де:вять раз уменьшится износ его щетки и соответственно увеличится срок службы (остальные щетки вращаются в 20 раз медленнее, а поэтому их износ значительно меньше).

Формула изобретения

Коммутирующее устройство с равными углами коммутации, по авт. св.

9 183259, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения срока службы, увеличения числа коммутируе-.

20 мгх цепей и упрощения изготовления, в устройстве использован вспомога- . тельный коллектор, угол коммутации которого меньше Х и больше X/, в ка честве редуктора использована одно 5,ступенчатая дискретная зубчатая Передача с двумя диаметрально расположенными ведущими зубчатыми секторами с углами зацепления и поворота щеток основного коллектора, равными М:/<, причем вспомогательный коллектор и редуктор установлены так, что начало зацепления одного из зубчатых секторов, совпадает с началом замыкания вспомогательного коллектора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 183259, кл. Н 01 Н 7/00, 1964 (прототип).

2. Козлов М.П, Зубчатые передачи

40 точного приборостроения, М., Оборонгиз 1958.

3. Литвин Ф.Л. Проектирований механизмов и деталей приборов, Л., Машиностроение, 1973, с. 375-403.

4. Авторское свидетельство СССР

9 214990, кл. I F 16 Н 27/08, 1967.

° ° .1. Ф

Ф738010

Составитель Е, Сафонова

Редактор В. Левятов Техред Э.Фечо Корректор М. шаРо и

Заказ 2671/31 Тираж 844 Подписное

ПНИИНИ Государственного комитета СССР по деламизобретенийи открытий

113035, Москва, Ж-35, Гаумская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4