Механический усилитель мощности

 

Союз Советснин

Соцналистмческмк

Республмн

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1868208 (6l) Дополнительное к авт. свнд-ву Ф 771390 (22) Заявлено 01.0678 (21) 2621023/25-28 с присоединением заявки J% (23) Приоритет

Опубликовано 300981 Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 300981 (51)M. Кл, F 16 Н 33/02

Гесударстеенный камнтет ессеи ло делам нзобретеннй н отнрытнй (53) УДК 621..8.03(088.8) (72) Автор . изобретения

Б.А. Лабковский

Ижевский сельскохозяйственный институт (71) Заявитель (54) МЕХАНИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

Изобретение относится к машино,строению и может быть использовано . .во всех отраслях народного хозяйства в качестве элемента, позволяющего отрабатывать заданное перемещение ведомого звена при нерегулируемом мощном силовом двигателе.

По основному авт. св. 11 771390 известен механический усилитель мощности, содержащий корпус, установленные в нем силовой двигатель, кинематическую передачу с входным и выходным звеном и механизм управления, выполненный в виде толкателя, установленного в корпусе с возможностью перемещения параллельно продольной оси входного звена, входное звено выполнено в виде ведущего вала, двух полых цилиндров, жестко связанных с валом, втулки, установленной неподвижно на ведущем валу между полыми цилиндрами и имеющей на ее наруж-. ной поверхности продольные направляющие, и полого цилиндрического кулачк а, имеющег о на наружной лов ерхности кольцевой паз и конус и состоящего из расположенных по окружности секторообразных в сечении частей, выполненных в виде ползунов, взаимоS действующих с направляющими втулками, а конец толкателя расположен в кольцевом пазу полого кулачка, при этом концы ползунов расположены между нато ружной поверхностью втулки и внутренней поверхностью полых цилиндров, а выходное звено выполнено в виде ведомого вала, установленного в корпусе с возможностью поворота, ось кото15 рого параллельна образующей конуса кулачка, рычага, жестко связанного с ведомым валом, и взаимодействующего с конусом кулачка, причем точки контакта рычага выходного звена и толкателя механизма управления с KG нусом кулачка расположены по окружности на расстоянии, превышающем максимальную ширину ползуна. Кроме того, кольцевой паз кулачка выполнен ступенчатым, состоящим из одинаковых на каждом ползуне участков, имеющим переменную ширину, при этом ширина участка паза на входе в него конца толкателя больше ширины этого

5 участка паза на выходе на величину хода толкателя. При этом рычаг выполнен в виде последовательно прикрепленных к его поверхности контактирующей с кулачком пластины из материала с малым модулем упругости, например резины, и пластины из антифрикционного материала. Усилитель снабжен установленным на конце толкателя роликом, диаметр которого меньше ми15 нимальной ширины паза на каждом ползуне, и магнитами на боковых поверхностях паза каждого ползуна, направленными один к другому разноименными полюсами, и установленным на конце толкателя дополнительным магнитом, обращенным одноименными полосами к полюсам основных магнитов $1) .

Недостатком известного устройства является то, что в случае большой скорости вращения ведомого вала на ползу25 ны действуют большие центробежные силы, определяющие большие силы трения в направляющих, большие габариты и мощность механизма управления, а также значительный износ полэунов.

Цель изобретения — уменьшение потребляемой мощности и износа ползунов.

Указанная цель достигается тем, что усилитель снабжен магнитными дисками, установленными на ведущем 35 валу с зазором относительно внутренней поверхности полого кулачка, а пло— щадь цилиндрической поверхности полюсов магнитных дйсков выбрана из условия равенства центробежной силы, 40 действующей на каждый полэун, и силы магнитного притяжения магнитных дисков, воздействующих на тот же ползун.

На фиг. 1 изображен предлагаемый усилитель, продольный разрез; на 45 фиг. 2 — вид А на фиг. 1.

Механический усилитель мощности содержит корпус 1, установленные в нем силовой двигатель (не показан), кинематическую передачу с входным 50 звеном, выполненным в виде ведущего вала 2, двух полых цилиндров 3 и 4, жестко связанных валом 2, втулки 5, установленной неподвижно на ведущем валу 2 между полыми цилиндрами 3 и 4 н имеющей на ее наружной поверхности продольные направляющие 6, и полого цилиндрического кулачка 7, 868208 имеющег о иа наружной поверхности кольцевой паз 8 и конус 9, угол наклона образующей которого к продольной оси ведущего нала 2 меньше угла трения.

Кулачок 7 состоит из расположенных по окружности секторообразных в сечении частей, выполненных в виде ползунов

10, взаимодействующих с направляющими 6 втулки 5. При этом концы ползунов 10 расположены между наружной поверхностью втулки 5 и внутренней поверхностью полых цилиндров 3 и 4.

Механический усилитель мощности содержит также выходное звено, выполненное в виде ведомого вала II, установленного в корпусе 1 с возможностью поворота, ось которого параллельна образующей конуса 9 кулачка 7, и рычага )2, жестко связанного с ведомым валом 11 и взаимодействующего с конусом 9 кулачка 7.

Механизм управления выполнен в виде толкателя 13, установленного в корпусе 1 с возможностью перемещения параллельно продольной оси входного звена, конец толкатепя 13 установлен

s кольцевом пазу 8 полого кулачка 7, а точки контакта рычага 12 выходного звена и толкателя 13, взаимодействующие с конусом 9 кулачка 7, расположены по окружности на расстоянии, превышающем максимальную ширину полэуна.

Кольцевой паэ 8 кулачка 7 выполнен ступенчатым, состоящим из одинаковых на каждом полэуне участков 14, имеющих переменную ширину, при этом ширина а участка 14 кольцевого паза8 на входе в него конца толкателя 13 больше ширины Е этого участка паза на выходе на величину хода толкателя 13.

Усилитель может быть снабжен установленным на конце толкателя !3 роликом 15, диаметр которого меньше минимальной ширины O паза на каждом полэуне 10, и магнитами 16 на боковых поверхностях паза каждого ползуна 10. Магниты 16 направлены один к другому разноименными полюсами, на конце толкателя 13 устанавливается в этом случае дополнительный магнит

17, обращенный одноименными полюсами к полюсам основных магнитов 16.

На ведущем валу установлены магнитомягкие диски !8, отделенные от ползунов 10 рабочим воздушным зазором, и магнитные лиски 19, 11араметры системы выбраны гаким образ 11, 868208

Формула изобретения чтобы сила магнитного притяжения равнялась центробежным силам, т.е. произведению массы ползуна !О на квадрат скорости вращения ведущего вала и на расстояние от центра масс ползуна 10 по оси вращения ведущего вала 2.

Усилитель работает следующим образом.

Если толкатель 13 механизма управления неподвижен, то ролик 15

"выстраивает все ползуны IO, вращающиеся вместе с ведущим валом 2, без осевого смещения друг относительно друга.

Следовательно, при неподвижном толкателе 13 механизма управления ведомый вап 11, на котором сидит рычаг 12, будет тоже неподвижным. При перемещении толкателя 13 ролик 15

"выстраивает" ползуны 10 таким образом, что образуется определенный ступенчатый профиль кулачка. Мощность, затрачиваемая на перемещение ползунов 10,незначительна,так как перемещаются ненагруженные пластины, Однако, вступив в контакт с ры.чагом 12, полэуны 10 не имеют возможности переместиться в осевом направленни, так как размеры системы подобраны из условия самоторможения.

При взаимодействии с полэунами 1О рычаг 12 отклоняется, повторяя таким образом перемещение толкателя 13.

Так как рычагу 12 приходится кон" тактировать со ступенчатым кулачком, то для уменьшения динамических усилий рычаг выполнен трехслойным, к жесткому основанию рычага привулканизирован (приклеен) спой резины, к которой в свою очередь приклеен набор параллельных пластинок из антифрикционного материала.

При необходимости уменьшить ударные нагрузки при взаимодействии ролика 15 толкателя 13 с ползунами 10 используют магниты.

При вращении ведущего вала на каждый иэ ползунов 10 действует центро" бежиая сила

Q = m "Е где m — масса одного ползуиа

w — скорость ведущего вала, r — расстояние от оси вращения е до центра масс ползуна.

Однако магнитная система 18 и 19 притягивает ползуны 5 в противоположную (по отношению к силе Q) сторону с- силой

5 F = 4,06B — >

9.S

П где  — магнитная индукция в зазоре, S — площадь цилиндрической поверхности полюсов магнитов; п — число полэунов 10.

Но величина S принята равной ша re m re = — н - = — дв — где m=m n — масса всех ползунов.

Следов ат ельно, рав ноде йс тв ующая сил Q u F действующая на один ползун, равна — Q-F, =ш!ш ге - 4,06 8 †„ -" 0,

F,=fR=-O, где f — коэффициент трения в направляющих.

Так как при этом мощность трения в направляющих близка к нулю,то износ ползунов и направляющих оказывается очень малым. Очень мала при этом оказывается и мощность, затраченная иа

ЗО управление.

Механический усилитель мощности по авт. св. 9 771390, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности и износа полэунов, он снабжен магнитными дисками, установленными на ведущем валу с зазором относительно внутренней поверхности полого кулачка, а площадь цилиндрической поверхности полюсов магнитных дисков выбрана Н9 условия равенства центробежной силы, действующей на кажцый ползун, и силы магнитного притяжения магнитных дисков, воздействующих на тот же полэуи.

Источники информации, 50 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 771390, кл. Г 16 Н 33/02, 1978 (прототип).

868208

РиЮ4

Заказ 8281/44

Тираж 1009 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель В. Штукарев

Редактор М. Ткач Техред П.Пекарь Корректор, У. Пономаренко