Дифференциальная электромагнитная пара

Дифференциальная электромагнитная пара

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕДЬСТ8У iii924446

Союз Советски н

Социал истическик

Республик (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву Г 550514 (22) Заявлено 04 . 04. 80 (21) 2907652/25-24 (53)M. Кл. с присоединением заявки №16 Н 25/24 (05 В 11/01

Государственный. комитет

СССР (23) Приоритетдо делам нзебретеннй и открытий

Опубликовано 30 . 04. 82. Бюллетень ¹ 16

Дата опубликования описания 30 . 04. 82 (53) УДК621-327 (088.8) Л.Н.Араличев, И.В. Гаранин, С.М.Гори, и А".МШабуня

1,Калужский .Фил ал Московского ордена фвнина и,ордена

Трудового Красного Знамени высшего техктйческдгб училища им. Н.Э. Баумана (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ПАРА

Изобретение относится к автомати ческому управлению и может быть использовано в металлорежущей промышленности.

По основному авт.св. N 550514 известна дифференциальная электромаг5 нитная пара, содержащая винт, расположенную с диаметральным зазором ототносительно него гайку, имеющую по внутреннему диаметру расточку

10 электрическую обмотку, расположенную в расточке гайки, установлена аналогичная дополнительная гайка, расположенная последовательно с основной, и датчики, каждый из которых располо15 жен с торца гайки, противоположного торцу, обращенному к соседней гайке, а пары гайка-датчик установлены с разнонаправленным смещением их витков резьбы относительно витков резьбы винта (1g.

К недостаткам известных дифференциальных электромагнитных пар. следует отнести низкую надежность в работе, так как при достаточно большом сопротивлении перемещению, оказываемом на привод со стороны нагруз ки, возможно смещение гаек относительно винта на шаг или несколько шагов, что является нарушением правильной работы. Кроме того, известные электромагнитные пары не позволяют перемещать подвижный узел с заранее заданным постоянным или меняющимся по определенному закону усилием.

Цель изобретения — повышение надежности в работе электромагнитных пар и расширение .Функциональных возможностей. .

Поставленная цель достигается тем, что дифференциальная электромагнитная пара, содержащая двигатель и дифференциальную электромагнитную пару, состоящую из винта и расположенных относительно его с диаметральным, зазором двух гаек с электрическими

924446 обмотками и двух. датчиков, закреп" ленных в едином корпусе, соединенном с подвижным уз.лом, дополнительно содержит последовательно соединенные фильтр помех, двухканальный усилитель и регулирующий блок выходы которого соединены с обмотками гаек, блок разности, входы которого соединены с выходами двухканального усилителя, и последовательно, соединенные задат- 1о чик, блок вычитания, усилитель-ограничитель и блок управления двигателем, причем выход блока разности соединен с входом блока вычитания и бло" кирующим входом усилителя-.ограничите- 15 ля.

Для дрстижения поставленной цели используется зависимость между величи ной си гнало в, вырабаты ваемых датчиками и величйной тяговой способности гаек, соответствующих этим датчикам. Например, при увеличении сигна ла одного датчика и уменьшении сигнала другого, величина тяговой способности первой гайки возрастает, а второй — уменьшается. Так как направление усилий, развиваемых гайками,противоположно, их разность будет пропорциональна величине внешней силы, вызывающей смещение витков гаек с датчиО зо ками относительно витков винта (например, изменению величинЬ1 силы сопротивления перемещению каретки токарного станка при обработке детали) . Соответственно, и разность величины сигналов датчиков будет пропорциональна величине внешней силы, действующей на подвижный узел.

На чертеже представлена конструкция дифференциальной электромагнит4О ной пары.

Дифференциальная электромагнитная пара содержит двигатель 1, винт 2, подвижной узел 3, две гайки 4 и 5 с электрическими обмотками, два датчика 6 и 7, фильтр 8 помех, двухка45 нальный усилитель 9, блок 10 регулирования, блок !1 разности, блок 12 вычитания, задатчик 13,. усилительограничитель 14 и блок 15 управления двигателем.

Разность сигналов датчиков пропорциональна величине смещения от исходного положения витков гаек (с: датчиками) относительно витков винта, т.е. пропорциональна величине мгновенной тяговой способности, При отсутствии сопротивления пере мещению подвижного узла 3 смещение витков гаек с датчиками относительно витков винта равно друг другу и направлено в противоположные стороны, (И» l = f Ug l и U4 = О. В этом случае мгновенная тяговая способность электромагнитной пары равна нулю.

При наличии сопротивления перемещению подвижного узла 3 происходит осевое смещение гаек с датчиками относительно винта на некоторую величину, пропорциональную силе сопротивления перемещению. При этом изменяются величины сигналов датчиков (например,134 — уменьшается, U — увеличиваетсл) и лц4 ф О.

К выходу блока 11 разности подключен блок 12 вычитания, кроме сигнала от блока 11 разности, поступает сигнал задатчика 13.

Блок 12 вычитания реализует функцию д13 = U — aU

> где U — сигнал задатчика 13.

Задатчик 13 вырабатывает сигнал, соответствующий требуемому значению величины тяговой способности электромагнитной пары. В общем случае величина тяговой способности электромагнитной пары может меняться по определенному закону во времени.

Функция д 13 отражает разность между задаваемым значением величины тяговой способности привода и ее реI альным (мгноренным) значением.

К выходу блока 12 вычитания подключен усилитель-ограничитель 14, усиливающий сигнал блока 12 вычитания по мощности.

Со вторым входом усилителя-ограничителя 14 соединен выход блока 11 разности. В исходном состоянии усилитель-ограничитель 14 закрыт, сигнал на его выходе равен нулю. Если сигнал на выходе блока 11 разности превысит некоторый уровень, то вход усилителяограничителя 14, соединенный с выходом блока 12 вычитания, открывается, и сигнал, поступающий из блока вычитания 12, усиливается по мощности.

Усилитель-ограничитель 14 имеет возможность регулирования порога открывания входа, соединенного с выходом блока 12 вычитания, с помощью схемы регулирования.

Усиленный по мощности сигнал из усилителя-ограничителя 14 поступает в . систему 15 управления двигателем.

Система 15 управления двигателем осу9244 формула изобретения ществляет программное управление подвижного узла 3, т.е. дает команду на перемещение подвижного узла 3, в соответствии с циклом работы машины (станка), на требуемую координату и задает номинальную скорость перемещения.

При поступлении си гнала от усилителя-ограничителя 14 в систему 15 управления двигателем происходит замедле- 10 ние вращения двигателя 1 пропорционально величине сигнала., Дифференциальная электромагнитая пара работает следующим образом.

Задается желаемое значение вели- 1s чины тяговой способности с помощью задатчика 13. Оно выбирается, исходя из функционального назначения электромагнитной пары. Например, если пара предназначена для перемещения карет- 20 ки токарного станка, то величина тяговой способности (велична силы тяги) пропорциональна осевой составляющей силы резания при токарной обработке. В ряде случаев при обработке 2з детали весьма желательно поддерживать постоянной силу резания.

При вращении винта 2 и наличии сопротивления перемещению подвижного узла 3 происходит смещение витков гаек з0 с датчиками относительно витков винта 2, что приводит к появлению на выходе блока 11 разности сигнала ф34 °

Если сигнал аБ4 не достиг уровня, при котором открывается усилитель-ограничитель 14, то в систему

15 управления двигателем не поступает

1 I информация о величине силы сопротив ления перемещению подвижного узла 3, и двигатель 1 вращается с постоян- 40 ,ной скоростью. Такой режим работы привода подачи может быть необходим в ряде случаев для обеспечения устойчивой его работы.

Если сигнал 2 Ц4 имеет уровень, 4> при котором усилитель-ограничитель

14 открыт, то на выходе блока 12 вычитания образуется сигнал дИ, который усиливается в блоке усилителя46 6 ограничителя 14 и поступает в систему 15 управления двигателем.

В этом случае происходит замедление вращения двигателя 1 пропорционально величине сигнала дц, умень" шение скорости перемещения подвижного узла 3 и уменьшение силы резания °

В связи с тем, что электромагнитная пара позволяет производить работу с заданным усилием, это дает возмож-ность машине или станку работать с максимальной производительностью, ликвидирует вероятность перегрузки и тем самым устраняет возможность аварий. Кроме того, наличие задатчика, вырабатывающего сигнал, меняющийся во времени по требуемому закону, в ряде случаев позволяет повысить эксплуатационные возможности электромагнитной пары. Например, при токарной обработке нежестких деталей оказывается возможным повысить точность обработки.

Дифференциальная электромагнитная пара по авт. св. У 550514, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей, она содержит последовательно соединенные фильтр помех, двухканальный усилитель и регулирующий блок, выходы которого соединены с обмотками гаек, блок разности, входы которого соединены с выходами двухканального усилителя, и последовательно соединенные эадатчик, блок вычитания, усилитель-ограничитель и блок управления двигателем, причем выход блока раз" ности соединен с входом блока вычитания и блокирующим входом усилителяограничителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 550514, кл. F 16 Н 25/24, 1974 (прототип).

924446

Составитель О. Гудкова

Техред И. Гергель КорреКтор И. лароши

Редактор Л. Фролова

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

Заказ 2786/54 Тираж 981 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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