Электропривод исполнительного механизма

Электропривод исполнительного механизма

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е < 973987 ЗО О ИЯ к лвтовском саидитильствю (61) Дополнительное к авт. свих-ву (22)Заявлено 14.04.80 (21) 2915256/25-28 (5! )М. Кл.

F 16 Н 37/08

Р 16 H 31/oo

В 27 В 29/00 с присоединением заявки №

3Ъеударетваниый комитет

СССР (23) Приоритет ео делам изобретений и открытий

ОпУбликовано 15.11. 82. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 17 1 1. 82 (53) УДК 621.833.6(088.8) (72) Авторы изобретения

1 =:," .";

)16 тт; 1 - Tlt0ТЕХИИЕ<МФ

" ЙвЯЯО ).Ц, и пР и энергетики леснои

Т.И. Ардашников и А.А. Аржанов

Центральный научно-исследовательский конструкторский институт механизации промышленности (7I ) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОПРИВОД ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для привода исполнительных механизмов имеющих большие моменты инерции

1 и работающих в условиях частых пусков и торможения.

Известен электропривод, содержащий электродвигатель, редуктор и накопитель энергии с упругим элементом, накапливающий при торможении энергии о маховых масс привода и отдающий ее при разгоне (11.

Недостатками этого электропривода являются невозможность использования его для передачи вращательного движения исполнительному механизму, работающему в возвратно-поступательном режиме, а также большие потери энергии скольжения при разгоне электропривода. го

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является электропривод исполнительного механизма, содержащий управляемые цепную муфту и тормоз, основание, установленные на нем электродвигатель, редуктор,и накопитель энергии. В этом электропри" воде имеется дополнительный реверсивный редуктор и дополнительная управляемая сцепная муфта, исполнительный механизм связан с двигателем через основной редуктор, который через дополнительные реверсивный редуктор, включающий две сцепные управляемые муфты и управляемый тормоз связан с накопителем энергии (2 1.

Недостатком известного электропривода является большие потери энергии скольжения, возникающие при разгоне электродвигателя, обусловленные боль" шой инерционностью исполнительного механи зма.

Цель изобретения - уменьшение по-. терь энергии скольжения при разгоне электропривода за счет исключения

973987 той части потерь, которая обусловлена разгоном исполнительного механизма.

Указанная цель достигается тем, что электропривод снабжен дополнительным электродвигателем, зубчатореечным, зубчато-кривошипным и управляемым обгонным механизмами, а редуктор выполнен дифференциальным с тремя звеньями, одно иэ которых связано с управляемым тормозом и через 19 управляемую сцепную муфту соединено с основным электродвигателем, другое предназначено для связи с исполнительным механизмом, а третье посредством зубчато-кривошипного механизма связано с накопителем энергии, который соединен с обгонным механизмом и по средством зубчато-реечного механиз ма - с дополнительным электродвигателем. 20

На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый электропривод с ис" полнительным механизмом; на фиг. 2часть электропривода.

Злектропривод исполнительного механизма содержит управляемые сцепную муфту 1 и тормоз 2, основание 3, установленные на нем основной электродвигатель 4, дифференциальный редуктор 5, с тремя звеньями 6-8,накопитель 9 энергии, включающий иарнирно закрепленный на основании 3 шток 10 с ограничительным упором 11, размещенные на нем наружный 12 и внутренсний 13 стаканы и взаимодействующий с ними упругий элемент 14, дополнитель- з ный электродвигатель 15, зубчато-реечный механизм, включающий зубчатое колесо 16 и рейку 17, имеющую ограничительные упоры I8 и 19, зубчатокривошипный механизм, включающии зуб40 чатое колесо 20 с кривошипом 21, и упр. вляемый обгонный механизм 22, звено 6 дифференциального редуктора связано с управляемым тормозом 2 и через управляемую сцепную муфту 1 соединено 5 с электродвигателем 4, к звену 8 присоединяется исполнительный механизм 23, а звено 7 взаимодействует с зубчатым колесом 20, кривошип 21 которого шарнирно связан с внутренним стаканом 13 5О накопителя энергии, стакан связан посредством обгонного механизма 22 с наружным стаканом 12, а посредством рейки 17 и зубчатого колеса 16 с дополнительным электродвигателем 15.

Электропривод работает следующим образом.

В исходном положении упругий элемент 14 накопителя 9 энергии полностью сжат и кривошип 21 находится в нижней мертвой точке, обгонный механизм 22 включен и удерживает упругий элемент 14 в сжатом положении, рей" ка 17 находится в среднем положении, управляемый тормоз 2 заторможен, управ" ляемая сцепная муфта 1 отключена, основной электродвигатель 4 перед первым пуском отключен от сети, а перед последующими разгонами исполнительного механизма 23 он вращается на холостом ходу.

При первом пуске электродвигатель 4 сначала разгоняется вхолостую при отключенноц сцепной муфте 1, затем отключается обгонный механизм 22 и в соответствии с выбранным направлением движения исполнительного механизма 23 при включении дополнительного электродвигателя 15 и перемещении рейки 17 одним иэ упоров 18 или 19 накопитель 9 энергии и кривошип 21 выводится из положения нижней мертвой точки. После этого накопитель 9 энергии за счет энергии, накопленной упругим элементом. 14, поворачивает звено 7 редуктора 5, а следовательно, и звено 8, так как центральное звено 6 эатормояено. Так производится предварительный разгон свяэываемого с центральным звеном 6 исполнительного механизма 23, т.е. за счет энер— гии, накопленной упругим элементом I4.

В момент времени, когда упругий элемент 14 отдает накопленную энергию на разгон исполнительного механизма 23, управляемый тормоз 6 отключается, а управляемая муфта 1 включается и соединяет звено 6 с основным электродвигателем 4, вращающимся на холостом ходу. При включении электродвигателя 4 накопитель 9 энергии выполняет функцию внешнего нагружателя.

С ростом вращающегося момента электродвигателя 4 под действием реактивного момента на звене 7 зубчатое колесо 16 с кривошипом 21 поворачиваются и сжимают упругий элемент 14.

Податливость упругого элемента .должна быть такой, чтобы за время разгона исполнительного механизма 23 электродвигатель 4 не опрокинулся, т.е. чтобы создаваемый накопителем 9 энергии тормозной момент не превысил максимально возможный движущий момент электродвигателя 4. После того испол973987 нительный механизм 23 достигает при- при его торможении тормозом 2. Поведенной к его валу скорости электро- скольку при следующем разгоне исполнидвигателя 4, упругий элемент 14 пере- тельного механизма 23 эта энергия исстает сжиматься, а расжаться ему не его предварительныи дает обгонный механизм, 22, поэтому 5 разгон, то она не теряетгя бесполезно. начиная с этого момента времени элект- Для реализа ля реализации функционирования родвигатель 4 разгоняет исполнитель- электропривода передаточное отношеный механизм 23 при заторможенном ние редуктора 5 ие редуктора 5 и податливость упрузвене 7 и без участия накопителя 9,гого элемента 14 выбираются из услоэнергии, Потери энергии в электродви", 10 вия обеспечения поворота кривошипа 21 гателе 4 при этом невелики, так как до полоборота как при разгоне, так он ра отает на устойчивой части своей и при торможении исп л рм-жении исполнительного ме нелинейной механической характеристи- ханизма а расст я а, а расстояние между упораки и скольжение его незначительно. При ми 18 и 19 несколько и несколько превышает удвоустановившемся движении исполнитель- 15 енную длину кривошипа 21. ного механизма 23 накопитель 9 энер- В электропр электроприводах для исполнителвных механизмов, имеющих моменты инер9 зврацаются ции,существенно превышающие моменты инерции основных электродвигателей, в среднее положение. 20 потери энергии скольжения при разгоДля торможения исполнительного ме- не и тормо>кении собственно этих электханизма 23 отключают сцепную муфту 1 родвигателей невелики. Поэтому в и включают то моз таких случаях целесообразно испольЭлектродвигатель 4 при этом отсо- зовать упрощенный вариант выполнения единяется от редуктора 5 и продолжает>5 электропривода, в котором управляевращаться, вхолостую. Звено 6 оста- мые сцепная муфта 1 и тормоз 2 исклюнавливается тормозом 2, а поскольку . чаются. При этом предварительный разисполнительный механизм продолжает гoí исполнител но г н исполнительного механизма и его вращаться по инерции, звено 7 начина- тормо>кение производится в условиях ет вращаться в направлении,противопо- 30 динамического торможения основного рожном сжатию vnovroro элемента 14.

При этом накопитель 9 энергии сколь- Такое выполнение электропривода зит по штоку 10 вверх до тех flop> пока позволяет полезно использовать для кривошип 71 не проходит верхнюю мертповторных предварительных разгонов вую точку, а затем накопитель 9 энарисполнительного механизма суммарную магии скользит вниз по штоку 10 до ограэнергию, накапливаемую накопителем ничительного упора 13, и занимает покак при разгоне, так и при торможении ложение симметричное прежнему относи- исполнительного механизма, что повытельно вертикали. С начала процесса шает экономичность электропривода. торможения и до этого момента тормоз40 ное усилие тормоза 2 к исполнительному механизму не прикладывается. После формула и зобретения того, как накопитель 9 энергии достигает упора 11, упругий элемент 1 > на1

Электропривод исполнительного мехачинает препятствовать движению испол- 45 низма, содержащий управляемые сцепную нительного механизма 23 и он тормо муфту и тормоз, основание, установзится. 8 момент остановки исполнитель- ленные на нем электродвигатель редук >

> .ioro механизма -3 упругии элемент 14 тор и накопитель энергии, о т л и ч а" практически максимально сжат, а кри- ю шийся тем, что, с целью уменьвошип 21 близок к ни>кней мертвой точ шенин потерь энергии скольжения при

50 ке, Обгонный механизм 22 удерживает разгоне электропривода, он снабжен, " упругий элемент 1 > в сжатом состоя- дополнительным электродвигателем, зуб"

1 нии и сохраняет накопленную энер ю . чато-реечным, зубчато-кривошипным и для следующего предварительного раз управляемым обгонным механизмами, а гона исполнительного механизма 23. В редуктор выполнен дифференциальнь>м накопителе 9 энергии при этом накоп с тремя звеньями, одно из которых

55 лена суммарная энергия, полученная связано с управляемым тормозом и чекак при разгоне электродвигателем 4 реэ управляемую сцепную муфту соедиисполнительного механизма 23, так, нено с основным электродвигателем, 7 973987 другое предназначено для связи с исполнительным механизмом, а третье посредством зубчато-кривошипного механизма связано с накопителем энергии, который соединен с обгонным механизмом и посредством зубчато-реечного механизма с дополнительным электродвигателем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 532522, кл. В 27 В 29/00, 1976.

2. Авторское .свидетельство СССР

V 816884, кл. В 65 0 23/00, 1979.

973987

Ь .2 Составитель О. Косарев

Редактор А. Химч к Техрел И..Гергель Корректор Н. Буряк

Заказ 8659/ Г Тираж 990 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-36 Рачшская наб. л. 4

Филиал flHfl "ПатентГ, г. Ужгород, ул. Проектная,