CS259225B1

CS259225B1 - Control system to ensure a smooth change in the characteristics of pneumatic couplings

Info

Publication number: CS259225B1
Application number: CS858086A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Homisin
Original assignee: Jaroslav Homisin
Priority date: 1985-11-11
Filing date: 1985-11-11
Publication date: 1988-10-14
Also published as: CS808685A1

Abstract

Regulačný systém je určený pre zabezpečenie plynulej změny charakteristiky pneumatických pružných hriadelových spojok. Očelom riešenia je plynulou změnou křivkovéj charakteristiky spojky /plynulou změnou jej torznej tuhosti/ zabezpečit plynulú změnu, čiže prispósobenie frekvencie vlastných kmitov sústavy k frekvencii kmitov prenášaného zaíaženia za chodu tak, aby nedošlo v rozsahu pracovného režimu k rezonančnému stavu. Tento účel dosiahneme reguláciou pneumatických pružných hriadelových spojok regulačným systémom podlá tohto vynálezu, ktorý pozostáva z riadiaceho a ovládacieho podsystému. Piezoelektrický snímač riadiaceho podsystému snímá zrýchlenie kmitania agregátu a zároveň vysiela elektrický signál úměrný kmitaniu mikroprocesoru, ktorý riadi elektromagnetický ventil ovládacieho podsystému. Elektromagnetický ventil ovládá přívod alebo odvod, čiže zvýšenie alebo zníženie přetlaku plynného média v spojke, čím je právě charakterizovaná plynulá změna jej torznej tuhosti. Plynulou změnou torznej tuhosti spojky zabezpečíme plynulú změnu frekvencie vlastných kmitov sústavy, čiže prispósobujeme ju k frekvencii kmitov prenášaného zaťaženia tak, aby nedošlo k rezonančnému stavuThe control system is designed to ensure a smooth change in the characteristics of pneumatic flexible shaft couplings. The purpose of the solution is to ensure a smooth change, i.e. adaptation of the frequency of the natural oscillations of the system to the frequency of oscillations of the transmitted load during operation, by a smooth change in the curve characteristic of the coupling /smooth change in its torsional stiffness/ so that a resonant state does not occur within the operating mode. This purpose is achieved by regulating pneumatic flexible shaft couplings with a control system according to the present invention, which consists of a control and operating subsystem. The piezoelectric sensor of the operating subsystem senses the acceleration of the oscillation of the aggregate and at the same time sends an electrical signal proportional to the oscillation of the microprocessor, which controls the electromagnetic valve of the operating subsystem. The electromagnetic valve controls the supply or exhaust, i.e. an increase or decrease in the overpressure of the gaseous medium in the coupling, which is precisely characterized by a smooth change in its torsional stiffness. By continuously changing the torsional stiffness of the coupling, we ensure a continuous change in the frequency of the system's natural oscillations, i.e. we adapt it to the frequency of the oscillations of the transmitted load so that a resonant state does not occur.

Description

Vynález sa týká regulačného systému pre zabezpečenie plynulej změny charakteristiky pneumatických pružných hriadelových spojok na pružný přenos mechanickej energie v sústave hnacieho a poháňaného stroja.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a control system for providing a continuous change in the characteristics of pneumatic flexible shaft couplings for the resilient transmission of mechanical energy in the assembly of a drive and driven machine.

Doteraz známe pružné hriadelové spojky majú konštantnú priamkovú alebo krivkovú charakteristiku, ktorá sa počas prevádzky nemdže měnit. Změnit charakteristické vlastnosti spojky móžeme len tak, že pružný element nahradíme druhým o inej charakteristlke alebo prevedieme výměnu celej pružnéj hriadelovej spojky s inými charakteristickými vlastnosťami. Táto skutečnost o konštantnej priamkovej alebo krlvkovej charakteristlke má za následok, že aj vlastná frekvencia sústavy, v ktorej je příslušná spojka zaradená je konštantná a počas prevádzky sa nemóže měnit, čiže prispůsobiť frekvencii přenášeného zataženia. Vzhladom k tomu, že frekvencia prenášaného zataženia sa mění, mění sa aj poměr týchto frekvenci!, v důsledku čoho v prevádzke agregátu dochádza ku kritickým rezonančným stavom, kedy frekvencia vlastných kmitov sústavy sa rovná frekvencii prenášaného zataženia. V rezonančnom stave nastáva zvýšenie amplitúdy zataženia, ktoré zvSčšuje opotrebenie súčiastok, znižuje ich životnost, čo má za následok předčasný únavový lom.The prior art flexible shaft couplings have a constant line or curve characteristic that cannot be changed during operation. We can only change the characteristics of the coupling by replacing the elastic element with another one of another characteristic or by replacing the entire flexible shaft coupling with other characteristic features. This fact of a constant line or spline characteristic results in the fact that the natural frequency of the system in which the respective clutch is engaged is constant and cannot change during operation, ie it can be adapted to the frequency of the transmitted load. Since the frequency of the transmitted load changes, the ratio of these frequencies also changes, which results in critical resonant states in the operation of the aggregate where the frequency of the system's natural oscillations equals the frequency of the transmitted load. In the resonant state, there is an increase in the amplitude of the load, which increases the wear of the components and reduces their service life, resulting in premature fatigue fracture.

Preto sa javf potřeba vyvinúť regulačný systém pre zabezpečenie plynulej změny charakteristiky pneumatických pružných hriadelových spojok, prostredníctvom ktorého je možné neregulovat také charakteristické vlastností spojok, ktoré z hladiska momentálneho dynamického stavu zariadenia sú najoptimálnejšie pre pružný přenos mechanickej energie v sústave hnacieho a poháňaného stroja.Accordingly, there is a need to develop a control system to provide a continuous change in the characteristics of pneumatic flexible shaft couplings, by means of which it is not possible to regulate the characteristic characteristics of the couplings which are optimum for resilient mechanical power transmission in the drive and driven machine.

Uvedené nedostatky odstraňuje regulácia pneumatických pružných hriadelových spojok podlá tohto vynálezu, ktorého podstatou je vytvorenie plynulej změny charakteristiky týchtospojok, pomocou regulačného systému, ktorý pozostává z riadiacého a ovladacieho podsystému.The above drawbacks are overcome by the regulation of the pneumatic flexible shaft couplings according to the invention, which is based on the creation of a continuous change in the characteristics of these couplings, by means of a control system consisting of a control and control subsystem.

Reguláciou pneumatickej pružnej hriadelovej spojky spomínaným regulačným systémom vytvoříme uzavretý regulačný obvod so spatnou vMzbou, čím dokážeme plynule měnit krivkovú charakteristiku spojky, čiže sme schopný za okamih naregulovat takú charakteristiokú vlastnost spojky /takú torznú tuhost spojky/, ktorá z hladiska momentálneho dynamického stavu zariadenia je najoptimálnejšia. Plynulou změnou krivkovej charakteristiky spojky, čiže plynulou změnou jej torznej tuhosti meníme hodnotu vlastnej frekvencie sústavy podlá potřeby momentálneho dynamického stavu zariadenia, čím chráníme zariadenie před vznikom nebezpečného rezonančného stavu.By regulating the pneumatic flexible shaft clutch by the mentioned control system, we create a closed control circuit with a wrong ratio, which enables us to continuously change the curve curve of the clutch, so we are able to regulate in a moment the characteristic characteristic of the clutch. . By continuously changing the curve characteristic of the coupling, or by continuously changing its torsional stiffness, we change the value of the natural frequency of the system as required by the current dynamic state of the device, thus protecting the device from a dangerous resonant state.

Na přiložených výkresoch je schématicky v rámci blokovej štruktúry znázorněný regulačný systém a schématické prevedenie regulácie pneumatických pružných hriadelových spojok, kde konkrétné obr. 1 představuje reguláciu pneumatickej pružnej hriadelovej spojky s párovým rozmiestnením gumových pružin, obr. 2 reguláciu pneumatickej pružnej hriadelovej spojky s tangenciálně rozmiestnenými gumovými pružinami a obr. 3 reguláciu pneumatickej pružnej hriadelovej spojky s axiálně uloženou gumovou, pružinou.In the accompanying drawings, a control system and a schematic embodiment of the control of pneumatic flexible shaft couplings are shown schematically within the block structure, in particular FIGS. 1 shows the regulation of a pneumatic flexible shaft coupling with a paired arrangement of rubber springs, FIG. 2 shows the regulation of a pneumatic flexible shaft coupling with tangentially spaced rubber springs; and FIG. 3 regulates a pneumatic flexible shaft coupling with an axially mounted rubber spring.

Regulačný systém 1. pre zabezpečenie plynulej změny charakteristiky pneumatických pružných hriadelových spojok podlá obr. 1, obr. 2 a obr. 3 pozostáva z riadiaceho 2 a ovládacieho podsystému 2· Riadiaci podsystém 2 je charakterizovaný mikroprocesorom 5 a piezoelektrickým snímačom zrýchlenia mechanických kmitov 4, ktorý vysiela elektrický signál mikroprocesoru 5 úměrný mechanickému kmitaniu agregátu, na ktorom je příslušný piezoelektrický snímač 2 vhodné umiestnený. Ovládací podsystém 2 pozostáva z elektromagnetického rozvádzača 7_, ktorý je cez redukčný ventil 2 napojený na zásobník plynného média 8. Mikroprocesor J5, ktorý tvoří základnú riadiacu zložku celého regulačného systému 2 zopnutím elektromagnetického rozvádzača 7 spósobí jeho premiestnenie, čím prívodnou vetvou P alebo vypúšťacou vetvou T sa zabezpečí zvýšenie alebo zníženie přetlaku plynného média v gumových pružinách 2 příslušných pneumatických pružných hriadelových spojok podlá přiložených obrázkov.A control system 1 for providing a continuous change in the characteristics of the pneumatic flexible shaft couplings of FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 3 consists of a control 2 and a control subsystem 2. The control subsystem 2 is characterized by a microprocessor 5 and a piezoelectric accelerator 4 which transmits an electrical signal of the microprocessor 5 proportional to the mechanical oscillation of the aggregate on which the respective piezoelectric sensor 2 is conveniently located. The control subsystem 2 consists of an electromagnetic distributor 7, which is connected to a gaseous medium reservoir 8 via a pressure reducer 2. The microprocessor J5, which forms the basic control component of the entire control system 2, causes the electromagnetic distributor 7 to move. an increase or decrease of the overpressure of the gaseous medium in the rubber springs 2 of the respective pneumatic flexible shaft couplings according to the attached figures is provided.

Pri práci agregátu \ . .-priaznivej oblasti pracovného režimu, kedy frekvencia prenášaného . · zataženia je rovná alebo blízka frekvencií vlastného kmitania sústavy, číže hovoříme, že sústava sa dostala do rezonančných kmitov alebo kmitov blízko rezonančného stavu teda dochádza k rozkmitaniu celého pracovného agregátu, ktorého zrýchlenie sa odmeria piezoelektrickým snímačom mechanických kmitov ji umiestneným na najvhodnejšom mieste příslušného agregátu.When working aggregate \. .-favorable area of the operating mode, when the frequency transmitted. · The load is equal to or close to the natural oscillation frequencies of the system, which means that the system has entered resonant oscillations or oscillations near the resonant state, thus the whole working unit oscillates and its acceleration is measured by piezoelectric mechanical oscillation sensors located at the most suitable place.

Po získaní a prehodnotení elektrického signálu mikroprocesorom 5 úměrného mechanickému kmitaniu sústavy dochádza k zopnutiu elektromagnetického rozvádzača 2 prívodnej P alebo vypúšťacej polohy T, čím sa mění přetlak plynného média v gumových pružinách 2» Co představuje plynulú změnu torznej tuhosti pneumatických pružných hriadelových spojok za chodu agregátu. A právě tým plynule'meníme frekvenciu jeho vlastných kmitov, čiže prispóšobujeme k frekvencii kmitov prenášaného zaťaženia tak, aby nedošlo v rozsahu pracovného režimu k rezonančnému stavu.After obtaining and reassessing the electrical signal by a microprocessor 5 proportional to the mechanical oscillation of the system, the electromagnetic distributor 2 of the supply P or discharge position T is switched on, thereby changing the overpressure of the gaseous medium in the rubber springs. It is this that we continuously change the frequency of its own oscillations, so that we contribute to the frequency of the oscillations of the transmitted load so that the resonance state does not occur within the operating mode range.

Regulácia pneumatických pružných hriadelových spojok podlá tohto vynálezu sa móže uplatnit všade tam, kde chceme predísť hlavně nebezpečnému rezonančnému kmitaniu. Zároveň tento regulačný systém zvyšuje technickú úroveň a prevádzkovú spolahlivosť strojov a zariadení, ktorých je súčasťou.The regulation of the pneumatic flexible shaft couplings according to the invention can be applied wherever we want to prevent mainly dangerous resonance oscillations. At the same time, this control system increases the technical level and operational reliability of the machines and equipment of which it is a part.

Claims

A control system for providing a continuous change in the characteristics of pneumatic couplings comprising a control and control subsystem, characterized in that the control subsystem (2) consists of a piezoelectric accelerator (4) and a microprocessor (5), the control subsystem (3) being characterized by a pressure reducing valve (6), an electromagnetic distributor (7) and a gas storage tank (8).