SU1550233A1 - Электропневматический преобразователь - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к пневмоавтоматике и может быть применено в силовых след щих пневмоприводах, в приводах промышленных роботов, в экспериментальной технике. Цель изобретени  - повышение динамических свойств и производительности труда. В преобразователе установлены две электромагнитные порошковые муфты: одна (муфта 11) - в качестве тормоза, друга  (муфта 12) - в качестве привода вращени , а шток 9 соединен с валами этих муфт через шестерню 10. С другой стороны на золотнике установлены датчик скорости золотника 14, св занный со входом блока-формировател  демпферных сигналов 15, соединенным электрически с входом муфты-тормоза 12. Изобретение позвол ет повысить быстродействие и производительность, а также построить простую и надежную систему регулировани  давлени , котора  может быть эффективно использована в след щих пневмоприводах большой мощности. 2 ил.

Description

.ft

ел ел

I

со со

Изобретение относитс  к пневмоавтоматике и может быть использовано в силовых след щих пневмоприводах, в приводах промышленных роботов, а так- же в экспериментальной технике.

Цель изобретени  - повышение динамических свойств и производительности электропневматического преобразовател .

На фиг. 1 изображен электропневматический преобразователь (ЭПП); на фиг. 2 - вариант ЭПП с повышенной производительностью.

Электропневматический преобразова- тель (ЭПП) содержит корпус 1. В корпусе 1 находитс  цилиндрический зо- лотник 2 с двум  по сками из самосмазывающегос  материала, образующими две полости 3 и 4, соединенные между собой каналом 5 в правом по ске. По ски золотника перекрывают магистрали 6 и 7, соединенные с источником давлени  и с атмосферой соответственно , образу  при этом двухщелевую схе- toy. Полость 3 сообщаетс  с выходной магистралью 8, идущей к потребителю.

Шток золотника выполнен в виде зубчатой рейки 9, наход щейс  в зацеплении с шестерней 10, сид щей на выходном валу электромагнитной порошковой муфты 11. К этому же валу присоединен порошковый тормоз (муфта) 12.

В полости k размещены пружина 13 и датчик 1А скорости золотника индук- ционного типа, выход которого присоединен к входу блока-формировател  15 демпфированных сигналов, управл ющего током подмагничивани  порошкового тормоза 12. ,

Порошкова  муфта 11 снабжена при- ,водом (не показан), сообщающим вращение ее ведущей части со скоростью 200-300 об/мин, а также блоком 16 управлени , регулирующим ток в управ- л ющей обмотке муфты.

Электропневматический преобразователь (ЭПП) работает следующим образом .

В исходном состо нии пружина 13 сдвигает золотник 2 влево, соедин   полость 3 и выходную магистраль 8 с атмосферой через магистраль 7. При подаче тока от блока 16 управлени  в обмотку возбуждени  вращающейс  муфты 11, последн   развивает определенный выходной момент, преобразуемый с помощью пары шестерн  10 - рейка 9 в усилие, приложенное к штоку

Q

$ 0 5

5 0

д5

jo „

0

золотника и направленное вправо. При этом открываетс  магистраль бив полости 3, а следовательно, и в полости повышаетс  давление, которое действует на левый по сок золотника, создава  осевое усилие, направленное влево. Правый по сок не нагружен, так как в полост х 3 и (вследствие наличи  канала 5) давление одинаковое. Давление на выходе регул тора будет нарастать до,тех пор, пока усилие, создаваемое давлением на левый по сок золотника, не сравн етс  с осевым усилием, создаваемым муфтой 11. Если режим работы муфты будет находитьс  на линейном участке ее статической характеристики, то задающее усилие на штоке и соответственно выходное давление будут пропорциональны току управлени , создаваемому блоком 16.

При избыточном давлении в полости 3 золотник 2 сдвигаетс  влево, открыва  магистраль 7, св занную с атмосферой . Дл  уменьшени  гистерезиса в управл емую обмотку муфты подаетс  нар ду с основным осциллирующий сигнал малой амплитуды с частотой около 50 Гц.

Дл , повышени  устойчивости преобразовател  и улучшени  его переходного процесса используетс  демпфер, выполненный в виде порошкового тормоза 12, выходной вал которого жестко св зан с шестерней 10. Демпфер создает на штоке силу сопротивлени , направленную против движени  золотника 2 и пропорциональную его скорости , т.е. реализуетс  в зкое сопротивление . Дл  управлени  демпфером используетс  датчик k скорости золотника , сигнал которого поступает на блок-формирователь 15 демпфированных сигналов, выдающий ток управлени  в обмотку возбуждени  порошкового тормоза 12. Мен   настройку блока- формировател  15, можно измен ть интенсивность силы сопротивлени  демфпе- ра, вносить необходимые фазовые сдвиги, реализовать различные зависимости силы сопротивлени  от скорости золотника (линейные и нелинейные). Все это позвол ет существенно улучшить переходные процессы в преобразователе , снизить его колебательность

и повысить быстродействие. I

На фиг. 2 изображен вариант ЭПП

с повышенной производительностью, отличающийс  от ЭПП, изображенного на

фиг. 1, наличием дополнительного по ска 17 и тем, что золотник 2 выполнен полностью уравновешенным. Канал 5 соедин ет полость 3 и полость 4. Установившеес  положение золотника наступает, когда сила давлени , действующа  на правый торец по ска 17 будет уравновешена осевой силой штока , создаваемой муфтой 11. В этом случае диаметр рабочих по сков золотника 2 может быть значительно увеличен , что обеспечивает большую производительность ЭПП.

Преобразователь подобного типа может иметь высокое быстродействие, определ емое как малой инерционностью муфты, так и однокаскадностью схемы.

Использование задатчика силы и демпфирующего устройства в виде комбинации электромагнитной порошковой муфты и порошкового тормоза позвол ет построить электрически управл емы однокаскадный регул тор давлени  с хррошими динамическими свойствами и высокой производительностью, пригодной дл  применени  в след щем пневмоприводе большой мощности.

Порошкова  муфта, используема  как источник задающей силы, работает в режиме полного (100%-ного) скольжени . Ввиду малой мощности, потребной на перемещение золотника , муфта может иметь малые габариты и незначительное тепловыделение при работе. Нестабильность задающей силы не превышает 1,5% в течение 1000 ч работы и может быть скорректирована за счет системы управлени . Предлагаемый электропневматический преобразовател обладает линейной зависимостью выходного давлени  от управл ющего электрического сигнала и высоким

.качеством переходных процессов, св занных с наличием управл емого демпфера с регулируемыми характеристиками. Вместе с высоким быстродействием и производительностью эти свойства преобразовател  позвол ют построить высококачественную простую и надежную систему регулировани  давлени , котора  может быть эффективно использована в след щих пневмоприводах большой мощности.

з о б р

Формула

е т е н и  

5

0

5

5

0

Электропневматический преобразователь ,- содержащий корпус с входной и выходной магистрал ми и магистралью слива, установленный в нем подпружиненный золотник, соединенный с магистрал ми по двухщелевой схеме, шток золотника с зубчатой рейкой, блок управлени , подключенный к входному электрическому каналу, и привод вращени , отличающийс  тем, что, с целью улучшени  динамических свойств и повышени  производительности , в электропневматическом преобразователе установлены в качестве привода вращени  и тормоза две электро- о магнитные порошковые муфты, блок-формирователь демпфированных сигналов и датчик скорости золотника, золотник со стороны зубчатой рейки штока соединен с шестерней, жестко св зан- ной с выходными валами электромагнитных порошковых муфт, а с другой стороны - с датчиком скорости золотника , выход которого подключен к входу блока-формировател  демпфированных сигналов, выход которого электрически соединен с входом муфты-тормоза, а выход блока управлени  электрически соединен с входом муфты-привода вращени .

п

Редактор А.Ревин

Составитель И.Яковенко

Техред Л.Сердюкова Корректор М.Максимишинец

Заказ 260

Тираж 526

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. /5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина,101

Подписное

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Электропневматический преобразователь 7 содержащий корпус с входной и выходной магистралями и магистралью слива, установленный в нем подпружиненный золотник, соединенный с магистралями по двухщелевой схеме, шток золотника с зубчатой рейкой, блок управления, подключенный к входному электрическому каналу, и привод вращения, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических свойств и повышения производительности, в электропневматическом преобразователе установлены в качестве привода вращения и тормоза две электромагнитные порошковые муфты, блок-формирователь демпфированных сигналов и датчик скорости золотника, золотник со стороны зубчатой рейки штока соединен с шестерней, жестко связанной с выходными валами электромагнитных порошковых муфт, а с другой стороны - с датчиком скорости золотника , выход которого подключен к входу блока-формирователя демпфированных сигналов, выход которого электрически соединен с входом муфты-тормоза, а выход блока управления электрически соединен с входом муфты-привода вращения.

   фиг. 2