SU738010A2

SU738010A2 - Switching device with equal switching angles

Info

Publication number: SU738010A2
Application number: SU772543543A
Authority: SU
Inventors: Владимир Константинович Уткин; Николай Николаевич Курицын
Original assignee: Предприятие П/Я В-2203
Priority date: 1977-11-15
Filing date: 1977-11-15
Publication date: 1980-05-30

Description

Изобретение относитс ,к электротехнике , а именно к системам автоматики , вычислительной техники и авт омати зиро ванн ого-, регул иров-ани , предназначено дл коммутации электрических цепей в определенной последовательности и вл етс усовершенствованием известного устройства по авт. св. 183259 1.The invention relates to electrical engineering, in particular, to automation systems, computer technology and automatized equipment, it is intended for switching electrical circuits in a certain sequence and is an improvement of the known device according to auth. St. 183259 1.

В основном изобретении описано коммутирующее устройство с равными углами коммутации, используемое в системах автоматики и вычислительной техники дл коммутации электрических цепей в определенной последовательности . Оно содержит один или несколько основных коллекторов с п ламел ми и двум щетками в каждом, редуктор , одноламельный 180-ти градусный вспомогательный (управл ющий) коллектор , вращающийс с угловой скоростью в п раз большей угловой скорости основных коллекторов и через логическую схему управл ющий попеременным включением щеток основных коллекторов . К его недостатку можно отнести то, что при большом числе ламелей в основных кoлheктopйx может возникнуть ошибка считывани . ОнаThe basic invention describes a switching device with equal switching angles used in automation and computer systems for switching electrical circuits in a specific sequence. It contains one or several main collectors with lamellas and two brushes in each, a reducer, a single-lined 180-degree auxiliary (control) collector rotating with an angular velocity at n times the angular velocity of the main collectors and through a logic circuit controlling the alternating the inclusion of brushes main collectors. Its disadvantage is the fact that with a large number of lamellas in the main columns, a reading error may occur. She is

ь8условлена тем, что с увеличением числа ламелей коллекторов (коммутируемых цепей) увеличиваетс передаточное число редуктора. При этом допустима погрешность изготовлени элементов коммутирующего устройства уменьшаетс (уменьшаютс углы коммутации ) , а ошибка плавного редуктора увеличиваетс 2.The reason for this is that as the number of lamellae of collectors (switched circuits) increases, the gear ratio of the gearbox increases. In this case, the permissible manufacturing error of the elements of the switching device is reduced (the switching angles are reduced), and the error of the smooth gearbox increases 2.

10ten

Эту взаимосв зь можно выразить неравенствомThis relationship can be expressed by inequality

,.,,..Izll,. ,, .. Izll

(1)(one)

1515

где Ad,- погрешности изготовлени и установки щеток и лаМе . лей основного ко.71лектора; погрешность изготовлени where Ad, are the errors in the manufacture and installation of brushes and lame. lei of the main collector; manufacturing error

Л« управл ющего коллектора L "control collector

20 и устанобки его щетки относительно нулевого положени ;20 and setting his brush relative to the zero position;

ошибка положени ведомого колеса редуктора (жестко the error of the position of the driven wheel gear (hard

25 св занного с-щетками основного коллектора) с учетом мертвого хода;25 associated with the main collector brushes) taking into account the dead stroke;

«Л - угловой шаг коммутации, pas-, ный углу коммут ации;“L is the angular switching step, the pas-switching angle;

50 n - чисото ламелей в коллекторе . сГ - макс 1мальна ширина изол ционного промежутка между ламел ми в угловой мере; t - ширина щеток в угловой ме ре. Вследствие этого ошибка плавного редуктора становитс соизмеримой с глами установки щеток в начальном положении относительно коллекторов, равными 31/2п. Вследствие указанных погрешностей может возникнуть ошибк считывани , когда не будет соблюден неравенство (1), Из неравенства (1) видно также, что при некотором числе ламелей ошибку считывани можно устранить за счет повышени точности изготовлени элементов коммутирующего устройства. Однако это не всегда раиает задачу устранени оши kиv но. в тоже врем сильно усложн ет изготовление и увеличение стоимости издели . Кроме того, вспомогательный коллектор в известном устройстве должен иметь угол комму . тации . Вращаетс он с угловой скоростью в n раз большей, чем щет;ки основных коллекторов. Это приводит к сильному износу щетки управл ющего коллектора, из-за чего умен шаетс срок службы ком1 тирующего устройства. Целью изобретени вл етс повышение срока службы коммутирующего устройства и увеличение числа коммутирующих цепей, а также упрощение изготовлени за счет снижени точности изготовлени элементов устрой ства. Указанна цель достигаетс тем, что в качестве редуктора в нем используетс одноступенчата дискретна зубчата передача 3, (4 с двум диаметрально расположенными зубчатыми секторами, имеющими углы зацеплени и поворота щеток, равные , а угол коммутации вспомогательного коллектора беретс меньше 180°. Применение дискретной передачи способствует увеличению числа комму тирующих цепей (ошибка дискретной передачи меньше, чем Плавного редук тора 2, 4 и уменьшению угла коммутации утфавл ющего (вспомогательного ) коллектора, а последнее способствует уменыпению износа его щетки и увеличению срока службы устройства. Причем с увеличением передаточного числа ошибки плавного редуктора увеличиваетс , а дискретного - уменьшаетс 2, 3 и 4 , Опйсываелюе-устройство показано на чертеже. Оно содержит коллектор 1 с n ламел ми и с опережающей 2 и отстающей 3 щетками, вспомогательный {уп-г равл ющий) коллектор 4 с щеткой 5/ редуктор, снабженный двум диаметрально расположенными секторами 6 и зуб чатыми колесами 7 и 8, логичес- кую схему 9, Щетки 2 и 3 взаимно смещены на угол 31/п, где n - число ламелей. Коллектор 4 имеет угол коммутации меньше 180. Этот угол может быть равен углу поворота щеток 2 и 3 за цикл передачи вращени , т.е. 1( 2 n где -jj - угол коммутации вспомогательного коллектора 4; - угловой- шаг коммутации основного коллектора, равный 2Л/П. Но в св зи с наличием производственных ошибок может возникнуть рассогласование в работе вспомогательного управл ющего и основного коллекторов . Поэтому при наличии ошибок, указанных в формуле (1), угол коммутации вспомогательного коллектора должен быть увеличен. Его величина должна находитьс в пределах Я, ... Х . --«.. (з) При этом положение вспо1лэгательного коллектора совмещено с одним из секторов дискретной передачи, т.е. в начальный момент щетка 5 установлена на краю коллектора 4 (на заходной части), а один из секторов 6 - перед входом в зацепление с колесом 7. Щетки 2 и 3 размещены соответственно на первой и последней ламел х коллекторов 1 и смещены относительно центра изол ционного промежутка между ламел ми на уголЛ/2п. Углы зацеплени секторов б за фазу зацеплени и углы поворота колеса 8и щеток 2 и 3 равны Jt/n. Управл ющий сигнал, поданный на щетку 5, периодически раз за оборот подаетс в схему 9. При попадании этого сйгнгша в схему 9 коммутируемый сигнал, поданный на ламели коллек тора 1 (или в схему 9) проходит с ламели через щетку 2 на выход 9(или из схе№1 9 на соответствующую ламель коллектора 1). При отсутствии управл ющего сигнала на коллекторе 4 коммутируемый сигнал идет через щетку 3. В то врем , когда сигнсш идет по этой щетке, наход щейс на одной из ламелей, друга щетка в обесточенном состо нии скачком переходит на эту же ламель и занимает место первой щетки, сместившейс за это врем на тотже угол 3t/n , но в пределах одной ламе ли. При повороте щетки 5 на полный оборот заканчиваетс цикл работы50 n - the number of lamellae in the collector. cG — max. 1 minimum width of the insulating gap between the lamellas in the angular measure; t is the width of the brushes in the angular measure. As a result, the error of the smooth gearbox becomes comparable with the brush installation eyes in the initial position relative to the collectors, equal to 31 / 2n. Due to these errors, a read error may occur when inequality (1) is not observed. Inequality (1) also shows that with a certain number of lamellas, the read error can be eliminated by increasing the accuracy of manufacturing the elements of the switching device. However, this does not always solve the problem of eliminating the error. At the same time, it is very difficult to manufacture and increase the cost of the product. In addition, the auxiliary collector in a known device must have a comm angle. tation. It rotates at an angular velocity n times greater than the bristles of the main collectors. This leads to severe wear of the control collector brush, which reduces the service life of the rotating device. The aim of the invention is to increase the service life of the switching device and increase the number of switching circuits, as well as to simplify manufacture by reducing the accuracy of manufacturing the elements of the device. This goal is achieved by using a single-stage discrete gear transmission 3, as a reducer, (4 with two diametrically located gear sectors having angles of engagement and rotation of brushes equal, and the switching angle of the auxiliary collector is less than 180 °. The use of discrete transmission contributes an increase in the number of switching circuits (the discrete transmission error is less than that of the Smooth gear 2, 4 and a decrease in the switching angle of the utflifting (auxiliary) collector, and the latter method It reduces wear of its brush and increases the service life of the device. Moreover, with an increase in the gear ratio, the errors of the smooth reducer increase and the discrete reducer decreases 2, 3 and 4. It contains a collector 1 with n lamellae and with a leading 2 and lagging 3 brushes, auxiliary (уп-equalizing) collector 4 with brush 5 / gearbox, equipped with two diametrically located sectors 6 and gear wheels 7 and 8, logic circuit 9, Brushes 2 and 3 are mutually shifted by an angle of 31 / n, where n is the number of lamellas. The collector 4 has a switching angle less than 180. This angle may be equal to the angle of rotation of the brushes 2 and 3 during the rotational transmission cycle, i.e. 1 (2 n where -jj is the switching angle of the auxiliary collector 4; - angular - switching pitch of the main collector equal to 2Л / П. But due to production errors, there may be a mismatch in the operation of the auxiliary control and main collectors. Therefore, if the errors indicated in the formula (1), the switching angle of the auxiliary collector should be increased. Its value should be within I, ... X. - ".. (h) The position of the auxiliary collector is aligned with one of the sectors of discrete transmission , i.e., at the initial time, the brush 5 is mounted on the edge of the collector 4 (on the lead-in part), and one of the sectors 6 is in front of the engagement with the wheel 7. The brushes 2 and 3 are placed respectively on the first and last louvers of the collectors 1 and are offset relative to the center of the insulating gap between the lamellas at angles L / 2p. The angles of engagement of sectors b in the engagement phase and the angles of rotation of the wheel 8 and brushes 2 and 3 are equal to Jt / n. The control signal fed to the brush 5 is periodically sent to the circuit 9. When this SGS gets into circuit 9, the switched signal, according to The data on the lamellae of the collector 1 (or to scheme 9) passes from the lamella through brush 2 to exit 9 (or from scheme No. 9 to the corresponding lamella of collector 1). In the absence of a control signal on the collector 4, the switched signal passes through brush 3. While the signal goes on this brush located on one of the lamellas, the other brush in the de-energized state abruptly goes to the same lamella and takes the place of the first brush. which, during this time, shifted to the same angle of 3t / n, but within the limits of one lame. Turning the brush 5 to a full turn ends the work cycle.

щеток 2 и 3 и происходит, переключение одной ламели коллектора 1,brushes 2 and 3 and there is a switching of one lamella of collector 1,

Движение щеток 2 и 3 происходит только в момент зацеплени зубчатых секторов, а после Buxojqd их на зацепление щетки 2 и 3 останавливаютс либо обе на ойной ламели, либо на соседних.The movement of brushes 2 and 3 occurs only at the moment of engagement of the toothed sectors, and after Buxojqd their engagement, brushes 2 and 3 stop either on the oval lamella or on the adjacent ones.

Описываемое устройство имеет вспомогательный сектор с меньшим углом коммутации, что способствует уменьшению износа его щетки и повышению срока службы. Оно также обеспечивает создание коммутатора с большим числом ламелей и соответственно коммутируемых цепей, а также позвол ет упростить изготовление его элементов за счет снижени точности их изготовлени , что способствует снижению стоимости устройства, а также уменьшению его габаритов. Например, 20-ти ламельный коллектор с диаметром кон|Тактировани щеток 35 мм при допустимой точности изготовлени и установки eixi элементов (щеток, ламелей) выраженной в линейной мере/ равной 0,1 мм, будет иметь следующие величины составл ющих погрешности, указанных в выражени х (1) и (2):The described device has an auxiliary sector with a smaller switching angle, which helps to reduce the wear of its brush and increase the service life. It also provides for the creation of a switch with a large number of lamellas and, accordingly, switched circuits, and also allows to simplify the manufacture of its elements by reducing the accuracy of their manufacture, which contributes to reducing the cost of the device, as well as reducing its dimensions. For example, a 20-lamella collector with a diameter of 35 mm con | Clocking brushes with an acceptable accuracy of fabrication and installation of eixi elements (brushes, lamellae) expressed in a linear measure / equal to 0.1 mm will have the following values constituting the errors indicated in x (1) and (2):

t,,,(f-2. t ,,, (f-2.

Ошибки малогабаритных редукторов будут пор дка 75° дл плавного редуктора (унифицированный малогабаритный редуктор ОСТ4, ОАО с передаточным числом 20 имеет люфт пор дка 22) ti 0, дл дискретного.Errors of small-sized gearboxes will be about 75 ° for a smooth gearbox (the unified compact gearbox OCT4, OJSC with a gear ratio of 20 has a backlash of about 22) ti 0 for discrete.

Допустима же погрешность основйого коллектора имеет величинуThe marginal collector error is valid

Л80L80

г. year

,4V4V

2 20 п2 20 p

Откуда видно, что дл выполнени такого коммутатора с плавным редукторо необходимо увеличить его габариты и/или точность изготовлени элементов или же уменьшить число ламелей, т.к. погрешности изготовлени прев1л11ают допустимые. С дискретнь1м редуктором выполнимо.Whence it is seen that in order to perform such a switch with a smooth gearbox, it is necessary to increase its dimensions and / or accuracy of production of elements or to reduce the number of lamellae, since manufacturing errors exceed the allowable ones. With discrete gearbox doable.

KjJOMeiToro, в описываемом устройстве вспомогательный коллектор будет иметь угол замыкани не более 20°, что в дев ть раз меньше, чем у прототипа. Благодар этому в раз уменьшитс износ его щетки и соответственно увеличитс срок службы (остальные щетки вращаютс в 20 раз медленнее, а поэтому их износ значительно меньше).KjJOMeiToro, in the described device, the auxiliary collector will have a closing angle of no more than 20 °, which is nine times less than that of the prototype. Due to this, the wear of its brush will be reduced by a factor of 1 and the service life will increase accordingly (the remaining brushes rotate 20 times slower, and therefore their wear is much less).

Claims

1. Author's certificate of the USSR 183259, cl. H 01 H 7/00, 1964 (prototype).

2. Kozlov M.P. Gears

0 precision instrument making, M., Oborongiz, 1958.

3.Litvin FL Designing mechanisms and parts of devices. L., Mechanical Engineering, 1973, p. 375-403.

4. USSR author's certificate

5 №214990, cl. R1b H 27/08, 1967.