SU744863A1 - Линейный электрический привод - Google Patents

Description

54) ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД

1

Изобретение относитс  к области электроприводов с возвратно-поступательным движением рабочего органа с использованием линейного двигател  и может быть применено, в част- 5 ности, в дорожном строительстве.

Известно устройство дл  получени  возвратно-поступательного, движени  содержащее линейный двигатель с двухстаторным исполнением 1 .10

Недостаток устройства - низкие энергетические показатели.

Известен также линейный электрический привод, содержащий двигатель возвратно-поступательного движени  с 15 пневмоцилиндром и систему управлени  2 .

Недостаток известного устройства . заключаетс  в том, что режим автоколебаний возникает при определенных 20 услови х. При изменении хода или массы рабочего органа система выходит из автоколебательного режима. При этом снижаютс  энергетические показатели . Необходимость в дополнитель- 25 ных переналадках снижает область применени  известного устройства.

Цель изобретени  - расширение области применени  и повышение энергетических показателей.30

Поставленна  цель достигаетс  тем, что пневмоцилиндр снабжен датчиком давлени , выходной электрический сигнал которого подключен к системе управлени  включением двигател  посредством дифференцирующей цепочки и усилител .

Кроме того, пневмоцилиндр может быть снабжен управл емым пневматическим клапаном, сообщающим его с атмосферой и регулируемым реле максимального давлени , подключенного к обмотке пневматического клапана посредством путевого выключател .

На фиг. 1 приведена схема линей- . ного электрического привода; на фиг. 2 - диаграмма давлени , скорости рабочего органа и выходного сигнала и функции времени; на фиг. 3 схема линейного электрического привода , пневмоцилиндр которого снабжен управл емым пневматическим клапаном , на фиг. 4 - электрическа  схема управлени .

Линейный электрический привод содержит первичную часть 1 электродвигател  возвратно-поступательного движени  и вторичную часть 2. Один конец вторичной части снабжен поршнем 3, плотно вход щим в пневмоцилиндр 4. Пневмоцилиндр с поршнем выполн ет роль упругого элемента. Пневмоцилиндр 4 снабжен датчиком 5 давлени , выход которого состоит из подвижного контакта б, св занного с потенциометром 7.

В пневмоцилиндре выполнено отверстие 8 и установлен сальник 9. Параллельно выходным клеммам потенциометра 7 включено нагрузочное сопротивление 10 с конденсатором 11. Сигнал сопротивлени  10 через диод 12 подаетс  на усилитель 13 ,и от него через выключатель 14 подключен к системе включени  двигател  15, Система 15 включени  имеет также ключ 16.

Крива  17 (фиг. 2) показывает Измнение давлени  в пневмоцилиндре в функции времени. За нулевое значение прин то давление в пневмоцилиндре ра.вное атмосферному. Крива  18 соответствует скорости движени  вторичной части 2. Крива  19 пропорциональна сигналу, снимаемому с нагрузочного сопротивлени  10. Приведенны график справедлив дл  установившегос  процесса и вид кривых зависит от характера нагрузки. Однако на принцип работы привода нагрузка не вли ет.

Диапазон применени  линейного электрического привода можно расширить , снабдив Пневмоцилиндр 4 упра;вл емым клапаном 20. Управление клапана 20 осуществл етс  катушкой 21.

Датчик 5 давлени  имеет электрические контакты 22. Зазор между контактами можно регулировать винтом 23;. Второй конец вторичной части 2 имеет участок 24, сечение которого отличаетс  по диаметру. Этот участок механически воздействует на выключатели 25 и 26. Замыкающий контакт 27 выключател  26 шунтирует кнопку 16 в цепи питани  устройства 15 управлени . Катушка реле 28 соедин етс  с замыкающим контактом 22 датчика давлени . Параллельно контакту 22 подключена цепь, состо ща  из размыкающего контакта 29, выключател  26 и замыкающего контакта 30 реле 28. Катушка 21 клапана 20 и реле 31 соединены параллельно и получают питание через размыкающий контакт 32 выключател  25 и два параЯлельно соединенных контакта, замыкающий контакт 33 реле 28 и замыкающий контакт 22 датчика давлени .

Электрический линейный привод работает следующим образом.

До включени  поршень 3 находитс  в таком положении, что давление внутри пневмоцилинд Ьа 4 равно внешнему давлению. Дл  пуска двигател  необходимо нажать ключ 16 и включить выключатель 14. При этом система включени  двигател  15 подает питание на первичную иасть 1 двигател , вторична  часть 2 начинает двигатьс  влево, сжима  поршнем 3 замкнутый объем газа в пневмоцилиндре 4, Движение вторичной части будет происходить до тех пор, пока усилие, развиваемое двигателем, не будет уравновешено давлением сжатого воздуха в пневмоцилиндре 4. После этого ключ 16 можно отпустить. Далее проце происходит автоматически. С выключением ключа 16 двигатель отключаетс  от сети и под действием газа поршень

3вместе с вторичной частью 2 начинает двигатьс  вправо. Поскольку вторична  часть 2 имеет некоторую массу, то поршень 3 проходит среднюю точку и двигаетс  некоторое врем  дальше. При этом в пневмоцилиндре

4создаетс  разр жение, противодействующее движению поршн , что приводит к его остановке.

Таким образом, давление внутри пневмоцилиндра измен етс  от максимального значени  до минимального околоатмосферного давлени  (крива  17 на фиг. 2). Так как подвижный контакт 6 датчика 5 св зан с потенциометром 1, на выходе последнего будет получен сигнал, пропорциональный величине давлени . На нагрузочном сопротивлении 10 благодар  конденсатору 11 будет получен сигнал, пропорциональный -р , т, е. аналогичный изменению скорости поршн  (крива  19 на фиг. 2). После того как поршень 3 достигнет определенного положени  справа от равновесной точки , он под вли нием внешнего давлени снова начинает движение вправо. При этом через диод 12 поступает сигнал соответствующей пол рности, который после усилени  в усилителе 13 дает команду на включение системы включени  двигател  15 и на первичную часть 1 подают напр жение. Последний способствует движению поршн  3 и вторичной части 2 влево до тех пор, пока не будет выключен выключатель 14. На фиг. 2 заштрихованна  часть кривой 19 соответствует прохождению сигнала через диод 12 и включенному состо нию двигател . Сальник 9 необходим дл  того, чтобы на холостом ходу поршень 3 не мог ударитьс  по первичной части двигател . Полость пневмоцилиндра между отверстием 8 и сальником 9 будет выполн ть в таком случае роль демпфера

Таким образом, двигатель в данном устройстве включаетс  только в одну сторону, в такт с началом его движени  под вли нием упругого элемента При этом автоматически обеспечиваетс  резонансна  частота включени . Пусковые процессы облегчены и реверс не требуетс . В установившемс  режиме энерги  на колебательны процесс не затрачиваетс , а идет толко на полезную работу. Эти обсто тельства и определ ют повышенную надежность устройства и его высокие энергетические показатели.

Электрический линейный привод, пневмоцилиндр которого снабжен управ л емым пневматическим клапаном, работает следующим образом.

До пуска поршень находитс  в сренем (фиг. 1) положении, клапан 20 закрыт, реле 26 и 31, а также обмотк

21обесточены. Дл  пуска необходимо предварительно установить винт 23 в необходимое по технологическим соображени м положение, определ ющее силу удара, и нажать кнопку 16.

При этом включаетс  система 15 управЛенин , обеспечивающа  включение двигател  1 с частотой, равной собственной частоте колебаний системы. Вторична  часть 2 с поршнем 3 начинает совершать колебани  с нарастающей амплитудой и скоростью, поскольку объект, по которому необходимо ударить находитс  на рассто нии, превышающем максимально возможный диапазон перемещени  поршн  при вынужденных системой управлени  колебани х. При каждом новом движении поршн  влево амплитудна  величина мгновенного значени  давлени  в камере увеличиваетс . При некотором количестве ходов поршн  3 давление в камере становитс  равным выбранной установке максимального реле 31. Его контакты 22 замыкаютс . Размыкающий контакт 34 отключает схему управлени  двигател . Одновременно зa.ttлкaeтc  его замыкающий контакт

22в цепи питани  реле 28 (фиг. 2). Реле 28 срабатывает, его замолкающий контакт 30 так же замыкаетс  и реле самоблокируетс . Замыкаетс  также

его контакт в цепи питани  катушки рле 31 и катушки 21. Однако реле 31 и катушка 21 получат питание лишь тогда, когда замкнетс  нормально-зам нутый контакт 32. Под давлением газа в камере пневмоцилиндра 4 поршень 3 со вторичной частью 2 двигаетс  вправо с нарастающей скоростью. В среднем положении скорость вторичной части максимальна. Контакт 32 ус новлен таким образом, что его замыкание происходит в тот момент, когда участок 24 с большим сечением вторичной части 2 смещаетс  вправо и рычаг выключател  25 выходит из механичёского контакта. Последний же установлен таким образом, что его замыкание происходит в момент, когда давление в рабочей камере и внешнее давление близки по величине, а скорость вторичной части максимальна . Это достигаетс  тем, что длина участка 24 выбрана равной половине максимального хода поршн  при рез.онансных колебани х, т. е. приблизительно равна половине длины рабочей камеры. Как только выключатель 25 замыкает свой контакт, катушка реле 31 и катушка 21 клапана 20 получают питание. И реле 31, замыка  свои нормально открытые контакты, самоблокируетс . Клапан 20 соедин ет рабочую камеру с внешней атмосферой и поэтому ничто не мешает вторичной части двигател  двигатьс  вправо дальше до соударени  с объектом, в момент удара срабатывает выключатель 26. Его контакт в цепи катушки реле 28 (фиг. 2) размыкаетс  и катушка обесточиваетс . Замыкаетс  одновременно и контакт 27 в цепи питани  схемы 6 управлени . Одновременно рамыкаютс  оба контакта реле 28, в том числе и контакт в цепи питани  катушке 21 реле 31. Однако последние продолжают получать питание чер контакт 22 реле 31. Контакт 27 вклчает двигатель и он начинает двигать вторичную часть 2 с поршнем влево. Движение происходит свободно , поскольку клапан 20 продолжает оставатьс  открытым до тех пор, пока .участок 24 с большим сечением не заставит сработать выключатель 25. При этом разрываетс  цепь питани  катушки 21 клапана 20 и катуш реле 31. Клапан закрывает доступ воздуха из внешней среды. Далее процесс повтор етс .

Измен   установку реле максимального давлени  можно регулировать силу удара.

Как видно из описани , небольшим по мощности двигателем можно в данном приводе обеспечить -силу удара в несколько раз превьн ающую усилие, развиваемое двигателем.

Claims (2)

1.Линейный электрический привод, содержащий двигатель возвратно-поступательного движени  с пневмоцилиндром и систему управлени , отличающийс  тем, что, с целью расширени  области применени  и повышени  энергетических показателей, пневмоцилиндр снабжен датчиком давлени , электрический выход которого подключен к системе управлени  двигател  посредством дифференцирующей цепочки и усилител .

2.Линейный электрический привод, по п. 1, отличающийс  тем, что пневмоцилиндр снабжен управл емым пневматическим клапаном, сообщающим его с атмосферой и регулируемьм реле максимального давлени , подключенным к обмотке пневматическог