Моделі пристроїв для плавного керування змінами швидкості
Приводи вітчизняної і зарубіжної техніки, які містять пристрої для сходинкового і безсходинкового керування швидкістю. Огляд значень моделей пристроїв для керування змінами швидкості за допомогою диференціальних передач і замкнутих гідравлічних систем.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 24.01.2020 |
| Размер файла | 153,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Моделі пристроїв для плавного керування змінами швидкості
При роботі піднімально-транспортних, будівельних, дорожніх, меліоративних машин, автомобілів і тракторів, металообробних верстатів та іншого обладнання виникає необхідність керування змінами швидкості робочих органів для виконання ними різних технологічних процесів.
У відомих роботах, наприклад, [1,2,3], розглядаються приводи вітчизняної і зарубіжної техніки, які містять пристрої для сходинкового і безсходинкового керування швидкістю відповідно за допомогою сходинкових і безсходинкових коробок зміни швидкостей, з зубчастими передачами - простими та складними (диференціальними), або з ланцюговими, пасовими та фрикційними варіаторами. Основними недоліками сходинкового керування швидкістю є великі динамічні навантаження, які виникають при переході з однієї швидкості на іншу, а існуючого безсходинкового керування швидкістю - великий знос деталей за рахунок використання фрикційних зв'язків, як правило, фрикційних гальм та блокувальних фрикційних муфт. Із-за цього зменшується довговічність і надійність деталей приводів і машин в цілому.
В даній роботі розглядаються моделі пристроїв [4,5,6] безсходинкового керування змінами швидкості у вигляді зубчастих диференціальних передач з замкнутими гідросистемами [7, 8]. На основі структурного аналізу [9] відомо, що зубчасті диференціальні передачі складаються з першого центрального (сонячного) зубчастого колеса 1, сателітів 2, другого центрального зубчастого колеса (епіцикла) 3 і водила 4 (див. рис. 1, а - одну сходинку), розміщених у корпусі 5 і мають два ступені вільності, тобто дві ведучі ланки і одну ведену. Це дозволяє плавно керувати зміною швидкості веденої ланки з використанням спеціальних пристроїв зміни швидкості однієї з ведучих ланок у вигляді замкнутої гідросистеми 6 з можливістю взаємодії з другим центральним зубчастим колесом - епіциклом 3, або водилом 4, або першим центральним (сонячним) зубчастим колесом 1 через, наприклад, зубчасту передачу 7. 3амкнута гідросистема 6 (рис.1, в) складається з шестеренчастого гідронасоса 8, трубопроводів 9, регулювального дроселя 10, зворотного клапана 11 і бачка з рідиною 12. Керування зміною швидкості здійснюється за рахунок дроселювання рідини, яка рухається в замкнутій гідросистемі 6. Ланка, на якій встановлена замкнута гідросистема 6 через зубчасту передачу 7 приводить у рух шестеренчастий гідронасос 8, який перекачує рідину в замкнутій гідросистемі 6 складеній з трубопроводів 9 і регулювального дроселя 10 - коли регулювальний дросель 10 відкритий. Якщо регулювальний дросель 10 закритий, тоді замкнута гідросистема 6 закрита, тобто шестеренчастий гідронасос 8 зупинений і, при цьому, ланка яка керує швидкістю зупинена . Таким чином, в залежності від пропускної здатності регулювального дроселя 10, швидкість ланки, яка керує швидкістю, змінюється від до і, при цьому, змінюється швидкість веденої ланки. Бачок 12 служить для дозаповнення замкнутої гідросистеми 6 рідиною. Рідина з бачка 12 через зворотній клапан 11 поступає у трубопроводи 9. Зв'язки між швидкостями першого центрального (сонячного) зубчастого колеса 1, другого центрального зубчастого колеса (епіцикла) 3 і водила 4 для різних моделей односходинкових зубчастих диференціальних передач описані в роботах [10, 11 і 12].
Для розширення діапазону регулювання зміни швидкості в приводі за рахунок зубчастих диференціальних передач з замкнутими гідросистемами при плавному керуванні змінами швидкості, зубчаста диференціальна передача виконується з двох або більше сходинок, з'єднаних між собою.
На рис.1, а показана багатосходинкова (n-сходинкова, а і = 1, 2, 3, …, n)
диференціальна передача, в якій водило першої сходинки 4(1) з'єднано з сонячним зубчастим колесом 1(2) другої сходинки, водило другої сходинки 4(2) з'єднано з сонячним зубчастим колесом 1(3) третьої сходинки, …, водило n-1-ої сходинки 4(n-1) з'єднано з сонячним зубчастим колесом 1(n) n-ної сходинки, а керування швидкістю здійснюється за рахунок зубчастих коліс - епіциклів першої 3(1) , другої3(2) , третьої 3(3), … , n-ної 3(n) сходинки за допомогою встановлених на них замкнутих гідросистем 6(1), 6(2), 6(3), …, 6(n). Ведучою ланкою такої багатосходинкової диференціальної передачі є сонячне зубчасте колесо 1(1) першої сходинки, а веденою ланкою - водило 4(n) n-ної сходинки.
Зв'язок між швидкостями веденої ланки (водила 4(n)) і ведучої ланки (сонячним зубчастим колесом 1(1) ) можна отримати на основі умов, коли для окремих сходинок 1, 2, 3, ..., п зв'язок між швидкостями має вид :
а б
Рис.1. а - схема багатосходинкової зубчастої диференціальної передачі з замкнутими гідросистемами; б - схема замкнутої гідросистеми.
; ;
; …;
і ; ; …; . (1)
Використавши ці умови, після нескладних перетворень, отримаємо
(2)
де , , ,..., - передаточні числа відповідно першої, другої, третьої , ..., n-ної сходинок при зупинених водилах: ; ; ; ...; , де і - число зубців, відповідно 1 і 3 зубчастих коліс першої, другої, третьої, …, n- ної сходинок ; , , , ..., - швидкості зубчастих коліс - епіциклів, відповідно першої 3(1), другої 3(2), третьої 3(3), …, n- ної 3(n) сходинок , які є змінними за рахунок замкнутих гідросистем 6(1), 6(2), 6(3), ..., 6(n): ; ; ; ...; .
На рис.2 показана багатосходинкова (n-сходинкова, а i = 1, 2, 3, …, n) диференціальна передача, в якій зубчасте колесо - епіцикл 3(1) першої сходинки з'єднано з сонячним зубчастим колесом 1(2) другої сходинки, зубчасте колесо - епіцикл 3(2) другої сходинки з'єднано з сонячним зубчастим колесом 1(3) третьої сходинки, …, зубчасте колесо - епіцикл 3(n-1) сходинки з'єднано з сонячним зубчастим колесом 1(n) n-ної сходинки, а керування швидкістю здійснюється за рахунок водил першої 4(1), другої 4(2), третьої 4(3), ..., n- ної 4(n) сходинок за допомогою встановлених на них замкнутих гідросистем 6(1), 6(2), 6(3),…, 6(n) .
Рис.2. Схема багатосходинкової диференціальної передачі з замкнутими гідросистемами
Ведучою ланкою такої багатосходинкової диференціальної передачі є сонячне зубчасте колесо 1(1) першої сходинки, а веденою ланкою - зубчасте колесо - епіцикл n-ної 3(n) сходинки.
Зв'язок між швидкостями веденої ланки (зубчастого колеса - епіцикла 3(n)) і ведучої ланки (сонячного зубчастого колеса 1(1) ) можна отримати на основі умов, коли для окремих сходинок зв'язок між швидкостями має вид
; ;
; …; (3)
і ; ; …; .
Використавши умови (3), після нескладних перетворень, отримаємо
(4)
Тут , ,…, - швидкості водил, відповідно першої 4(1), другої 4(2), ..., n-ної 4(n) сходинок, які є змінними за рахунок замкнутих гідросистем 6(1), 6(2), 6(3),..., 6(n): ; ; ; ...; .
На рис.3 показана багатосходинкова (n-сходинкова, а i = 1, 2, 3, …, n)
диференціальна передача, в якій зубчасте колесо - епіцикл 3(1) першої сходинки з'єднано з водилом 4(2) другої сходинки, зубчасте колесо - епіцикл 3(2) другої сходинки з'єднано з водилом 4(3) третьої сходинки, …, зубчасте колесо - епіцикл 3(n-1) n-1 - ої сходинки з'єднано з водилом 4(п) n-ної сходинки, а керування швидкістю здійснюється за рахунок сонячних зубчастих коліс першої 1(1), другої 2(2), третьої 3(3), ..., n-ної 3(n) сходинок за допомогою встановлених на них замкнутих гідросистем 6(1), 6(2), 6(3), ..., 6(n) .
Ведучою ланкою такої n-сходинкової диференціальної передачі є водило 4(1) першої сходинки, а веденою ланкою - зубчасте колесо - епіцикл 3(n) n-ної сходинки. Зв'язок між швидкостями веденої ланки (зубчастого колеса - епіцикла 3(n)) і ведучої ланки (водила 4(1) ) можна отримати на основі умов, коли для окремих сходинок зв'язок між швидкостями має вид :
Рис. 3. Схема багатосходинкової диференціальної передачі з замкнутими гідросистемами
;;
; …; (5)
і ; ; …; .
Використавши умови (5), після нескладних перетворень, отримаємо
(6)
Тут ,,, …, - швидкості сонячних зубчастих коліс, відповідно першої, другої, третьої,..., n-ної сходинки, які є змінними за рахунок замкнутих гідросистем 6(1), 6(2), 6(3), ..., 6(n): ; ; …; .
На основі отриманих аналітичних залежностей (2, 4, 6) для одно-, двох-, трьохсходинкових диференціальних передач з замкнутими гідросистемами для керування змінами швидкості, складені програми і проведенні числові розрахунки за допомогою ПЕОМ.
Висновки
пристрій швидкість передача
1. Отримані результати проведених числових розрахунків, підтверджують можливість плавної зміни швидкостей у приводах утворених за допомогою багатосходинкових диференціальних передач і замкнутих гідравлічних систем.
2. За рахунок плавного керування змінами швидкості у приводах машин через зубчасті диференціальні передачі з пристроями для керування змінами швидкості, у вигляді замкнутих гідросистем, у порівнянні зі ступінчастим керуванням, зменшуються динамічні навантаження на деталі і підвищується довговічність і надійність машин .
3. Приводи машин, де керування змінами швидкості здійснюється через зубчасті диференціальні передачі з пристроями для керування змінами швидкості у вигляді замкнутих гідросистем, мають більшу зносостійкість із-за відсутності фрикційних зв'язків у вигляді фрикційних гальм та блокувальних муфт.
4. Наведені моделі пристроїв для плавного керування швидкістю у приводах за рахунок зубчастих диференціальних передач з замкнутими гідросистемами набагато простіші існуючих.
Література
1. Кучер А.М., Киватицкий М.М., Покровський А.А. Металлорежущие станки. -М.-Л.: Машиностроение, 1965. -284 с.
2. Атлас конструкцій агрегатів, вузлів та систем автомобіля / А.М. Грабар, Є.М.Рибалкін, Є.Г.Опанасюк, А.В.Ільченко. -Житомир: ЖІТІ, 1998. -288 с.
3. Харитонов С.А. Автоматические коробки передач. -М.: Астрель АСТ, 2003. - 280 с. 4. Зубчастий диференціал з пристроєм для керування змінами швидкості / Стрілець О.Р., Стрілець В.М., Шинкаренко І.Т.: Патент України на корисну модель № 18587 від 15.11.2006. - Бюл. № 11.
5. Зубчастий диференціал з пристроєм для керування змінами швидкості / Стрілець В.М., Ріло І.П., Стрілець О.Р.: Деклараційний патент України на корисну модель № 7328 від 15.06.2005. - Бюл. № 6.
6. Зубчастий диференціал з пристроєм для керування змінами швидкості / Стрілець В.М., Ріло І.П., Шинкаренко І.Т., Стрілець О.Р.: Патент України на корисну модель № 18514 від 15.11.2006. - Бюл. № 11.
7. Вантажоупорний зупинник / Куденко М.М., Стрілець В.М.: Патент України на винахід № 41191 від 15.07.2003. - Бюл. № 7.
8. Останов для груза, перемещаемого механизмом подъёма / Куденко Н.М., Стрелец В.Н.: Патент Российской Федерации на изобретение № 2211796 от 10.09.2003. - Бюл. № 25.
9. Левитский Н.И. Теория механизмов и машин. - М.: Наука, 1979.- 300 с.
10. Стрілець В.М., Шинкаренко І.Т., Стрілець О.Р. Керування швидкістю у зубчастому диференціалі: Матеріали ІІ міжнародної науково-практичної конференції “Дні науки-2006”. Том 8.- Технічні науки. -Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2006. - С.41...45. 11. Стрілець О. Зубчастий диференціальний механізм з пристроєм для керування швидкістю. Матеріали студентської наукової конференції. - Вип.1. - Рівне: 2006. - С.171...172.
12. Стрілець О., Стрілець В., Шинкаренко І. Керування змінами швидкості за допомогою зубчастої диференціальної передачі. Восьмий міжнародний симпозіум українських інженерів-механіків у Львові: Тези доповідей. - Львів: КІНПАТРІ ЛТД. - 2007. - С.171.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Дослідження принципів керування в системах автоматичного керування об’єктами і процесами за збуренням і відхиленням. Основні переваги та недоліки керування за збуренням. Аналіз якості способу керування швидкістю обертання двигуна постійного струму.
лабораторная работа [333,0 K], добавлен 28.05.2013Вибір системи регулювання температури в тунельній печі при випаленні керамічної цегли. Технічні засоби автоматизації, послідовність розрахунку електричних, гідравлічних і пневматичних виконавчих пристроїв. Розрахунок автоматизованої системи управління.
курсовая работа [961,3 K], добавлен 03.02.2010Побудова математичних моделей об'єктів керування. Вибір пристроїв незмінної та змінної частин. Вирішення задачі аналізу чи синтезу. Принцип роботи змішувальної установки основі одноконтурних систем регулювання. Синтез автоматичної системи регулювання.
курсовая работа [301,9 K], добавлен 22.02.2011Аналіз вимог стандартів ДСТУ ISO 9001 та ДСТУ ISO 10012 щодо систем керування засобів вимірювальної техніки. Рекомендації щодо розробки та впровадження системи керування засобами вимірювальної техніки та нормативного забезпечення на підприємстві.
дипломная работа [519,8 K], добавлен 24.12.2012Структурний синтез як перехід від формалізованого алгоритму керування. Розробка технологічної установки схеми керування. Схема керування асинхронним двигуном з коротко замкнутим ротором і двома статорними обмотками. Механічні характеристики двигуна.
курсовая работа [74,2 K], добавлен 22.12.2010Програмно-технічний комплекс для реалізації автоматизованої системи керування процесом виготовлення напівфабрикату. Побудова розрахункової перехідної функції об'єкта керування. Аналіз існуючих сучасних систем керування переробкою молочних продуктів.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 22.08.2013Розробка системи керування фрезерним верстатом ЧПК на основі Arduino Uno. Мікроконтроллер та драйвер крокового двигуна. Огляд кнопки аварійного керування. Програмна реалізація та математичне моделювання роботи системи, техніко-економічне обґрунтування.
дипломная работа [6,3 M], добавлен 17.02.2022Особливості обладнання і фрезерування. Класифікація фрезерних верстатів. Огляд систем чисельно-програмного керування верстатами. Чисельно програмне керування. Схеми електроавтоматики і підключення до верстата. Реалізація комплексу допоміжних М-функцій.
курсовая работа [501,9 K], добавлен 29.04.2014Сучасний стан робототехніки, її можливості. Структура і класифікація промислових роботів, їх основні технічні показники, конструкції. Типи маніпуляторів, їх захватні пристрої, приводи і елементи автоматики, системи керування, точність позиціонування.
курсовая работа [4,4 M], добавлен 13.09.2009Класифікація насосних станцій водопостачання. Вимоги до електроприводу та вибору двигуна. Розробка схеми керування та взаємодії електроприводу насоса з електроприводом засувки. Конфігурування перетворювача частоти для реалізації поставленої задачі.
дипломная работа [980,5 K], добавлен 03.09.2013Властивості та функціональне призначення елементів системи автоматичного керування. Принцип дії, функціональна схема, рівняння динаміки. Синтез коректувального пристрою методом логарифмічних частотних характеристик. Граничний коефіцієнт підсилення.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 22.09.2013Аналіз технологічного процесу як об’єкту керування. Розробка системи автоматичного керування технологічним процесом. Проектування абсорберу з шаром насадок для вилучення сірководню із природного газу. Вибір координат вимірювання, контролю, сигналізації.
курсовая работа [663,2 K], добавлен 29.03.2015Розробка системи автоматичного керування буферного насоса. В якості електроприводу використовується частотно-керованого асинхронний короткозамкнений двигун. Керування здійснює перетворювач частоти Altivar 61. Розрахунок економічних затрат проекту.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 13.06.2012Керування точністю процесу обробки заготовок за вихідними даними. Керування пружними переміщеннями елементів технологічної системи для усунення систематичних та змінних систематичних похибок, які викликають похибки геометричної форми заготовок.
контрольная работа [365,7 K], добавлен 08.06.2011Поняття об'єкта керування. Пристрій місцевого зворотного зв'язку у вигляді датчика. Функціональна схема частоти обертання приводного електродвигуна і передатна функція ланцюга. Частотна передатна функція розімкнутої системи. Прямі оцінки якості керування.
курсовая работа [271,7 K], добавлен 25.12.2010Автоматизація систем керування міським водопостачанням, станції керування. Побудова розподілених радіомереж телеметрії. Методи і схеми телевимірювання. Загальні відомості та призначення, принцип дії пристрою. Прогнозування графіка водоспоживання.
курсовая работа [691,0 K], добавлен 21.06.2015Принцип роботи пульту числового програмного керування. Текст керуючої програми для заданих умов обробки деталі. Частота обертання шпинделя верстата. Цикли поперечної обробки та обробки дуги проти годинникової стрілки. Цикл глибокого свердління.
лабораторная работа [62,6 K], добавлен 09.05.2011Розрахунок потужності навантаження. Контурно-позиційне керування в приводах подач верстатів і ланок роботів. Вибір двигуна і його перевірка. Вибір інформаційних електромеханічних елементів виконавчих систем верстату. Система регулювання положення.
курсовая работа [43,6 K], добавлен 14.08.2011Описання кола тягових перетворювачів. Порядок розрахунку перетворювача 4QS та проміжного контуру. Система автоматичного управління електровозом з асинхронними тяговими двигунами. Регулювання швидкості руху електровозу. Мікропроцесорна система керування.
курсовая работа [3,5 M], добавлен 08.11.2014Проектування електричної схеми індикатора швидкості обертання вала електродвигуна. Вихідні та вхідні передумови написання програми для мікроконтролера. Перетворення кутової швидкості в частоту. Часова діаграма роботи цифрового тахометра миттєвих значень.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 13.05.2016
