Сигнализатор скорости вращения вала /и его варианты/

 

1. Сигнализатор скорости вращения вала, содержащий жестко закрепленный на валу диск, на котором расположен инерционный элемент в первом радиальном канале, и узел коммутации ,отличающийся тем, что, с целью повышения надежности , на ди&ке соосно с первым радиальным каналом выполнен второй радиальный канал, в котором установлен магнит, отделенный от инерционного элемента, выполненного в виде магн та, немагнитной прокладкой, причем магниты направлены друг к другу разноименными полюсами.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

COUHIII

РЕСПУБЛИН 50 С, 05 0 13/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТОЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OYHPbITHA (21) 3374104/18-24 (22) 28.12.81 (46) 30 .04 .83. Бюл. м. 16 (72) Д.Д.Добровольский и A.Ñ.êñåíîфонтов (71 ) Северо-Западный заочный политехнический институт (53) 531.775(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 396669, кл. G 05 D 13/04, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

У 555383, кл. 4 05 0 13/04, 1975

° ° прототип ).

54) СИГНАЛИЗАТОР СКОРОСТИ ВРАЩКИИЯ

ВАЛА (ЕГО ВАРИАНТЫ).

„„SU„„1 49 A (57 ) 1. Сигнализатор скорости вращения вала, содержащий жестко закрепленный на валу диск, на котором расположен инерционный элемент в первом радиальном канале, и узел коммутации, отличающийся тем, что; с целью повышения надеж. ности, на диске соосно с первым радиальным каналом выполнен второй радиальный канал, в котором установлен магнит, отделенный от инерционного элемента, выполненного в виде магнита, немагнитной прокладкой, причем магниты направлены друг к другу раз ноименными полюсами.

1015349

2. Сигнализатор скорости враще=. ния нала, содержащий жестко закрепленный на валу диск,на котором расположен инерционный элемент в первом радиальном канале, и уеап ,коммутации, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, на диске соосно с первым радиальным каналом выполнен второй радиальный канал, в котором установлен магнит, при этом инерционный элемент выполнен в виде шара из ферромагнитного материала „ покрытого . токопроводящим слоем, причем пер.вый радиальный канал выполнен из диэлектрика и расширяющимся к периферии, а с широкой стороны первого ра" диального канала установлена крыш, ка, в центре которой выполнено осе все отверстие с вставленным в него стержнем, плоскость торца которого выполнена под углом к его ocu.

Изобретение относится к устройствам автоматического регулирования, в частности к устройствам для стабилизации скорости вращения объекта. известен стабилизатор скорости вращения объекта, содержащий инерционный элемент, выполненный в виде намагниченного груза, блок коммутации цепи электропитания двигателя, включающий магнитоуправляемые кон- . )0 такты, и устройство подпружинивания инерционного элемента, выполненное в виде консольно закрепленйой пластинчатой пружины, скрепленной с намагниченным грузом, причем инерционный элемент, блок коммутации и устройство подпружинивания расположены на валу, жестко связанном с объектом (1 ).

Недостатком указанного устройства является низкая надежность, так как 0 в нем в качестве силы, противодействующей центробежной силе, используется сила упругости пружины. При этом в режиме стабилизации происходит частое срабатывание ресурса магнитоуправляемого контакта (геркона ). Кроме того, частота колебаний инерционного элемента может оказаться выше предельной частоты срабатывания и отпусканий геркона и стабили- 30 зация станет ненадежной.

Наиболее близким к -изобретению rto технической сущности является стабилизатор скорости, содержащий связанный с контролируемым валом под- 35 вижно установленный вал, в поперечном канале йоторсго помещен подпру3. Сигнализатор скорости вращения вала, содержащий жестко закрепленный на валу диск, на котором расположен инерционный элемент в радиальном канале, и узел коммутации, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, на диске соосно с первым радиальным каналом установлен электромагнит, подключенный к источнику постоянного тока, при этом инерци-. онный элемент выполнен в виде шара из ферромагнитного материала, покры- того токопроводящим слоем, причем радиальный канал выполнен из диэлектрика и расширяющимся. к периферии, а с широкой стороны первого радиального канала установлена крышка, в центре которой выполнено осевое отверстие с вставленным в него стержнем, плоскость торца которого выполнена под углом к его ocu.

2 жиненный магнитный инерционный эле.мент, неконтактируемый с валом датчик наличия магнитной массы с магнитоуправляемыми контактами, подмагниченными постоянным магнитом, ориентированным в пространстве так, что при вращении вала его магнитный поток направлен согласно магнитному потоку магнитного инерционного элемента, а на валу с поперечным каналом под углом к оси канала в плоскости, перпендикулярной оси вала, жестко закреплен еще один постоянный магнит так, что при вращении вала его магнитный поток направлен встречно магнитному потоку магнитного инерционного элемента (2 ).

Недостатками этогс устройства являются срабатывание и отпускание магнитоуправляемого контакта (геркона ) за каждый оборот вращения объекта, скорость которого контролируется, причем коммутация контактов геркона происходит все время при вращении объекта независимо от того, требуется стабилизация или нет, что приводит к быстрому израсходованию ресурса геркона, а также дискретный характер регулирования (использование прокладок заданной толщины для изменения зазора. между герконом и магнитом, укрепленной на объекте ).

Цель изобретения — повышение надежности устройства.

Указанная цель достигается тем, что в сигнализаторе скорости вращения вала, содержащем жестко закрепленный на валу диск, на котором

1015349 расположен инерционный элемент в . зуемом стенками 15 диэлектрического первом радиальном канале, и узел корпуса узла 2 коммутации. Канал 14 коммутации, на диске соосно с пер- выполнен расширяющимся к периферии вым радиальным каналом выполнен вто- и с широкой стороны закрыт крышкой рой радиальный канал, в котором ус- 1б. В центре крышки имеется осевое тановлен магнит, отделенный от инер- э отверстие 17 со вставленным в него ционного, элемента, выполненного в винтом 18. виде магнита, немагнитной проклад- Узел 2 коммутации содержит также кой, причем магниты направлены друг состоящую из контактов 19 и 20 конк другу разноименными полюсами. . тактную пару, нормально -замкнутую

Инерционный элемент может быть 10 сферическим инерционным элементом 4. выполнен в виде шара из ферромагнит Плоскость торца винта 18 может иметь ного материала, покрытого токопрово- наклонный по отношению к его ocu дящим слоем, причем первый радиаль- срез 21. ный канал выполнен из диэлектрика На фиг. 3 изображен вариант сиги расширяющимся к периферии, а с 15 нализатора скорости вращения вала широкой стороны первого радиального с расположенным во втором радиальном канала установлена крыака, в центре канале электромагнитом 32, питающимкоторой выполнено осевое отверстие ся от источника 23 постоянного тока. со вставленным в него стержнем, Сигнализатор скорости вращения " плоскость торца которого выполнена вала работает следующим образом. под углом к его оси ° При достижении скоростью вращеНа диске соосно с первым радиаль- ния объекта. величины, превышающей ным каналом может: быть установлен заданную скорость, инерционный элеэлектромагнит, подключенный к источ- . мент 4 узла 2 коммутации под дейстнику постоянного тока. вием центробежнбй силы быстро переНа фиг. 1 изображен сигнализатор мещается в радиальном направлении скорости вращения вала;на фиг.2 и 3- к периферии, преодолев действие то же, варианты; удерживающего его магнитного поля, сигнализатор состоит из диска 1, создаваемого магнитом 9 .(Фиг. 1 и 2) жестко связанного с валом вращения. . или электромагнитом 22, (фиг. 3 ) на диске 1 расположены узел 2 ком- ЗО настроенных на заданную скорость мутации цепи электропитания двига- стабилизации вращения. При этом про-. теля, второй радиальный канал 3 и исходит коммутация цепи электропиинерционный элемент 4. тания двигателя (отключение двигаНа фиг. 1 изображен сигнализатор, теля ). узел коммутации которого содержит 35 Быстрота перемещения инерционно о контактную пару в виде геркона 5, элемента 4 обусловлена тем, что в расположенного в торце первого ради- начале преодоления сил удерживающего ального канала б, образуемогб стен- его магнитного поля инерционный элеками 7 корпуса из немагнитного ма- мент 4 смещается в сторону периферии, териала, внутри которого расположен 4g при этом увеличивается радиус его намагниченный инерционный элемент 4 ° вращения и, как следствие, увеличиГеркон 5 и инерционный элемент 4 вается действующая сила. Одновременразделены ограничительной проклад- но с этим ослабевает, обратно пропоркой 8. Второй радиальный канал 3 ционально квадрату расстояния напряодинаков по исполнению для ваРиан- 45 женность магнитного поля, действуютов сигнализатора, изображенных на щего на инерционный элемент 4. В фиг. 1 и 2. Во .втором радиальном ка- результате инерционный элемент пере-. нале 3 расположен магнит 9., заклю- мешается еще дальше к периферии, ченный s немагнитный корпус 10 вбли- продолжают увеличиваться радиус врази инерционного элемента 4 с возмож- щения и центробежная сила и уменьностью изменения до него радиально- 0 шается действие магнитногЬ поля магго расстояния, для чего магнит 9 нита. Процесс перемещения инерционзакреплен на конце винта 11, прохо- ного элемента 4 к периферии происходящего через крышку 12 корпуса 10. дит лавинообразно, вследствие чего

Узел 2 коммутации цепи электро- инерционный элемент движется .с боль« питания двигателя одинаков по ис-= э5 шим ускорением.

,по лнению для вариантов стабилизато- При снижении скорости вращения а изображенных на Фиг. 2 и 3. В ниже заданной скорости стабилизац ии

УЗЛЕ 2 ИНЕРЦИОННЫЙ ЭЛЕМЕНТ 4 выпол- процесс перемещения инерц не ионного эле-. нен из ферромагнитного материала в. :мента 4 от перифери ц р . ии к центру. происвиде сферы, покрытой слоем 13 про- 60 ходит также лавинообразно. и отклонении скорости вращения водящего материала с низким удель- При отклоне р

I ным сопротивлением, например медью. ско ости стабилизации

Сферический инерционный элемент 4 происходит резкое возрастание прерасположен без механического закреп- обладания одной из двух встречно ления в радиальном канале 14, обра- 65 направленных сил, действующих

1015349 на инерционный элемент 4. (При превышении скорости вращения имеет место резкое возрастание преобладания центробежной силы над силой, создаваемой магнитным полем, а в случае, . если скорость вращения станет меньше 5 заданной скорости стабилизации, имеет место резкое возрастание преобладания силы, создаваемой магнитным полем над центробежной силой ).

Это повышает надежность работы стабилизатора, исключает ложные срабатывания и дребезг контактов.

В случае использования в качестве контактной пары геркона 5 (фиг.Ц работа сигналиэатора происходит следующим образом.

С помощью винта 11 магнит 9 устанавливается в положение, необходимое для заданной скорости. В процессе работы происходит скачкообразное перемещение намагниченного инерционного элемента 4 в канале б, при этом происходит срабатывание или опускание геркона 5. Расстояние от геркона

5 до намагниченного инерционного элемента 4 в момент их максимального сближения, когда инерционный элемент 4 находится в соприкосновении с ограничительной прокладкой 8, обеспечивает надежное срабатывание геркона 5. При этом область значе- ЗО ний напряженности магнитного поля, при которых происхоят срабатывания и опускания контактов геркона, оказывается пройденной практически мгновенно и работа геркона 5 осу- 35 ществляется всегда при напряженности магнитного поля, заведомо превышающей напряженность поля, при которой существует разброс срабатываний и отпусканий геркона 5. 40

При необходимости непосредственной коммутации больших токов предпочтительно испольэовать вариант сигнализатора, изображенный на фиг,2.

Работа этого cHrH HBGTopa происхо- 45 дит следующим образом.

Регулировка скорости стабилизации производится с помощью винта 11 и магнита так же, как и в варианте сигнализатора, изображенном на фиг.

В процессе стабилизации происходит скачкообразное перемещение сферического инерционного элемента 4, разрывающего и замыкающего контакты

19 и 20 контактной пары цепи элект- 55 ропитания двигателя. При этом благодаря быстроте и относительно большой величине перемещения инерционного элемента 4 создаются оптимальные условия для коммутации цепи,. 6О так как зона образования электрической дуги преодолевается инерционным элементом 4 очень быстро и он быстро уд ляется от контактов 19 и

20 на расстояние, при котором существование электрической дуги невозможно. Кроме того, благодаря резкому преобладанию силы, создаваемой магнитным полем магнита 9, сферический инерционный элемент 4 обеспечивает надежное замыкание контактов, прижимаясь к ним со значительным усилием. Увеличение коммутируемых токов и повышение надежности достигается в .предлагаемой конструкции тем., что при перемещении сферического инерционного элемента в канале

14 в направлении к периферии происходит его вращение за счет качения по наклонным поверхностям канала 14. Еще большее увеличение вероятности вращения сферического инерционного элемента достигается тем, что плоскость торца винта 18 имеет наклонный по отношению к его оси срез 21. Вращение сферического инерционного элемента 4 обеспечивает статистически равномерное использование всех участков его поверхности при коммутации, что повышает надежность работы сигнализатора. Винтом 18 производится изменение пределов перемещения инерционного элемента 4 в канале 14, при этом регулировкой винта 1Ь можно обеспечить минимальные пределы перемещения инерционного элемента 4, для которых будет обеспечиваться наибольшая точность стабилизации при одновременном надежном гашении электрической дуги.

При необходимости изменения режима сигнализации в процессе вращения объекта без его остановки, а также для расширения диапазона стабилизируемых скоростей используется вариант сигнализатора, изображенный на фиг. 3.

Работа этого сигнализатора отличается от работы описанных выше вариантов тем, что регулировка скорости осуществляется путем изменения тока, протекающего через катушку электромагнита 2d питающегося от источника

23 постоянного тока. источник постоянного тока может быть удален от объекта, скорость которого стабилизируется на необходимое расстояние.

Воэможность изменения тока, проходящего через катушку электромагнита

22 в широких пределах позволяет существенно увеличить пределы скоростей, так как сила, уДерживающая инерционный элемент вблизи электромагнита 22, меняется в широких пределах.

Филиал ППП Патент г.Ужгород,ул.Проектная,4

Фиг. 3