Способ управления под нагрузкой многоступенчатыми зубчатыми передачами

 

СПОООБ УПРАВЛЕНИЯ ПОД НАГРУЗКОЙ МНОГОСТУПЕНЧАТЫМИ ЗУБЧАТЫМИ ПЕРЕДАЧАМИ, содержащими ступе ни , связанные с ведомым элементом через управляемые фрикционные муфты , заключающийся в том, что переключение скоростей осуществляют путем подачи Команд управления на отключаемую и включаемую муфты с задержкой времени относительно команды на переключение зубчатых передач , отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности передачи и надежности зубчатого зацепления , одновременно с командой на переключение зубчатых передач, момент выключаемой муфты при отсутствии скольжения уменьшают до величины момента, развиваемого .муфтой при скольжении фрикционных по (Л верхностёй, а подачу команд управления на муфты осуществляют с задержкой времени, равной уменьшению момента выключаемоймуфты.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1l

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ »»» 3 ( (21) 3275771/25-27 (22) 19.02.81 (46) 30 ° 07.83. ° Бюл. 9 28 (72) В.И.Кушнарев и В.A.Череватенко (71) Ростовский-на-Дону ордена

Трудового Красного Знамени институт сельскохозяйственного машиностроения (53) 621.825.54 (088.8) (56) 1. Михайлов О.Г., Рогачев Ю.Б., Ивенский tO.Н. Электромагнитные и магнитные устройства в станкостроении. N Машиностроение, 1974, с.108 °

2.Ильичев Д.Д., Татур О,Н., Флидлидер Г.М. Электроприводы с полупроводниковым управлением.

Системы с электромагнитными муфта- . мн, М., Энергия, 1965 с. 28-29, (прототип).. (54) (57) СПО - ОБ .УПРАВЛЕНИЯ ПОД

НАГРУЗКОЙ МНОГОСТУПЕНЧАТЫМИ ЗУБЧА э@0 F 16 Н 5/80;F 16 D 29 00

ТЫМИ ПЕРЕДАЧАМИ, содержащими ступе ни, связанные с ведомым элементом через управляемые фрикционные муфты, заключающийся в том, что переключение скоростей осуществляют пу» тем подачи команд управления на отключаемую и включаемую муфты с задержкой времени относительно команды на переключение зубчатых передач, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности передачи и надежности зубчатого зацепления, одновременно с командой на переключение зубчатых передач, момент выключаемой муфты при отсутствии скольжения уменьшают до величины момента, развиваемого.муф" Я той при скольжении фрикционных по " верхностей, а подачу команд управления на муфты осуществляют с задержкой времени, равной уменьшению момента выключаемой муфты.

1032257

Изобретение относится к машиНо строению, в частности к приводам для станков, где переключение скоростей осуществляют с помощью управляемых фрикционных муфт.

Известен способ управления под 5 нагрузкой многоступенчатыми муфтами, заключающийся в том, что команды управления на муфты поступают одновременно с командой на переключение скоростей(1). 10

Недостатком данного способа является низкая надежность из-за возможности замыкания потоков мощности через две передачи одновременно.

Наиболее близок к предлагаемому способ управления под нагрузкой мно- . гоступенчатыми передачами, содержащими ступени, связанные с ведомым элементом через управляемые фрикционные муфты, заключающийся в том, что переключение скоростей осуществляют путем подачи команд управления на отключаемую и включаемую муфты производят с задержкой времени от носительно команды на переключение. зубчатых передач $2/.

Недостатками известного способа. являются низкие экономичность передачи и надежность зубчатого зацепления из-за повышенных нагрузок на зуб.

Цель изобретения - повышение экономичности передачи и. надежности зубчатого зацепления.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления под нагрузкой многоступенчатыми 35 зубчатыми передачами, содержащими ступени, связанные с ведомым элемен. том через управляемые фрикционные муфты, заключающемуся в том, что пеРеключение скоростей осуществляют 4О путем подачи команд управления на отключаемую и включаемую муфты с задержкой времени относительно ко.манды на переключение зубчатых передач, одновременно с командой на 45 переключение зубчатых передач, момент выключаемой муфты при отсутствии скольжения уменьшают до величины момента, развиваемого муфтой при скольжении фрикционных поверхностей, а подачу команд управления на муфты осуществляют с задержкой времени, равной уменьшению выключаемой муфты.

На фиг. 1 приведены динамические характеристики электромагнитных муфт, переключенных по одной команде управ-55 ления1 на фиг. 2 — электрическая схема управления муфтами.

В приводе по предлагаемому способу переключения скоростей в зубчатой ,передаче выделяет выключаемую муфту с 6О характеристикой мамента И и включаемую муфту с характеристикой момента N .

В точке времени 1 по команде управления на переключение скорости, момент М», развиваемый включаемой 65 муфтой при отсутствии скольжения в дисках, уменьшают до значения М, 1, мало отличающегося от момента сопротивления нагрузки М< и соответствующего номинальному моменту этой муфты, развиваемому при скольжении в дисках.

Этот момент в 2,5 раза меньше номинального. Для гарантии сохранности кинематической цепи при тяжелых режимах работы за верхний предел момента принимают номинальное значение момента М

Понижение момента выключаемой муфты дает. основание считать точку времени .2 переключения муфты совпадающей с точкой времени 3, так как моменты М,, и _#_ почти совпадают, тем более, что включаемая муфта пос ле подачи команды управления начинает развивать момент М с запаздыванием, определяемым временем подтягивания якоря. Кроме этого, точность подачи команды управления на муфту М< по предлагаемому способу может быть увеличена при использо вании для этой цели датчика момен-! та Мс на ведомом элементе.

Для сравнения со способом одновременного переключения муфт по ,команде на переключение скоростей, характеристика выключаемой муфты изображена пунктирной линией. Здесь до точки пересечения пунктирной линии с линией _#_c муфты включены одновременно, что приводит к замыканию мощности, передаваемой от двигателя в нагрузку, в кинематичезкой

Iцепи, образованной двумя муфтами.

После подачи команды на переключатель скоростей. муфты переключают с задержкой времени t Выключаемую муфту отключают от источника питания, а включаемую муфту включают на момент, при котором скорость ведомого момента не падает ниже нижней из двух переключаемых ступеней скорости. Задержку времени t< для каждого габарита муфт определяют по времени спада номинального момента до значения 0,05 Мн . Минимальная задержка времени в 0,14 с соответствует минимальному габариту муфты 05 серии ЭТМ, а максимальная — 0,9 с 14 габариту.

Включение муфты с опережением pt относительно точки 3 перекрывает время примыкания якоря, Это позволяет в случае переключения скорости с нижней ступени на верхнюю выполнить процесс замещения выключаемой муфты включаемой на участке 3-4 беэ проскальзывания выключаемой муф ты. При таком условии протекания процесса энергетические потери имеют место во включаемой муфте.

Схема (фиг. 2) состоит иэ электромагнитных муфт Мl и М2, управляемых контактами Kl — Кб реле времени К и

3 - — 1032257

4 переключателя П, имеющего два положения 1 и 2. Питание муфт осуществляют от двух источников постоянного тока (U< — источник номинального напря. жения питания, Up — источник регулируемого напряжения питания муфт в зависимости от момента сопротивле. ния нагрузки).

Нагрузку на выключаемой муфте определяют перед началом переключения по току двигателя с помощью дат-. 10 чика TT трансформаторного тока.

Сигнал датчика корректируют усилителем У с учетом кинематической цепи между выключаемой муфтой и электродвигателем и подают для управлеHHH HcgoÿHHK M питания Up

Пример .В положении 2 переключателя П реле времени К обесточено. его нормально замкнутые контакты К2,КЗ, переключаемые без выдержки времени, и контакт Кб, переключаемый с выдержкой времени, замкнуты.

Напряжение источника U„ через диод

V 1 и контакты К2,Кб подают на муфту И2 Муфта М2 вк ена Ведой 25 элемент вращается с постоянной скоростью. Напряжение на выходе источника Up соответствует моменту сопротивления нагрузки на муфте N2. Эта нагрузка И©с Ие — момента, развивае мого муфтой прй скольжении дисков.

В то же время момент, который может передать муфта Nq>» Nc При выключении муфты И2 время спада момента Мр до значения И зависит от нагрузки N<, Для осуществления процесса переключения скорости цо предлагаемому способу в точке времени 1 переключатель П переводят s положение 1.

При этом включается реле времени К. 40

В схеме происходит одновременное без

-выдержки времени. переключение контактов Kl.и К2,КЗ и К4. Контакт К2 размыкается и отключает муфту М2 от источника питания 0и . Контакт 45

К4 соединяет муфту с источником питания Up,, Диоды Vl,V2,ЧЗ. не допускают разрыва цепи питания муфт при переключении напряжений. Напряжение ,на муфте N2 уменьшают до значения, при котором М„(М<)падает до МД И на ,величину коэффициента запаса сцеп ления.

Наряжение питания, обеспечивающее ™уфте N2 момент МАИС, Рассчи- 5 тывают- или определяют эксперименталь„5 .но по известной методике.

Реле времени настраивают на постоянную выдержку времени =0. 14 —

0,9 с, зависящую от времени Фо выклю- &0 чаемой муфты. С указанным интервалом времени относительно контактов Kl—

К4 переключают контакты К5 и Кб.При этом муфту N2 отключают от источника питания Up, а муфту Nl аодключа- &5

1 ют к источнику номинального пита

HHH Ун

При переводе переключателя П в положение 2 цикл работы схемы повторяется. При этом контакты К5 и Кб переключают с выдержкой времени при отклонении реле К. Муфту Nl переключают по циклу выключаемой, а муфту

М2 — по циклу включаемой.

Для муфты серии ЭТИ габарита 05 ° номинальное значение передаваемого муфтой момента Мн =2,5 кгм. Этот момент, который муфта способна передать после ее включения, т.е, когда фрикционные диски сцеплены и скольжение в них отсутствует, и, кроме того, это максимальное значение момента, которое гарантируется в течение всего срока службы муфты в полном диапазоне рабочих режимов и условий эксплуатации;вращающий момент (динамический момент), развиваемый включенной муфтой при скольжении муфты с целью изменения скорости (направления) движения, ведомой массы привода Иб ю1 кгм. Он должен быть на 20-30% больше момента сопротивления ведомой части привода. По этому моменту ™одбирается муфта привода.

Одновременно с командой на переключение заданной скорости номи-. нальный момент выключаемой муфты равный 2,5 кгм, уменьшают до величины ее вращающего момента И,б =1 кгм (за счет снижения напряжения питания муфты) и с задержкой времени, равной времени уменьшения момента вы-

I ключаемой муфты, подают команду уп-. равления на одновременное переключение муфт.

Время уменьшения момента является величиной постоянной для данного типа н габарита муфты и легко определяется экспериментально. В данном примере Фь =0,13 с, так как это,гарантирует достижение муфтой передаваемого момента

|равного 1 кгм.

Принцип, положенный в основу предлагаемого способа переключения

:скоростей многоступенчатых -зубчатых йередач, позволяет уменьшить вредное взаимодействие одновременно ,переключаемых муфт, снизить энергетические потери в коробке передач и двигателе, уменьшить потери скорости ведомого элемента, увеличить надежность осуществления процесса переключения скоростей и долговечность привода. Устраняется сложная процедура определения расчетным или экспериментальным путем паузы между командами на переключение муфты.

Появляется возможность применения датчика для автоматического управле ния процессом переключения муфты т.е. системы с обратной связью пр

1032257

F4tAP4e

Mar

Составитель И,Яцунов

Редактор Л.Пчелинская Техред И.Гайду

Корректор Л. Вокшан

Заказ 5373/43 Тираж 925

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 моменту на ведомом элементе, Способ, не ограничивает возможностb использования для управления муфтами электромагнитных реле, так как не требует выаокой точности подачи команд управления во времени.

Способ упрошает схему управления приводом. Предлагаемое техническое решение может быть внедрено в станках с ЧПУ на основе привода, состоящего из асинхронного двигателя переменного тока или двигателя постоянного тока и коробки скоростей с электромагнитными муфтами, н может найти применение при управлении порошковыми,гидравлическими и пневматическим муфтами.