Центробежный регулятор скорости

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

И

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) G 05 Э 13/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗО6РЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3566180/18-24 (22) 10.03.83 (46) 30 05. 84. Бюл. У 20 (72 ) Л. A. Маз аев (53) 620. 531. 6 (088. 8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

Р 842734, кл. G 05 D 13/10, 1978.

2.Авторское свидетельство СССР

Р 962878 кл. 0 05 В 13/10, 1979 (прототип). ! (54) (57) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ РЕГУЛЯТОР СК0РОСТИ, содержащий вал, связанный с двигателем, сферические грузы -и жесткие стержни, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулятора, в него введены направлякщая грузов, представлякщая собой трубу и имеющая Форму параболы, основание которой закреплено на валу непосредственно, а концы - через жесткие стержни, и датчики положения сФерических грузов, расположенные у основания и одного из концов параболы и соединенные с блоком управления двигателем, причем сферические грузы расположены внутри трубы из немагнитного материала.

109514б

Изобретение относится к центробежным регуляторам скорости и может быть испольэова> о для автоматического регулирования скорости ведущего звена машин и приборов.

Известен центробежный регулятор скорости, содержащий вал вращения, инерционные массы с коромыслами $1) .

Недостатком известного устройства . является невозможность получения стабильного вращательного движения при 10 больших нагрузках.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является цент« робежный регулятор скорости,в котором вал вращения выполнен в виде трубки с прорезями,в которых с возможностью перемещения расположены коромысла с инерционными массами, а коромысла установлены в средней части на штифт и соединены подвижно шатунами с двумя плавающими оппозитными валами, на одном из которых установлен балластный груз p2)

Недостатком известного устройства является невысокая точность вследствие того,что инерционные массы движутся по круговым орбитам,а не по параболе.

Цель изобретения — повышение точности регулятора.

Поставленная цель достигается тем, что в центробежный регулятор скорс.ти, содержащий вал, связанный с двигателем, сферические грузы и жесткие стержни, введены направляющая грузов, представляющая собой трубу и нмекщая форму параболы, основание которой закреплено на валу непосредственно, а концы - через жесткие стержни, и датчики поло>кения сфери- 40 ческих грузов, расположенные у основания и одного из концов параболы и соединенные с блоком управления двигателем, причем сферические грузы расположены внутри трубы иэ немагнит-45 ного материала.

На фиг. 1 схематически представлен центробежный регулятор скорости и его привязки к двигателю, где „ мин радиус минимальной орбиты,1махс " Ра- 50 диус максимальной орбиты, а>" - величина изменения радиуса орбит инерционных масс, I> — высота подъема инерционных масс, 1 - направление движения регулятора на фиг. 2 — кривые зависимости оборотов >> и значение радиуса „ орбит от энергии Е движущих сил; на фиг. 3 - силы, действующие на сферические грузы.

Центробежный регулятор скорости содержит вал 1 вращения, трубу 2, бО изогнутую в форме параболы, которая в основании закреплена на валу 1 вращения(вал 1 вращения проходит насквозь через трубу 2) . Концы трубы 2 зафиксированы жесткими стержнями 3 к валу 1 ния Н тРУбе 2 находЯтсЯ инерци онные сферические грузы 4.

Для снижения трения сферических грузов 4 о стенки трубы 2 внутренний диаметр трубы 2 ненамного превос-— ходит диаметр сферических грузов 4.

Центробежный регулятор соединен с машиной 5 и с помощью кинематической передачи б - с двигателем 7. Двигатель 7 электрически соединен с датчиком 8 положения минимальной орбиты и с датчиком 9 положения максимальной орбиты. Труба 2 может выполняться иэ пластических материалов.

Непременным условием нормальной работы центробежного регулятора должно быть соотношение энергоемкости двигателя, машины и самого регуля« тоРа g - 2Et» (1) т.е. энергоемкость регулятора Eр должна в два или более раз превышать энергоемкость двигателя Eg и энергоемкость машины Е „ .

Регулятор скорости работает следующим образом.

Датчик 8 положения минимальной орбиты включает двигатель 7, который, начинает вращать через кинематическую передачу б регулятор по стрелке

Д с плавно нарастающими оборотами (участок О - Ь кривой 10 на фиг.2).

Одновременно вращается и машина 5.

По достижении угловой скорости заданного параметра стабилизации сферические грузы 4 начинают расходиться. Начало расхождения грузов 4 соответствует минимальному радиусу орбиты г; „„„„, Расхождение масс обусловлено наличием центробежной силы

2 г < 1 1 i> (2) где F центробежная сила; угловая скорость", п1= » « — суммарная масса инерционных масс 4; — радиус промежуточной орбиты.

Момент количества движения для минимальной орбиты равен (3) где Ь,щн — минимальный момент количества движения; — текущее значение радиуса орбиты, имеющее минимальное значение.

Дальнейшее увеличение центробежной силы Г„ и момента количества движения от действия движущих сил двигателя происходит за счет увеличения радиуса r„, а не за счет увеличения угловой скорости

По достижении сферических грузов

4 максимальной орбиты наступаЕт верх1095146

g в gb (5) «» э

Ь ъ В4

Ф ф

I ф.

g- ygeyaes дбакущихтл

ВНИИПИ Заказ 3596/29 Тираж 842 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, 4 ний предел стабилизации оборотов— точка С (см.кривые 10 и 11), а датчик 9 положения максимальной орбиты отключает двигатель 7.

Момент количества движения для максимальной орбиты равен: ч макс а щ<ц е (4)

При достижении максимальной орбиты сферические грузы 4 поднимаюся на высоту h- запасая потенциальную энергию

Дальнейшее вращение машины 5 проис.ходит от центробежного регулятора 15 через коническую передачу 6 за счет накопленной энергии E = E „„a U..

Радиус орбиты г; инерционных масс 4, уменьшается, уменьшается высота т.е. инерционные массы 4 совершают 20 работу при неизменной угловой скорости И

Как только радиус орбит инерционных масс примет минимальное значение, датчик положения 8 минимальной орби- 25 ты включает двигатель 7,и происходит следующий цикл накачки энергией центробежного регулятора, т.е. кинетическая энергия движущих сил переходит в кинетическую и потенциальную энергию на регулятор в виде увеличения орбиты, занимаемой сферическими грузами 4, и высоты подъема 1 . Поскольку постоянная времени нарастания движущих сил выбрана на много больше времени саморегулирования регулятора, девиация угловой скорости заданного параметра стабилизации практически отсутствует.

На фиг. 2 кривая 10 отображает завчсимость числа оборотов регулятора от энергии движущих сил: кривая

11 - зависимость радиуса орбит от энергии движущих сил. На фиг. 3 пока» заны силы, действукщие на сферические грузы, при этом представлены парабола 12, касательная 13 с точкой касания З .

Введение направляющей грузов, представляющей собой трубу и имеющую форму параболы, основание которой закреплено на валу непосредственно, а концы - через жесткие стержни, позволило повысить точность центробежного регулятора.