Центробежный регулятор скорости вращения

 

Изобретение относится к регуляторам скорости вращения и может быть использовано для стабилизации числа оборотов валов. Цель изобретения повьшение точности регулирования. которая достигается тем, что инерционные грузы, установлены с возможностью радиального перемещения на направляющих, жестко закрепленных на валу вращения, связаны с валом цилиндрическими пружинами растяжения с межвитковым.натяжением, параметры которых удовлетворяют условию М КГ,; , где М - сила межвиткового натяжения пружины; К - коэ Н1Ициент жесткости пружины; г, - минимальный радиус орбиты вращения центров масс грузов; г максимальный радиус орбиты вращения ш центров масс грузов; Р - вес гру- . за. 1 ил. с/) с

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 (51) 4 G 05 D 13/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,,, ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3919827/24-24 (22) 20.05.85 (46) 30.11.86. Вюл. N 44 (72) Ю.А.Малай (53) 620-1.05(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1016775, кл. G 05 D 13/10, 1982, Авторское свидетельство СССР

N 1059539, кл. G 04 В 17/00, 1982.

{54) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ РЕГУЛЯТОР СКОРОСТИ

ВРАЩЕНИЯ (57) Изобретение относится к регуляторам скорости вращения и может быть использовано для стабилизации числа оборотов валов. Цель изобретения— повьппение точности регулирования, которая достигается тем, что инерци-. онные грузы. установлены с возможностью радиального перемещения на направляющих, жестко закрепленных на валу вращения, связаны с валом цилиндрическими пружинами растяжения с межвитковым.натяжением, параметры которых удовлетворяют условию

r - r< P

M = К.r — — — -> — где М вЂ” си2 К ла межвиткового натяжения пружины;

К вЂ” коэффициент жесткости пружины; г, — минимальный радиус орбиты вращения центров масс грузов; r — максимальный радиус орбиты вращения центров масс грузов; Р— вес гру-.. за. 1 ил, 5 !

О

1S ао

30 сд 1 г °

Гй 2п1 тп

40

12

Изобретение относится к машиностроению, а именно к регуляторам скорости вращения, и может быть использовано для стабилизации числа оборотов ведущего вала машин и приборов.

Цель изобретения — повьппение точности стабилизации скорости враще. ния ведущего вала.

На чертеже показано схематично устройство центробежного регулятора скорости вращения.

Регулятор содержит вал 1, установленный с возможностью вращения в подшипниках 2 и 3 и соединенный через коническую передачу 4 с двигателем 5 и машиной 6. На валу 1 жестко закреплена направляющая рамка 7, на которой по обе стороны от оси вращения размещены два одинаковых груза

8 и 9, сферической или цилиндрической формы с возможностью свободного скольжения на ней радиально в подшипниках 10 и 11. Грузы 8 и 9 связаны с валом 1 посредством цилиндрических пружин 12 и 13 растяжения, выполненных с межвитковым натяжением (навивка с подкруткой). Каждая нз пружин одним концом закреплена на валу 1, а другим (удлиненным) концом входит в центральное отверстие груза, где закрепляется винтом 14.

На противоположных концах грузов 8 и

9 вставлены небольшие постоянные магниты 15 и 16. В зоне действия этих магнитов на различных расстояниях от вала 1 неподвижно установлены датчики 17 положения грузов. Все датчики подключены к блоку 18 управления двигателем 5.

Регулятор работает следующим образом.

Сигналом от блока 18 управления включается двигатель 5, который чеpcs коническую передачу 4 приводит во вращение центробежный регулятор и машину 6. Вначале угловая скорость постепенно нарастает но при дости К женин величины и =- — — ее рост npem кращается (ta — угловая скорость вращения; К вЂ” жесткость пружины; m —масса груза). С этого момента, если производство механической энергии в дви " атуле 5 продолжает превышать ее расход в машине Б, весь избыток начинает накапливаться в регуляторе в виде потенциальной энергии пружин

73890 2 и кинетической энергии грузов, которые постепенно переходят на более удаленные от оси вращения орбиты, сохраняя тем самым постоянство угловой скорости. Если расход энергии в машине 6 начинает превьппать ее производство в двигателе 5, то происхо-. дят аналогичные процессы, но в об" ратном порядке с отдачей регулятором энергии в нагрузку также при постояянной угловой скорости.

Таким образом, если не допускать выхода орбиты вращающихся грузов за пределы интервала r — - r, то постоянство угловой скорости ведущего вала обеспечено. Эту функцию выполняют датчики 17 положения, по сигналам от которых блок 18 управления удерживает грузы регулятора около середины указанного интервала рабочих орбит, изменяя мощность двигателя 5. При меньшей точности стабилизации мояц о ограничиться двумя датчиками положе.ния, когда блок управления работает в режиме "Включен-выключен".

Настройка регулятора осуществляется перемещением грузов по прямолинейным участкам пружин до совпадения угловых скоростей в начале и в конце рабочего интервала радиусов орбит hr.

После этого данный регулятор ведет себя как гармонический осциллятор с острым резонансом при частоте 1 вращения:

Если после настройки собственная частота регулятора оказалась отличной от заданной, то ее можно коррек1 тировать только одинаковым изменением массы грузов (например, спиливанием).

Наличие у центробежного регулятора острых резонансных свойств позволяет использовать его ив качестве ре-гулятора хода приборов времени, в том числе и переносных (например, будильниках) . В этом случае нет необходимости в датчиках положения и пультах управления, но предъявляются повьппенные требования к точности изготовления регулятора и к применяемым в нем материалам. Предпочтительными материалами для изготовления пружин должны быть термостабильные сплавы (например, инвар). Рамка 7 и подшипники

10 и 11 должны составлять пары с наи73890 4 пружинами растяжения, о т л и ч а юшийся тем, что, с целыа повыше" ния точности, инерционные грузы установлены на направляющих, жестко зак"

"репленных на валу перпендикулярно его оси, а цилиндрические пружины растяжения имеют межвитковое натяжение, удовлетворяющее условию гг- rc Р

10 М=К r — — — -> У 2 К ) т.е.

P)

rg Г»

Центробежный регулятор скорости вращения, содержащий вал, связанный с двигателем, соединенным с блоком управления, который соединен с датчиками положения, и инерционные грузы, связанные с валом цилиндрическими

Составитель В.Скибенко

Редактор М.Дылын Техред А.Кравчук Корректор Т.Колб

Заказ 6476/45 Тираж 836 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород; ул.Проектная, 4

3 12 меньшим коэффициентом трения (например, рамка из стали, а подшипники из рубиновых камней).

При горизонтальном положении оси вращения под действием силы тяжести возникают и колебательные движения

Р грузов с амплитудой †вЂ, где Р— вес

:груза; К вЂ” жесткость пружины. Поэтому рабочий участок направляющей рамP ки не может быть меньше, чем 2

Формула изобретения где М вЂ” сила межвиткового натяжения;

К вЂ” коэффициент жесткости пружин;

r — минимальный радиус орбиты вращения центров масс грузов

r — максимальный радиус орбиты г вращения центров масс грузов;

P — вес груза, 20 при этом на грузах установлены магниты, а датчики положения установлены неподвижно на различных расстояниях от вала в зоне воздействия магнита при перемещении грузов.