Центробежный регулятор скорости

(19) И 1) 3151) О 05 В 13/10 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТНРЫТИЙ 24 ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ одержащий вал, ем, сферически СКОсестЕГУЛЯТО вяз анны грузы и(088.8)ое свидетельство СССРО 05 1) 13/10, 1978.свидетельство СССР0 05 В 13/10, 1979 кие стержни, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точностирегулятора, в него введены направлякщая грузов, представлякщая собойтрубу и имеющая Форму параболы, основание которой закреплено на валу непосредственно, е концы - черезжесткие стержни, и датчики положениясФерических грузов, расположенные уоснования и одного из концов параболы и соединенные с блоком управления двигателем, причем сФерическиегрузы расположены внутри трубы изнемагнитного материала.Изобретение относится к центробежным регуляторам скорости и можетбыть испольэоваго для автоматического регулирования скорости ведущегозвена машин и приборов,Известен центробежный регуляторскорости, содержащий вал вращения,инерционные массы с коромыслами 1(.Недостатком известного устройстваявляется невозможность получения стабильного вращательного движения при 10больших нагрузках. Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является центробежный регулятор скорости,в котором вал вращения выполнен в видетрубки с прорезями,в которых с возможностью перемещения расположеныкоромысла с инерционными массами, акоромысла установлены в средней части на штифт и соединены подвижношатунами с двумя плавающими оппозитными валами, на одном из которыхустановлен балластный груз 2Недостатком известного Устройстваявляется невысокая точность вследствие того,что инерционные массы движутся по круговым орбитам,а не попараболе.Цель изобретения - повышение точности регулятора.Поставленная цель достигаетсятем, что в центробежный регуляторскорс.ти, содержащий вал, связанныйс двигателем, сферические грузы ижесткие стержни, введены направляю- З 5 щая грузов, представляющая собой трубу и имекщая Форму параболы, основание которой закреплено на валу непосредственно, а концы - через жесткиестержни, и датчики полокения сдери ческих грузов, расположенные у основания и одного из концов параболы и соединенные с блоком управления двигателем, причем сферические грузы расположены внутри трубы иэ немагнитного материала.На Фиг. 1 схематически представлен центробежный регулятор скорости и его привязки к двигателю, где Гмрадиус минимальной орбиты,Гмас " Ра диус максимальной орбиты, аГ - величиона изменения радиуса орбит инерционных масс, н - высота подъема инерционных масс, 1 - направление движения Регулятора на Фиг. 2 - кривые зависимости оборотов й и значение радиуса Г, орбит от энергии Е движущих сил; на фиг. 3 - силы, действующие на сферические грузы.Центробежный регулятор скорости содержит вал 1 вращения, трубу 2, б 0 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 б 5 вращения. В трубе 2 находятся инерционные сферические грузы 4.Для снижения трения сферическихгрузов 4 о стенки трубы 2 внутреннийдиаметр трубы 2 ненамного превос- -ходит диаметр сферических грузов 4,Центробежный регулятор соединен смашиной 5 и с помощью кинематическойпередачи б - с двигателем 7. Двигатель 7 электрически соединен с датчиком 8 положения минимальной орбитыи с датчиком 9 положения максимальнойорбиты. Труба 2 может выполнятьсяиэ пластических материалов.Непременным условием нормальнойработы центробежного регулятора должно быть соотношение энергоемкостидвигателя, машины и самого регулятора2 Р(1)т,е. энергоемкость регулятора Ердолжна в два или более раз превышатьэнергоемкость двигателя Е и энергоемкость машины Е ,Регулятор скорости работает следующим образом,Датчик 8 положения минимальнойорбиты включает двигатель 7, который,начинает вращать через кинематическую передачу б регулятор по стрелкес плавно нарастающими оборотами(участок О - Ь кривой 10 иа Фиг.2).Одновременно вращается и машина 5.По достижении угловой скоростизаданного параметра стабилизациисферические грузы 4 начинают расходиться. Начало расхождения грузов 4соответствует минимальному радиусуОрбиты Г 1 мии,Расхождение масс обусловлено наличием центробежной силы2г И 11 ф 1 р(2)где р - центробежная сила;и - угловая скорость",п =1 ф - суммарная масса инерционных масс 4;- радиус промежуточнойорбиты.Момент количества движения дляминимальной орбиты равен(3)где ( мин - 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 г, а не за счет увеличения угловой скорости ЫПо достижении сферических грузов 4 максимальной орбиты наступаЕт верх(5) Дальнейшее вращение машины 5 проис.ходит от центробежного регулятора 15 через коническую передачу 6 за счет накопленной энергии Е = Е щО.Радиус орбиты г; инерционных масс 4, уменьшается, уменьшается высота Н т,е. инерционные массы 4 совершают 20 раббту при неизменной УГловой сКорости ИКак только радиус орбит инерционных масс примет минимальное значение, датчик положения 8 минимальной орби ты включает двигатель 7,и происходит следующий цикл накачки энергией центро,Мз Ь ь ъ ф 34 Ъ Ф 4 ч"Пате г. Ужгород, ул.Проектная,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=фамаке(4) При достижении максимальной орбиты сферические грузы 4 поднимаюся на высоту 1:, запасая потенциальную энергию бежного 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 посто" янная 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 зарчсимость 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 2 .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.