Способ управления под нагрузкой многоступенчатыми зубчатыми передачами

/80;Р П Р ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ(72) В.И.Кушнарев и В.А.Череватенко (71) Ростовский-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени институт сельскохозяйственного машиностроени (53) 621. 825. 54 (088. 8))(57) СПО"ОБ УПРАВЛЕНИ РУЗКОИ МНОГОСТУПЕНЧАТЫ ТЫМИ ПЕРЕДАЧАМИ, содержащими ступе ни, связанные с ведомым элементом через управляемые фрикционные муф" ты, 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, о т л и ч а ю щ и й с я 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"той при скольжении фрикционных по " верхностей, а подачу команд управления на муфты осуществляют с задержкой времени, равной уменьшению момента выключаемой муфты.й ФеюИзобретение относится к машиНостроению, 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. 1 ОНедостатком 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 относительно команды на переключение. зубчатых передач 23.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 4 О 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 управления; на Фиг, 2 - электрическая схема управления муфтами.В приводе по предлагаемому способу переключения скоростей в зубчатой ,передаче выделяет выключаемую муфту с 6 О хараКтеристикой мамента М 4 и включаейую муфту с характеристикой момента И.В точке времени 1 по команде управления на переключение скорости, момент М, развиваемый включаемой 65 муфтой при отсутетвии скольжения в дисках, уменьшают до значения М, 1, мало отличающегося от момента сопротивления нагрузки Мс 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 МПонижение момента выключаемой муфты дает. основание считать точку времени .2 переключения муфты совпадающей с точкой времени 3, так как моменты М иМ 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 использовании для этой цели датчика момента 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 Мс муфты включены одновременно, что приводит к замыканию мощности, передаваемой от дви. гателя в нагрузку, в кинематической цепи, образованной двумя муфтами.После подачи команды на переключатель скоростей муфты переключают с задержкой времени 1, 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 1 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 д 1 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 электро. магнитных муфт М 1 и М 2, управляемыхконтактами К 1 - Кб реле времени К ипереключателя П, имеющего два положения 1 и 2. Питание муфт осуществляют от двух .источников постоянного тока (Пн - источник номинального напря жения питания, Бр - 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 ТТ трансформаторного тока.Сигнал датчика корректируют усилителем У с учетом кинематической цепи между выключаемой муфтой и электродвигателем и подают для управления источником питания ПрП р и м е р .В положении 2 переключателя П реле времени К обесто.- чено. Его нормально замкнутые контакты К 2,КЗ, переключаемые без выдержки времени, и контакт Кб, переключа емый с выдержкой времеви, замкнуты. Напряжение источника П через диод Ч 1 и контакты К 2,Кб подают на муф.ту М 2. Муфта М 2 включена. Ведомый элемент вращается с постоянной скоростью. НапряжениЕ на выходе источника Пр соответствует моменту сопротивления нагрузки на муфте М 2. Эта нагрузка И Ме- момента, развивае. мого муфтой прй скольжении дисков. В то же время момент, который может передать муфта МяМс. При выключении муфты М 2 время спада момента Мр до значения М зависит от нагрузки Мс аДля осуществления процесса переключения скорости цо предлагаемому способу в точке времени 1 переключатель П переводят в положение 1, При этом включается реле времени К. 40 В схеме. происходит одновременное без выдержки времени. переключение контактов К 1.и К 2,КЗ и К 4. Контакт К 2 размыкается и отключает муфту М 2 от источника питания 0 и . Контакт 45 К 4 соединяет муфту с источником питания ПрДиоды Ч 1,Ч 2,ЧЗ. не допускают разрыва цепи питания муфт при переключении напряжений. Напряжение ,на муфте М 2 уменьшают до значения, при котором М(М)падает до МД Ина ,величину коэффициента запаса сцеп"ления.Наряжение питания, обеспечивающее муфте М 2 момент М 7 МС р рассчитывают или определяют эксперименталь 55 ,но по известной методике. Реле времени настраивают на постоянную выдержку времени 1=0.14 -0,9 с, зависящую от времени 1 Овыключаемой муфты. С указанным интервалом времени относительно контактов К 1 - Е 4 переключают контакты К 5 и Кб.При этом муфту М 2 отключают от источника питания Пр , а муФту М 1 подключа ют к источнику номинального питания УнПри переводе переключателя П вположение 2 цикл работы схемы повторяется. При этом контакты К 5 и Кбпереключают с выдержкой времени приотклонении реле К. Муфту М 1 переключают по циклу выключаемой, а муфтуМ 2 - по циклу включаемой.Для муфты серии ЭТИ габарита 05номинальное значение передаваемогомуфтой момента Мн =2,5 кгм. Этотмомент, который муфта способна передать после ее включения, т.е, когда Фрикционные диски сцеплены искольжение в них отсутствует, и,кроме того, это максимальное значение момента, которое гарантируется в течение всего срока службымуфты в полном диапазоне рабочихрежимов и условий эксплуатации вращающий момент (динамический момент),развиваемюй включенной муфтой прискольжении муфты с целью измененияскорости (направления) движения, ведомой массы привода Иб ю 1 кгм. Ондолжен быть на 20-30 больше момента сопротивления ведомой частипривода. По этому моменту подбира-ется муфта привода,Одновременно с командой на переключение заданной скорости номи-.нальный момент выключаемой муфты рав.ный 2,5 кгм, уменьшают до величиныее вращающего момента М,б в 1 кгм (засчет снижения напряжения питаниямуфты) и с задержкой времени, равной времени уменьшения момента вы-ключаемой муфты, подают команду уп-.равления на одновременное переключение муфт.Время уменьшения момента является величиной постоянной для данного типа н габарита муфты илегко определяется экспериментально. В данном примере Фь =0,13 с,так как это,гарантирует достижение муфтой передаваемого моментаравного 1 кгм,Принцип, положенный в основупредлагаемого способа переключенияскоростей многоступенчатых зубчатыхйередач, позволяет уменьшить вредное взаимодействие одновременно,переключаемых муфт, снизить энергетические потери в коробке передач идвигателе, уменьшить потери скорости ведомого элемента, увеличитьнадежность осуществления процессапереключения скоростей и долговечность привода, Устраняется сложнаяпроцедура определения расчетным илиэкспериментальным путем паузы между командами на переключение муфты.Появляется возможность применениядатчика для автоматического управле.ния процессом переключения муфтыт.е. системы с обратной связью пр.1032257 Составитель И.Яцунедактор Л.Пчелинская Техред И.Гайду Корректор Л, Вокша Зак ент 11, г. Ужгород, ул. Проектная,П или моменту на ведомом элементе, Способ,не ограничивает возможность использования для управления муфтамиэлектромагнитных реле, так как нетребует выаокой точности подачи команд управления во времени. Способ упрошает схему управленияприводом. Предлагаемое техническое 5373/43 Тираж ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Ррешение может быть внедрено в станках с ЧПУ на основе привода, состоящего иэ асинхронного двигателя переменного тока или двигателя постоянного тока и коробки скоростей сэлектромагнитными муфтами, н можетнайти применение при управлении порошковыми,гидравлическими и пневматическим муфтами,5 Подписномитета СССРоткрытий .окая наб., д. 4/5