Электропневматический преобразователь

54) ЭЛЕКТРОПН ЗОВАТЕЛЬ 57) Изобретен втоматике и м иловых .следящ риводах промы ериментальной ся к пневпримененориводах,ботов,Цель из е относи жет быть х пневмо ленных р в экс- обреехник ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ Сви(71) Особое конструкторско-технологическое бюро "Орион" при Новочеркасском политехническом институтеим. Серго Орджоникидзе(56) Патент Япониикл, 66 А 0122 /Г 16 К/ ВМАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАтения - повышение динамицеских свойстви производительности труда, В преобразователе установлены две электромагнитные порошковые муфты: одна(муфта 12) в качестве тормоза, другая (муфта 11) - в качестве приводавращения, а шток 9 соединен с валами этих муфт через шестерню 10, Сдругой стороны на золотнике установлены датцик 14 скорости золотника,связанный с входом блока-формирователя 15 демпферных сигналов, соединенным электрически со входом муфты-тормоза 12. Изобретение позволяет повысить быстродействие и производительность, а также построить простую инадежную систему регулирования давления, которая может быть эффективно использована в следящих пневмоприводах большой мощности. 2 ил.Изобретение относится к пневмоавтоматике и может быть использованов силовых следящих пневмоприводах, вприводах промышленных роботов, а также в экспериментальной технике.Цель изобретения - повышение динамических свойств и производительности электропневматического преобразователя.10На фиг. 1 изображен электропневматический преобразователь (ЭПП);на фиг, 2 - вариант ЭПП с повышеннойпроизводительностью.Электропневматический преобразователь (ЭПП) содержит корпус 1. В корпусе 1 находится цилиндрический золотник 2 с двумя .поясками из самосмазывающегося материала, образующимидве полости 3 и 4, соединенные междусобой каналом 5 в правом пояске. Пояски золотника перекрывают магистрали 6 и 7, соединенные с источникомдавления и с атмосферой соответственно, образуя при этом двухщелевую схеИу. Полость 3 сообщается с выходноймагистралью 8, идущей к потребителю.Шток золотника выполнен в видезубчатой рейки 9, находящейся в зацеплении с шестерней 10, сидящей на30выходном валу электромагнитной порошковой муфты 11. К этому же валу присоединен порошковый тормоз (муфта) 12.1В полости 4 размещены пружина 13и датчик 14 скорости золотника индукционного типа, выход которого присоединен к входу блока-формирователя 15демпфированных сигналов, управляющеготоком подмагничивания порошковоготормоза 12,40Порошковая муфта 11 снабжена при,водом (не показан), сообщающим вращение ее ведущей части со скоростью200-300 об/мин, а также блоком 16управления, регулирующим ток в управляющей обмотке муфты.Электропневматический преобразователь (ЭПП) работает следующим образом,В исходном состоянии пружина 13 50сдвигает золотник 2 влево,. соединяяполость 3 и выходную магистраль 8 сатмосферой через магистраль 7. Приподаче тока от блока 16 управленияв обмотку возбуждения вращающейсямуфты 11, последняя развивает определенный выходной момент, преобразуемый с помощью пары шестерня 10 - рейка 9 в усилие, приложенное к штоку золотника и направленное вправо. При этом открывается магистраль 6 и в полости 3, а следовательно, и в полостиповышается давление, которое действует на левый поясок золотника, создавая осевое усилие, направленное влево. Правый поясок не нагружен, так как в полостях 3 и 4 (вследствие наличия канала 5) давление одинаковое. Давление на выходе регулятора будет нарастать до, тех пор, пока усилие, создаваемое давлением на левый поясок золотника, не сравняется с осевым усилием, создаваемым муфтой 11, Если режим работы муфты будет находиться на линейном участке ее статической характеристики, то задающее усилие на штоке и соответственно выходное давление будут пропорциональны току управления, создаваемому блоком 16,При избыточном давлении в полости 3 золотник 2 сдвигается влево, открывая магистраль 7, связанную с атмосферой. Для уменьшения гистерезиса в управляемую обмотку муфты подается наряду с основным осциллирующий сигнал малой амплитуды с частотой около 50 Гц.Для, повышения устойчивости преобразователя и улучшения его переходного процесса используется демпфер, выполненный в виде порошкового тормоза 12, выходной вал которого жестко связан с шестерней 10. Демпфер создает на штоке силу сопротивления, направленную против движения золотника 2 и пропорциональную его скорости, т,е. реализуется вязкое сопротивление. Для управления демпфером используется датчик 14 скорости золотника, сигнал которого поступает на блок-формирователь 15 демпфированных сигналов, выдающий ток управления в обмотку возбуждения порошкового тормоза 12, Меняя настройку блока-формирователя 15, можно изменять интенсивность силы сопротивления демфпера, вносить необходимые фазовые сдвиги, реализовать различные зависимости силы сопротивления от скорости золотника (линейные и нелинейные), Все это позволяет существенно улучшить переходные процессы в преобразователе, снизить его колебательность и повысить быстродействие.1На фиг. 2 изображен вариант ЭПП с повышенной производительностью, отличающийся от ЭПП, изображенного на5 155фиг, 1, наличием дополнительного пояска 17 и тем, что золотник 2 выполнен полностью уравновешенным. Канал5 соединяет полость 3 и полость 4,Установившееся положение золотниканаступает, когда сила давления, действующая на правый торец пояска 17будет уравновешена осевой силой штокасоздаваемой муфтой 11. В этомслучае диаметр рабочих поясков золотника 2 может быть значительно увеличен, что обеспечивает большую .производительность ЗПП,Преобразователь, подобного типаможет иметь высокое быстродействие,определяемое как малой инерционностью муфты, так и однокаскадностьюсхемы,Использование задатчика силы идемпфирующего устройства в виде комбинации электромагнитной порошковоймуфты и порошкового тормоза позволяет построить электрически управляемыйоднокаскадный регулятор давления схорошими динамическими свойствами .и высокой производительностью, при"годной для применения в следящемпневмоприводе большой мощности.Порошковая муфта, используемая.как источник задающей. силы, работаетв режиме полного (100-ного) скольжения. Ввиду малой мощности, потребнойна перемещение золотника, муфта может иметь малые габариты и незначительное тепловыделение при работе.Нестабильность задающей силы не превышает 1,53 в течение 1000 ч работыи может быть скорректирована за счетсистемы управления. Предлагаемыйэлектропневматический преобразовательобладает линейной зависимостью выходного давления от управляющегоэлектрического сигнала и высоким,качеством переходных процессов, связанных с наличием управляемого демпфера с регулируемыми характеристиками,Вместе с высоким быстродействием ипроизводительностью эти свойства преобразователя позволяют построить высококачественную простую и надежнуюсистему регулирования давления, которая может быть эффективно использована в следящих пневмоприводах большой мощности.Ъ Формула изобретенияЭлектропневматический преобразователь,: содержащии корпус с входной ивыходной магистралями и магистральюслива, установленный в нем подпружиненный золотник, соединенный с магист 20 ралями по двухщелевой схеме, штокзолотника с зубчатой рейкой, блокуправления, подключенный к входномуэлектрическому каналу, и привод вращения, о т л и ч а ю щ и й с я тем,25 что, с целью улучшения динамическихсвойств и повышения производительности, в электропневматическом преобразователе установлены в качестве привода вращения и тормоза две электроЗ 0 магнитные порошковые муфты, блок-формирователь демпфированных сигналови датчик скорости золотника, золотник со стороны зубчатой рейки штока1соединен с шестерней, жестко связанной с выходными валами электромагнитных порошковых муфт, а с другой стороны - с датчиком скорости золотника, выход которого подключен к входублока-формирователя демпфированных40сигналов выход которого электрически соединен с входом муфты- гормоза,а выход блока управления электрически соединен с входом муфты-приводавращения,1550233 Составитель И,ЯковенкоТехред Л.Сердюкова Корректор М,Максимиши Ревин к аказ 2 ираж 5 Подписное обретениям и открытиям при ГКНТ СССР Раушская наб., д, 4/5ИИПИ Государ венного комитета по 113035, Москва, Жагарина,1 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород,