Общие сведения об электромеханических приводах

Виды передач в редукторе

В редукторах, состоящих из прямозубых цилиндрических колес, существует два вида передач: ступенчатая и рядная. В ступенчатой передаче на входном и выходном валах расположено по одному колесу, на промежуточных – по два.

Ступенчатой передача называется, так как частоты вращения меняются ступенчато от ведущего вала к ведомому. Ступенчатые редукторы наиболее распространены и применяются тогда, когда нужно передать вращение между параллельными валами при больших скоростях вращения и при необходимости иметь большие передаточные отношения. Кроме того, они дают возможность получать несколько выходных валов с разными угловыми скоростями (коробка передач).

Передаточное отношение многоступенчатой передачи равно i _об =

или произведению чисел зубьев ведомых колес, деленному на произведение чисел зубьев ведущих колес. Знак i_o в общем случае зависит от количества внешних зацеплений (при совпадении направления вращения на входе и выходе редуктора

i _o > 0; иначе i _o < 0 ). В рядной передаче общее передаточное отношение зависит только от чисел зубьев первого и последнего колёс. В связи с этим промежуточные колёса рядной передачи называются паразитными. Однако, погрешность общего передаточного отношения в зацеплении зависит от погрешности всех колёс этой передачи.

Рядные передачи применяются для сокращения габаритов редуктора, для осуществления передачи с одного вала на другой вокруг мешающего выступа, для сохранения направления вращения выходного вала таким же, как и у входного вала.

По назначению различают отсчётные, скоростные и силовые передачи.

Рис. 16.1

Основные требования.

К отсчётным передачам: высокая точность преобразования угла поворота от ведущего вала к ведомому.

К скоростным передачам: плавность работы.

К силовым передачам: хорошее прилегание зубьев по боковым поверхностям в целях уменьшения контактных давлений и повышения их износостойкости.

13.4. Расчёт электромеханического привода.

Электромеханическим приводом (ЭМП) называют устройство, служащее для передачи и преобразования движения, состоящее из электродвигателя 1, механической передачи 2 и аппаратуры управления.

Рис. 16.2

ЭМП

Передача сообщает движение исполнительному элементу 3 (элемент нагрузки) с которым связано выполнение полезной работы ЭМП.

В зависимости от характера работы ЭМП делят на две группы: нерегулируемые и регулируемые ЭМП.

Нерегулируемые называют иногда силовыми, а регулируемые ‑ управляющими, следящими, исполнительными.

В нерегулируемых ЭМП характеристиками движения (скоростью или перемещением исполнительного элемента, движущим моментом на нём) во включённом состоянии не управляют. Такие ЭМП характеризуются лишь продолжительностью работы, в зависимости от которых установлены три основных режима работы: длительный, кратковременный и повторно-кратковременный.

ЭМП длительного режима работы отличаются редкими пусками и остановами, отсутствием реверсов или малой их частотой, большим ресурсом работы.

В ЭМП кратковременного и повторно-кратковременного режимов работыпродолжительность рабочего состояния меньше, двигатель чаще включается, останавливается и реверсируется, имеет меньший ресурс.

Нерегулируемые ЭМП предназначены для преодоления постоянно действующей статической нагрузки, мало отличающейся от среднего её значения, кратковременной динамической нагрузки, что имеет место, например, при включении привода, а также для преодоления повторно-кратковременных статических и динамических нагрузок. К нерегулируемым ЭМП предъявляют требования высокой экономичности, определённого запаса по перегрузкам, иногда также стабильности выходной скорости, времени переходных процессов и другие.

В регулируемых ЭМП характеристиками движения на выходе управляют изменением либо продолжительностью включенного состояния двигателя, либо напряжением его питания. Такие ЭМП работают в повторно-кратковременных режимах с частыми пусками, реверсами со сравнительно быстрыми изменениями выходной скорости, поэтому нагрузка в них имеет преимущественно динамический характер. Основным требованием к регулируемым ЭМП являются малая инерционность, широкий диапазон регулирования скоростей, стабильность характеристик и так далее.

Общее требование, как к регулируемым, так и к нерегулируемым ЭМП – это малая масса, габариты, стоимость, высокая надёжность.

По требованиям:

Отсчётные приводы – маломощные приводы с высокой точностью движения выходных звеньев, не имеющих внешней нагрузки.

- оптико-механические и измерительные устройства;

- приводы шкал;

- приводы измерительных приборов, выполняющих функции контроля углов поворота, хода, скорости.

Здесь важна точность приводов. Исходя из соображений повышения точности, проводится разбиение передаточного отношения привода по ступеням, выбираются тип и степени точности зубчатых пар, типы опор валов, конструкция корпуса.

Силовые приводы – предназначены для приведения в движение исполнительных элементов, вспомогательных устройств. Они развивают значительные моменты или силы на выходных элементах.

К ним относятся:

- приводы устройств переключения заслонок, клапанов, арретиров, для которых главным является факт срабатывания;

- приводы, обеспечивающие преобразование мощности (электрогидравлические насосы, приводы пневмо- и гидро-охлаждения).

Основные требования ‑ надёжность при длительной эксплуатации, высокий КПД, высокий запас мощности при малом весе и габаритах. Этим и определяется необходимость прочностных расчётов элементов привода, введение предохранительных элементов (муфт, ограничивающих движение упоров), точное определение мощности двигателя, подбор коммутирующих элементов (реле, переключателей).

Силовые приводы высокой точности – приводы управляющих исполнительных элементов с жесткими требованиями к динамическим характеристикам и кинематическим погрешностям. Это силовые следящие приводы систем управления, выходные элементы которых (валики, штоки) подвержены варьирующим значениям статических и динамических нагрузок. Эти приводы сочетают в себе функции силовых (исполнительных) и отсчетных (измерительных) преобразователей, что приводит к необходимости привлечения всех названных выше критериев к их расчёту. С целью улучшения динамических характеристик привода стремятся снизить приведенный момент инерции. Проектирование таких приводов требует компромиссных решений на основе анализа ряда вариантов. На первом этапе проектирования выявляется набор необходимых составных частей привода (по выполняемым функциям). На этом этапе составляется структурная схема.

Дата добавления: 2014-01-11