ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ДАТЧИК СКОРОСТИ Советский патент 1996 года по МПК G05D13/10 G01P3/16 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в центробежных датчиках агрегатов автоматического регулирования газотурбинных авиационных двигателей.

Известен центробежный датчик скорости, содержащий связанный с валом кронштейн, на котором установлены с возможностью поворота грузы, взаимодействующие через толкатели с золотником, при этом передача вращения от кронштейна на золотник осуществляется через хвостовик кронштейна, установленный в шлице золотника [1]
Преимуществом известного датчика над датчиком других типов является высокая чувствительность к изменению частоты вращения привода, так как для начала перемещения вращающегося золотника требуется сила в несколько раз меньшая, чем сила для страгивания невращающегося золотника или другой неподвижной детали.

Однако применение центробежных датчиков с вращающимся золотником ограничено, так как они недостаточно надежны в работе и недолговечны, что объясняется следующим. При фиксированных в радиальном направлении золотнике и кронштейне из-за неточности изготовления деталей в пределах допусков контакт хвостовика кронштейна с золотником происходит сначала лишь в одной, не лежащей на оси вращения точке (или отрезке прямой), а затем, после приработки деталей, в двух диаметрально противоположных точках и в одной точке за каждый оборот кронштейна с золотником. В результате возникает радиальная сила на золотник и подшипник кронштейна вначале постоянная, а затем пульсирующая с частотой вращения, что вызывает ускоренный износ пары золотник-втулка и подшипника кронштейна. В практике имеются случаи поломки золотников по указанной причине.

Цель изобретения повышение ресурса и надежности в работе центробежного датчика скорости.

Для достижения указанной цели в центробежном датчике скорости, содержащем связанный с валом кронштейн, на котором установлены с возможностью поворота грузы, связанные через толкатели с золотником и узел передачи вращения, последний выполнен в виде кольца, установленного концентрично относительно толкателей и имеющего две пары взаимно перпендикулярных сквозных отверстий, первая пара из которых расположена в плоскости, проходящей через центры масс грузов, а вторая пара в плоскости симметрии толкателей, при этом в каждом из отверстий первой пары отверстий установлены полуоси, жестко связанные с золотником, а в отверстиях второй пары отверстий установлена с возможностью поворота ось, на свободных концах которой, в прорезях кронштейна, установлены ролики, при этом каждая из прорезей кронштейна закрыта с внешней стороны пластиной.

При такой конструкции узла передачи вращения существенно уменьшается износ пары золотник-втулка и подшипника кронштейна, так как при вращении деталей вызывающие трение радиальные силы на детали малы.

На фиг. 1 осевое сечение датчика; на фиг. 2 сечение по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение по Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 вид В на фиг. 3.

Центробежный датчик скорости содержит корпус 1, в котором размещены кронштейн 2, установленный в подшипнике скольжения 3 и несущий центробежные грузы 4 на осях 5 грузов, золотник 6, установленный во втулке 7. Золотник 6 и кронштейн 2 связаны между собой через толкатели 8 и грузы 4, а также через узел передачи вращения, состоящий из кольца 9, оси 10 и двух полуосей 11, установленных в двух парах взаимно перпендикулярных и пересекающихся радиальных отверстий кольца 9, при этом одна пара отверстий расположена в плоскости, проходящей через центры масс грузов, а другая в плоскости симметрии толкателей. Полуоси 11 жестко связаны с золотником 6 с помощью замков 12. На свободных концах оси 10 установлены с зазором ролики 13, размещенные в прорезях кронштейна 2. Ролики 13, а также оси 10 и 5 удеpживаются от выпадания пластинами 14, закрепленными на кронштейне 2 штифтами 15, которые являются в свою очередь, ограничителями поворота центробежных грузов 4. Золотник 6 подпружинен через иглу 16 и опору 17 пружиной 18. Золотник 6 имеет два цилиндрических пояска 19, предназначенных для фиксирования своими кромками командных давлений рабочей жидкости в магистралях 20 и 21. В корпусе 1 имеется канал 22 для подвода жидкости постоянного давления к пояскам 19. Пружинная полость и полость, в которой находятся центробежные грузы 4, соединены между собой и со сливом.

Центробежный датчик работает следующим образом.

На установившемся режиме кронштейн 2 с грузами 4 вращается от вала внешнего привода с постоянной скоростью в подшипнике 3 совместно с золотником 6, который воспринимает приведенную к оси вращения центробежную силу грузов 4, передаваемую через толкатели 8. Эту силу уравновешивает сила пружины 18, передаваемая на золотник 6 через опору 17 и иглу 16. При этом к внутренним кромкам двух цилиндрических поясков 19 золотника 6 через канал 22 поступает рабочая жидкость с постоянным давлением, а от внешних кромок жидкость отводится в слив. В результате дросселирования жидкости кромками поясков 19 и окон втулки 7 на выходе из датчика в магистралях 20 и 21 устанавливаются командные давления. При изменении частоты вращения кронштейна 2 изменяется величина центробежной силы грузов 4, что нарушает равновесие сил на золотнике 6. Золотник 6 перемещается вдоль оси во втулке 7 до нового равновесного положения, изменяя положение поясков 19 относительно окон неподвижной втулки 7. В результате изменяются командные давления в магистралях 20 и 21 на величину, соответствующую величине изменения частоты вращения кронштейна 2. Крутящий момент от кронштейна 2 на золотник 6 передается через ролики 13, ось 10, кольцо 9 и полуоси 11. Несовпадение осей вращения кронштейна 2 и золотника 6 компенсируется подвижностью кольца 9 на оси 10 и полуосях 11, в результате чего силы при передаче крутящего момента всегда в двух точках, диаметрально противоположных и практически симметрично расположенных относительно осей кронштейна 2 и золотника 6. Поэтому радиальные силы, действующие на золотник 6 и подшипник 3 малы, что обеспечивает возможность жидкостного трения в парах золотник-втулка и подшипник -кронштейн. Уменьшение трения золотника позволяет увеличить чувствительность датчика.

В осевом направлении золотник 6 перемещается вместе с полуосями 11, кольцом 9, осью 10 и роликами 13, которые катятся по плоскостям прорези кронштейна 2. ЫЫЫ2 ЫЫЫ4

Использование: агрегаты автоматического регулирования газотурбинных двигателей. Сущность изобретения: датчик содержит корпус, в котором размещены кронштейн, несущий центробежные грузы и связанный через толкатели с золотником, при этом узел передачи вращения состоит из кольца, оси и двух полуосей, установленных в двух парах взаимно перпендикулярных и пересекающихся отверстий кольца, при этом одна пара отверстий расположена в плоскости, проходящей через центры масс грузов, а вторая - в плоскости симметрии толкателей, а на свободных концах оси установлены ролики, размещенные в прорезях кронштейна, закрытых с внешней стороны пластинами 14. 4 ил.

Центробежный датчик скорости, содержащий связанный с валом кронштейн, на котором установлены с возможностью поворота грузы, связанные через толкатели с золотником, и узел передачи вращения, отличающийся тем, что, с целью повышения ресурса и надежности в работе, узел передачи вращения выполнен а виде кольца, установленного концентрично относительно толкателей и имеющего две пары взаимно перпендикулярных сквозных отверстий, первая пара из которых расположена в плоскости, проходящей через центры масс грузов, а вторая пара
в плоскости симметрии толкателей, при этом в каждом из отверстий первой пары отверстий установлены полуоси, жестко связанные с золотником, а в отверстиях второй пары отверстий установлена с возможностью поворота ось, на свободных концах которой в прорезях кронштейна закреплены ролики, при этом каждая из прорезей кронштейна закрыта с внешней стороны пластиной.