МЕХАНИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР Советский патент 1974 года по МПК G05D27/00 

Изобретение относится к автоматическим регуляторам и может быть использовано в силовых механизмах, работающих в условиях случайных внешних воздействий.

Известны регулирующие устройства, содержащие планетарную передачу с упруго закрепленным опорным колесом и связанное с пей устройство для автоматического регулирования режима работы исполнительного механизма.

Однако эти устройства регулируют только одну величину.

Изобретение обеспечивает автоматическое регулирование по двум взаимосвязанным величинам в условиях случайных внешних воздействий с поиском экстремального режима.

Целью изобретения является: расширение области применения регулятора в условиях случайных внешних воздействий; осуществление плавного реверсирования управляющего колеса первой регулируемой величины и повышение надежности узла управления первой регулируемой величиной.

Расширение области применения регулятора в условиях случайных внешних воздействий достигается тем, что опорное колесо планетарной передачи связано посредством зубчатой передачи и обгонной муфты с шайбой, по окружности которой расположены выступы и впадины равной длины. С шайбой

посредством ролика одним плечом связан двуплечий рычаг, по оси качания которого установлено управляющее колесо первой регулируемой величины, связанное через колесо, установленное на другом плече рычага, и реверсивную передачу с выходным валом планетарной передачи. Опорное колесо планетарной передачи связано с механизмом регулирования второй регулируемой величины, а обгонная муфта установлена на проскальзывание в сторону увеличения второй регулируемой величины.

Плавное реверсирование управляющего колеса первой регулируемой величины достигается тем, что колесо, расположенное на втором плече двуплечего рычага, снабжено дополнительным фрикционным валом, который связан с реверсивной передачей.

Повышение надежности узла управления первой регулируемой величиной достигается тем, что приводное колесо реверсивной передачи свободно посажено на выходной вал планетарной передачи между фрикционным буртиком вала и опорной плоскостью свободно сидящего на этом же валу диска, снабженного скошенными пазами, в которых расположены выступы, установленные на торцевой поверхности опорного колеса планетарной передачи, причем диск соединен с корпусом регулятора шарнирной вилкой.

На фиг. 1 изображен вид спереди регулятора; на фиг. 2 - продольный разрез бокового вида регулятора; на фиг. 3 - разрез по А-А на фиг. 2.

Механический регулятор имеет планетарную передачу, состоящую из колеса 1 входного вала, сателлита 2, водила 3, посаженного-на выходном валу, опорного колеса 4. Опорное колено 4 соединено с зубчатым венцом 5 посредством обгонной муфты, состоящей из шариков 6 и пружин 7. С корпусом регулятора опорное колесо 4 соединено пружиной 8.

На выходном валу (валу водила 3) свободно посажено приводное колесо 9, связанное с колесом 10 поводка 11. Поводок 11, имеющий ось поворота на оси водила 3, связан с корпусом пружиной 12. Колеса 9 и 10 представляют собой реверсивную передачу. Между колесом 9 и тордевой поверхностью опорного колеса 4 на выходном валу свободно посажен диск 13 с торцевыми скошенными пазами, в которых помещаются торцевые выступы колеса 4. Диск 13 соединен с корпусом шарнирной вилкой 14, которая позволяет диску перемещаться в осевом направлении без проворачивания. На пальце одного из плеч двуплечего рычага 15 посажено сдвоенное колеса J6 и 17. Колесо 17 сцеплено с колесом 18, свободно сидящим на оси качания двуплечего рычага 15. На пальце второго плеча двуплечего рычага 15 посажен ролик 19. Двуплечий рычаг 15 с роликом 19 поджимается пружиной 20 к поввр хности щайбы 21, имеющей по окружности равные по длине выступы и впадины. В зависимости от положения ролика 19 на шайбе 21 фрикционный венец сдвоенного колеса 16 двуплечего рычага 15 сцепляется с колесом 9 или колесом 10.

Шайба 21 жестко соединена с зубчатым колесом 22, который, в свою очередь, находится в соединении с зубчатым венцом 5. Зубчатая рейка 23, соединенная с колесом 18, является звеном регулирования первой регулируемой величины (например, скорости вращения инструмента бурового станка). Внещний зубчатый венец 24 опорного колеса 4 входит в зацепление с зубчатой рейкой 25, являющейся звеном регулирования второй регулируемой величины (например скорости подачи инструмента на забой).

Планетарная передача регулятора одновременно является силовым передаточным механизмом машины, и поэтому при установке регулятора выходной вал планетарной передачи должен быть соединен с исполнительными механизмами машины как первой, так и второй регулируемых величин, через устройства - вариаторы 26 и 27, дающие возможность плавно изменять указанные величины, а входной вал - с двигателем машппы 28 (см. фиг. 2, штрихпунктирные линии).

При пуске машины вращение двигателя 28 передается через планетарную передачу регулятора и вариаторы 26 и 27 исполнительным механизмам соответственШ йервой и второй регулируемых в.еличин.

Опорное колесо 4 удерживается от поворота упругим элементом 8, отрегулированным по усилию, соответствующему заданной мощности двигателя 28. При отсутствие рабочей нагрузки на исполнительпых механизмах машины реактивный момент на onopHQiyi- кол-есе 4 не преодолевает момента, разйивдемого

пружиной 8. Зубчатая рейка 25 н.аходится в крайнем положении, соответствукзЩем наибольшему значению второй регулируемой величины (режим холостого хода). Колесо 9, 10, 21, 22 находятся в покое.

Как только исполнительные механизмы машины окажутся под рабочей нагрузкой от сопротивления взаимодействующей с машипой среды, то момент нагрузки, приведенный

к колесу 4, превысит момент, развиваемый упругим элементом, начинается поворот колеса 4 в сторону противодействия пружины 8. При этом рейка 25, воздействуя на звено регулирования вариатора 27, уменьшает вторую

регулируемую величину. С другой стороны, сразу же при повороте колеса 4 выступы на его торцевой поверхности отожмут диск 13 вдоль вала водила 3 в сторону колеса 9. Диск 13 через тела качения придавит колесо

9 к фрикционному буртику вала водила 3, после чего колесо 9 начинает вращаться вместе с валом водила 3, увлекая за собой колесо 10. При повороте колеса 4 в сторону снижения второй регулируемой величины, оно

увлекает за собой зубчатый венец 5. (При

таком движении колеса 4, подпружиненные

шарики 6 обгонной муфты заклиниваются

между поверхностями колеса 4 и венца 5).

Венец 5 вращает колесо 22 и шайбу 21.

Шайба 21 при своем вращении посредством ролика 19 и двуплечего рычага 15 попеременно соединяет колесо 16 с колесами 9 и 10. При снижении второй регулируемой величины происходит уменьшение рабочей нагрузки вплоть

до выравнивания значений момента сопротивления, приведенного к колесу 4, и момента, развиваемого упругим элементом.

Поворот колеса 4 прекратится. Колесо 22 с шайбой 21 остановятся. Ролик 19 при этом

может оказаться равно как во впадине, так и на выступе шайбы 21. Если ролик 19 находится в данный момент во впадине, то колесо 16 соединено с колесом 9. Рейка 23 начинает перемещаться в направлении, например,

уменьщения первой регулируемой величины. Если же такое изменение первой регулируемой величины вызовет снижение рабочей нагрузки машины, то колесо 4 начнет поворачиваться в сторону увеличения второй регулируемой величины, увлекая рейку 25. При этом зубчатый венец 5 остается неподвижным, так как шарики 6 обгонной муфты при таком движении колеса 4 освобождаются из: зойы заклинивания поверхностей колеса 4 и венца 5.

Движение рейки 23 продолжается до полного выбора благоприятных значений первой регулируемой величины. Дальнейшее движение рейки 23 вызывает увеличение рабочей нагрузки на исполнительных механизмах машины, поворот колеса 4 в сторону увеличения второй регулируемой величины прекратится, а затем начинается движение в обратную сторону (в сторону уменьшения второй величины). Теперь венец 5 увлекается колесом 4, поворачивая колесо 22 и шайбу 21. Ролик 19 поднимается на выступ шайбы 21, поворачивая двуплечий рычаг 15 и соединяя колесо 16 с колесом 10, что сразу же изменит направление движения рейки 23 в сторону отработки излишне измененной первой регулируемой величины.

Если рабочая нагрузка не меняется, то рейки 23 и 25 периодически перемещаются относительно найденного положения, определяюш,его наибольшее значение второй регулируемой величины.

Таким образом, процесс регулирования условно делится на две стадии: предварительный поиск значения второй регулируемой величины с обеспечением стабилизации величины момента сопротивления при произвольных значениях первой регулируемой величины и поиск наибольшего значения второй регулируемой величины при наивыгоднейших значениях первой регулируемой величины и так же со стабилизацией принятого значения момента сопротивления.

Предмет изобретения

1. Механический регулятор, содержащий планетарную передачу с упруго закрепленным опорным колесом и связанное с ней устройство для автоматического регулирования режима работы исполнительного механизма, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения регулятора в условиях случайных внешних воздействий, он содержит обгонную муфту, шайбу, ролик, двуплечий рычаг, управляющее колесо первой регулируемой величины, реверсивную передачу, механизм регулирования второй регулируемой величины и шарнирную вилку, опорное колесо планетарной передачи связано посредством зубчатой передачи и обгонной муфты с шайбой, но окружности которой расположены выступы и впадины равной длины, с шайбой посредством ролика одним плечом связан двуплечий рычаг, на оси качания которого установлено управляющее колесо первой регулируемой величины, связанное через колесо, установленное на другом плече рычага, и реверсивную передачу с выходным валом планетарной передачи, причем опорное колесо планетарной передачи связано с механизмом регулирования второй регулируемой величины, а обгонная муфта установлена на проскальзывание в сторону увеличения второй регулируемой величины.

2.Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью плавного реверсирования

управляющего колеса первой регулируемой величины, колесо, расположенное на втором плече двуплечего рычага, снабжено дополнительным фрикционным валом, который связан с реверсивной передачей.

3.Регулятор по пп. I, 2, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности узла управления первой регулируе.мой величиной, приводное колесо реверсивной передачи свободно посажено на выходной вал планетарной передачи между фрикционным буртиком вала и опорной плоскостью свободно сидящего на этом же валу диска со скошенными пазами, в которых расположены выступы, установленные на торцевой поверхности опорного колеса планетарной передачи, причем диск соединен с корпусом регулятора шарнирной вилкой.

S 2ii 25 ю :. yi 73 21 22 Z .J/J I ////./ 1