Механическое или электромеханическое реле мгновенного или замедленного действия Советский патент 1940 года по МПК H01H7/12 H01H3/12 

Экономия расхода электроэнергии на промышленных предприятиях является актуальной задачей, которая не получила еще должного разрешения.

В числе причин перерасхода электроэнергии далеко не последнее место занимает работа аггрегатов на холостом ходу, причем попытки устранения этой причины перерасхода не увенчались успехом.

Так, например, применение электрических и тому подобных выключателей, основанных на снижении потребляемой электродвигателем энергии или числа оборотов станка при переводе последних на холостой ход не может иметь места, так как, например, во время работы станка при снятии небольших стружек резцами потребляемая мошность будет столь мало отличаться от мощности на холостом ходу, что потребовалась бы установка достаточно чувствительных выключателей.

Применение же сколько-нибудь чувствительных выключателей иевозможно, так как колебания напряжения в заводской сети бывают значительно больщими, чем в иных случаях колебания расхода энергии при переходе от работы к холостому ходу станка. Способы, рассчитанные на выключение станка при уходе обслуживающего рабочего со своего места, неприемлемы, так как один рабочий мо жет обслуживать одновременно несколько станков и, кроме того, таким путем не решается вопрос выключения двигателя на время выполнения вспомогательных операций (смены деталей и пр.), когда рабочий может оставаться на месте.

Наиболее общим способом, при осуществлении которого могла бы быть разрещена поставленная задача, является увязка работы электродвигателя с положением того или иного подвижного органа станка, как-то: резца, супорта, сверла, шпинделя, переводки на холостой ход, маховика штурвала и т. д.

При этом выключение электродвигателя должно быть осуществлено

спустя некоторое заданное время после отвода этого органа в положение,

соответствующее холостому ходу

станка, но если бы выключение производилось только при отводе данкого органа в обратную сторону, не

исключена была бы возможность работы станка вхолостую в случаях оставления подвижного органа станка без дальнейшего продвижения вперед (т. е. электродвигатель продолжал бы работать; если бы, например, резец перестали прижимать к обрабатываемой детали, оставив его неподвижным в любой момент и не приняв никаких мер к переводу станка на холостой ход).

Следствием изложенного является еще одно требование, согласно которому электродвигатель должен быть выключен спустя заданное время не только при перемене направления движения рабочего органа, но также и при его остановках.

Предлагаемое изобретение ставит своею целью осуществление приспособления (механического или электромеханического реле мгновеиного или замедлениого действия), которое отвечало бы всем упомянутым выше требованиям и могло бы быть применено к самым разнообразным станкам при условии смены в нем лишь тех деталей, которые должны согласовываться с особенностями данного вида станков.

На чертеже фиг. I изображает вид предлагаемого реле спереди (с разрезом по Л1инии ABCD на фиг. 3); фиг. 2 - вид его в плане; фиг. 3- разрез по линии EF на фиг. 2; фиг. 4 и 5 - вид в двух проекциях устройства для сцепления одной из гаек реле с приводным валом; фиг. 6 - схему видоизмененного реле.

Подвижный орган приводимого электродвигателем механизма связан при посредстве той или иной механической передачи (реечная, зубчатая, рычажная, фрикционная и т. п.) с валиком 1 (фиг. 1-3), с целью поворота последнего на некоторый угол при перемещениях подвижного органа. Валик 1 расположен в квадратных вырезах двух втулок 2, опирающихся своими коническими частями на конические поверхности колец 3 закрепленных в цилиндре 4, снабженном снаружи рычагом 5, взаимодействующим со штоком 6. Втулки 2 под действием стягивающей их пружины плотно прижимаются к кольцам 5, вследствие чего при повороте валика / с втулками 2 (под действием упомянутой выше передачи от подвижного органа механизма) вместе с ними пово(ра1ЧИваются кольца 3 с цилиндром 4, и рычаг 5 производит нажатие на шток 6.

Поворот валика после того, когда рычаг 5 займет крайнее положение,, вызовет пробуксовку втулок 2 в кольцах 3.

Момент силы трения определяется степенью растяжения пружины, регулируемой положением гайки W. Регул ировка, по мере износа трущихся поверхностей, производится затяжкой гайки J9 до получения заданного давления на конце рычага 5.

Трущиеся поверхности очень легко могут быть защищены от попадания на них смазки для поддержания постоянного коэфициента трения.

Шток 6 нижним своим концом опирается на одно из плеч поворотной на осях 8 стойки 7 другое плечо которой нагружено противовесом 18. На стойке 7 смонтирован винт 9 с двумя различными нарезами и, соответственно, с двумя гайками 11 и 22.

Стойка 7 расположена между двумя вращающимися в разные стороны валиками 12 и 13, из которых первый приводится в движение непосредственно от станка, а второй от первого валика посредством ременной или зубчатой передачи. Передача эта подбирается так, чтобы число оборотов валика /5 было меньше, чем число оборотов валика 12.

На валике 12 против гайки 22, сидящей на винте Я жестко закреплен шкив 14, а на валике 13 против гайки // - щкив 15.

Гайка 22 снабжена свободно сидящим на ней кольцом 25 и муфтой 24, связанной с гайкой 22 при посредстве шпонки, на чертеже не показанной.

Муфта 24 имеет выступ 23, который может входить в паз 251 кольца 25, осуществляя сцепление последнего с гайкой 22.

Для сцепления и расцепления кольца 25 и гайки 22 служит поворотный на оси 28 двуплечий рычаг 27 вилкообразный конец 10 которого

входит в кольцевой паз муфты 24. Одно из плеч рычага 27 снабжено грузом (фиг. 1, 4 и 5), а другое плечо может взаимодейство вать с упором 26, жестко закрепленным на винте 9. Плечо рычага 27, несущее груз, опирается на направляющую пружинку 29 (фиг. 4 и 5).

Стойка 7 во время работы реле отклоняется либо вправо (фиг. 3) под действием противовеса 18, либо влево под действием штока 6.

В первом случае осуществляется фрикционное сцепление гайки 11 со шкивом 15, а во втором случае - фрикционное сцепление кольца 25 гайки 22 со шкивом 14.

С целью лучшего сцеЛпения шкивы 14 и 15 обтягиваются резиной, поверхность же гайки // и кольца 25 гайки 22 выполняется рифленой.

В обоих указанных случаях вращение гаек 11 и 22 вызывает перемещение винта 9 в осевом направлении, причем благодаря соответствующему подбору передаточного числа между валиками 12 и 13 (как это указывалось выще) и щага нарезки гаек перемещение его вправо (по фиг. 2) в направлении отключающей электродвигатель кнопки 20 (при сцеплении гайки 11 и шкива /5) происходит значительно медленнее (в десять-пятнадцать раз), чем перемещение в. противоположном направлении (при сцеплении гайки 22 со шкивом 14).

Замедленное перемещение вала 9 вправо вызывается необходимостью отключения электродвигателя лишь после некоторой выдержки времени.

Действие предлагаемого реле происходит следующим образом. Вслед за остановкой подвижного органа станка или его обратным ходом (т. е. при движении подвижного органа в сторону, соответствующую холостому ходу) валик 1 повернется на некоторый угол, что вызовет отклонение рычага 5.

Рычаг этот освободит стойку 7, которая под действием противовеса 18 повернется вправо, вследствие чего гайка П будет прижата к шкиву 15 и, вращаясь, вызовет перемещение винта 9 в направлении к отключающей кнопке 20. Если в течение того

промежутка времени, на которое отрегулировано реле (одна-две минуты), подвижный орган механизма, управляющий перемещением валика /, не изменит своего положения, то винт 9 нажмет на кнопку 20, и электродвигатель будет отключен.

Если же до истечения указанного промежутка времени подвижный орган станка вновь начнет работать, т. е. получит перемещение в сторону, соответствующую рабочему ходу, то валик / возвратится в исходное положение, а рычаг 5 щтоком 6 повернет стойку 7 влево. При этом кольцо 25 гайки 22 придет в фрикционное сцепление со шкивом 14. Так как в этот момент муфта 24 находится в крайнем правом положении и прижимается к торцевой поверхности кольца 25 под, действием груза, сидящего на рычаге 27 (фиг. 4 - положение N), а выступ 23, муфты 24 входит в паз 25i кольца 25, то при вращении последнего от шкива 14 вместе с ним будет вращаться и гайка 22, обеспечивая перемещение винта 9 в противоположном направлении.

В некотором положении винта 9 упор 26, жестко на нем закрепленный, подхватывает нижний конец рычага выключателя и переводит муфту 24 влево до выхода выступа 23 из паза кольца 25, после чего последнее продолжает вращаться вхолостую, а винт 9 останавливается; муфта же 24 под действием противовеса, перешедшего в этот момент влево от равновесного положения, отводится влево до отказа (положение N{ на фиг. 4), чем исключается возможность случайного зацепления выступа 23 с кольцом и дальнейщего продвижения винта 9 влево.

Сцепление гайки 22 с кольцом 25, необходимое для срабатывания реле при следующем рабочем ходе станка, происходит во время промежуточного холостого хода станка, когда винт 9, перемещаясь вправо по/т, действием вращающейся гайки 11, будет отведен настолько, что упор 26 не будет препятствовать повороту рычага 27.

Поворот рычага 27 вправо (по фиг. 1) происходит благодаря наличию направляющей пружины 29 (фиг. 5),,

на которую опирается верхнее плечо этого рычага 27, снабженное противовесом. При переводе рычага 27 вправо .муфта 24 сцепляет гайку 22 с кольцом 25.

Для обеспечения надежности и своевременности сцепления целесообразно вместо одного паза 25 сделать на торцевой поверхности кольца 25, обращеиной к муфте 24 несколько достаточно глубоких впадин; при условии ничтожного сопротивления кольца 25 вращению его вхолостую пру-жина 29 всегда сможет заставить это кольцо повернуться на некоторый угол, чтобы выступ 23 муфты занял свое крайнее правое положение.

Возможны случаи, как это уже указывалось в вводной части настоящего описания, когда во время работы станка подвижной орган, связанный с реле, не будет отведен в сторону, соютветствующую холостому ходу, а просто остановится, прекратив движение (например, если рабочий просто .прекратит дальнейшую подачу резца или сверла к не переведет станок на холостой ход).

Для того, чтобы предлагаемое реле работало и в данном случае, достаточно на валике 13 (фиг. 3) устано:вить кулачковую шайбу 16, периодически отклоняющую при посредстве штока 17 стойку 7 вправо (т. е. в по.ложение, соответствующее холостому ходу). Очевидно, что если; после отклонения стойки 7 вправо штоком 17, не возобновится перемещение подвижного органа станка в рабочем направлении, то реле сработает и произведет отключение электродвигателя.

Для устранения слишком частых отклонений стойки 7 штоком 17 кулак 16 целесообразно расположить на от.дельном валике с числом оборотов значительно меньшим, чем число обо ротов валика 13.

При выключении электродвигателя винт 9 остается в крайнем правом по.ложении, сцепляется с кнопкой 20 и, задерживая эту кнопку в нажатом состоянии, не позволяет вновь пустить мотор обычной пусковой кнопкой или рубильником. Поэтому в реле предусмотрена специальная пусковая кнопка 21, при нажатии которой винт выводится из зацепления с кнопкой 2D п не препятствует пуску электродвигателя.

Для устранения возможности умышленного нарушения .работы реле путем оставления кнопки 21 в нажатом положении, при котором невозможно выключение им электродвигателя в случае нежелания обслуживающего персонала иметь частые остановки электродвигателя при переводе станка на холостой ход, кнопка 21 снабжена косым срезом, перемещающлм кнопку. 20 в положение, соответствующее отключенному положению электродвига1теля. Следовательно, не отпустив кнопку 21, невозможно пустить электродвигатель.

Для удобства обслуживания станка кнопка 21 может быть соединена с пусковой кнопкой с тем, чтобы освобождение кнопки 20 и включение мотора производились от одного приема.

Возможен вариант в.ыполнения предлагаемого реле, как электромеханического. В этом случае для поворота стойки 7 используется электромагнит (фиг. 6), цепь которого проведена через контакт, размыкаемый штоком 6.

Действие реле с электромагнитом ясно из схемы и специального описания не требует.

Предлагаемое реле также может быть связано с какой-либо подвилщой деталью того или иного механизма, наиболее подверженной поломкам или остановкам при неисправности, с тем, чтобы в таких случаях осуществлять автоматическое выключение всего механизма в целом или подачу соответствующего сигнала.

Предмет изобретения.

Механическое или электромеханическое реле мгновенного или замедленного действия, применимое, например, для автоматического выключения электродвигателя при холостом ходе, отличающееся тем, что подвижный орган (приводимого электродвигателем механизма механически связап с фрикционным приспособлением, снабженным двумя шкивами и винтом с

двумя нарезками и двумя гайками, соприкасающимися, в зависимости от движения подвижного органа станка, с одним из шкивов, сообщающи: винту поступательное движение в ту или иную сторону, с той целью, чтобы при

нерабочем положении подвижного органа винт доходил до отключающего приспособления и воздействовал на него, а при рабочем положении рабочего органа винт быстро возвращался в первоначальное положение.

фиг.1-,

bsif . fi Л 1 in «, Л /€Ж

wsy. ,.,1Z

/

f УШ/

T////:f//ff//////iff//a///ff////f//mm/w/(//////M/,

/ /Т Т

К авторскому свидетельству Н. П. Грипич № 57030

- -- -f, /, i CJi}

- J; U ll Ь 3)