Регулятор скорости вращения Советский патент 1979 года по МПК G05D13/08 

I

Изобретение относится к механизмам общего назначения, в частности, к механизмам регулирования скорости.

Известны регуляторы скорости, главным назначением которых является поддержание заданного режима работы, например, постоянства угловой скорости вала машины. У этих регуляторов обязательно наличие центробежного маятника с массивными грузами и пружинами. При изменении скорости вращения маят«ика за счет инерционных сил, удаляясь или приближаясь к оси своего вращения, грузы воздействуют через связующие элементы на регулирующий орган .

Ближайшим по технической сущности является регулятор скорости вращения, содержащий датчик скорости в регулирующий орган 12.

К недостаткам этих механизмов относятся наличие массивных грузов, сложность конструкции, а также малый диапазон угловых скоростей, в пределах xtnoporo эти регуляторы могут выполнять своп функции.

Целью изобретения является расширение диапазона регулирования..

Указанная цель достигается тем, что датчик скорости состоит из винтовой пары, на стержне винта которой расположены два диока-маховика, регулирующий орган содержит пару конических шестерен, ось одной из которых выполнена в виде винта, на котором расположена гайка, а ось другой конической шестерни связана с фрикционным колесом, расположенным между дисками-маховиками.

На фиг. 1 изображен общий вид регулятора скорости вращения; на фиг. 2, 3, 4, 5 - разные режимы его работы.

Регулятор скорости вращения содержит датчик скорости 1, состоящий из винтовой пары 2, гайки 3, которая при помощи муфты сцепления 4 постоянно получает вращение от вала двигателя 5. Гайка 3 и винт 6 имеют ленточную резьбу. На стержне винта 6 жестко посажены два чугунных диска: нижний диск-маховик 7 и верхний диск-маховик 8 Эти диски вместе с фрикционным колесом 9 образуют фрикционный дисковый вариатор с лобовой передачей, а также выполняют роль маховика, для чего они имеют определенную массу.

Коническая пара шестерен 10 и 11 перелает крутящий момент регулирующему орга ну 12. На оси ведущей коиической шестерни 10 находится фрикционное колесо 9, при помощи которого происходит сцепление ее с дисками 7 и 8 при нахождении их в крайних положениях.На оси ведомой конической шестерни 11 расположен винт 13, по которому может перемещаться гайка 14. Эта гайка непосредственно будет передавать усилия исполнительному органу (на фиг. 1 не показан). Работа устройства заключается в следующем. На фиг. 2-5 изображены взаимные положения элементов устройства при его работе. Условно примем в винтовом механизме регулятора правую резьбу и правое вращение гайки 3, которое она получает от двигателя. Положение 1, Скорость вращения гайки 3 относительно винта б увеличилась, то есть двигатель прибавил обороты. Очевидно он мог прибавить обороты потому, что нагрузка на исполнительный орган уменьшилась. Например, автомобиль набрал соответствующую скорость. Устройство будет реагировать на увеличение оборотов двигателя следующим образом. Гайка 3, увеличив обороты относительно винта 6, будет как бы вывинчивать его из Себя, потому что диски-маховики 7 и 8, вследствие инерции, сохранят прежнюю скорость вращения винта 6. Винт 6, имея свободный ход относительно гайки 3, опустится вниз и займет положение, изображенное на фиг. 2. Верхний диск-маховик 8 войдет в контакт с фрикционным колесом 9 и через элементы 10, 11, 13, 14 будет воздействовать на исполнительный орган, т.е. будет плавно переключать более высокую скорость. Это будет продолжаться до тех пор, пока усилия двигателя автомобиля и нагрузка на карданный вал не уравновесятся между собой. Винт 6, заняв нижнее крайнее положение в гайке 3 (фиг. 2), будет иметь тенденцию к уменьшению своих оборотов, так как его вращение будет замедляться силой трения при контакте с фрикционным колесом 9. В результате резко возрастает трение между винтом 6 и нижней частью гайки 3. Винт 6 уравновесит свою скорость вращения со скоростью вращения гайки 3. К этому моменту или чуть позже в результате переключения скорости оборотов исполнительным механизмом скорость автомобиля возрастает настолько, что сопротивление карданному валу и усилия вала двигателя уравновесятся. Угловая скорость гайки 3 установится на определенно1« уровне и будет незначительно колебаться в некоторых пределах. Эти колебания оборотов гайки 3 позволят винту 6 по инерции чуть отойти вверх, в результате верхний диск-маховик 8 выйдет из контакта с фрикционным колесом 9. Устройство с элементаМИ 9, 10, И, 13, 14 остановится, и дальнейшее плавное переключение более высокой скорости автомобиля прекратится Наступит состояние равновесия (фиг. 3). В данном случае гайка 3 и винт 6 вращаются с одинаковой скоростью. Между валом двигателя и карданным валом автомобиля уста-новлено какое-то определенное передаточное число оборотов. Тенденция к изменению этого передаточного числа оборотов отсутствует, так как диски-маховики 7 и 8 находятся вне контакта с фрикционным, колесом 9. Точнее сказать - это будет состояние неустойчивого равновесия, состояние балайсирования между включением и выключением из работы фрикционного колеса 9 и всех элементов устройства 9, 10, И, 13, 14. Сила трения в этой .системе будет удерживать фрикционное колесо 9 от вращения при- незначительных касаниях дисков-маховиков (колесо 9 будет пробуксовывать). В то же время винт 6 в крайних положениях будет увлекаться гайкой 3 и их скорости отдельными импульсами будут выравниваться. Положение 2. Автомобиль пошел на подъем, нагрузка на карданный вал увеличилась, двигатель и гайка 3 сбавили обороты. Винт 6 благодаря инерции дисков-маховиков 7 и 8 начнет ввинчиваться в гайку 3 и займет верхнее положение (фиг. 4). Теперь уже нижний диск-маховик 7 войдёт в контакт с фрикционным колесом 9, вращая его в противоположную сторону, и через элементы устройства 9, 10, 11, 13, 14, снижая передаточное число оборотов между валом двигателя 5 и карданным валом. Как только усилия на карданном валу и валу двигателя 5 уравновесятся, установится равновесие и регулятор скорости вращения займет положение, изображенное на фиг. 5. Предлагаемый регулятор скорости вращения будет полезен в первую очередь при плавном, то есть бесступенчатом способе переключения скоростей. Главным его достоинством является возможность регулировать обороты в широком диапазоне скоростей, а так же его возможность при меньших габаритах и весе выполнять работу в транспортных условиях. Формула изобретения Регулятор скорости вращения, содержащий датчик скорости и регулирующий орган, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, датчик скорости состоит из винтовой пары, на стержне винта которой расположены Два диска-маховика, регулирующий орган содержит пару конических шестерен, ось одной из которых выполнена в виде винта, на котором располоЖе