Литература

1. Школьник Л.М. Скорость роста трещин и живучесть металла. – М.: Металлургия, 1973. – 216с.

2. Установка для испытания образцов материалов на усталость при сложном напряженном состоянии. Патент RU 2472132, МПК G01N 3/32 / Е.В. Лодус, А.А. Павлович. Опубл. 10.01.2013. Бюл №1.

3. Установка для испытания образцов при циклическом нагружении. Патент RU 2488804, МПК G01N 3/32 / Е.В. Лодус, А.В. Никифоров, А.А. Павлович, Д.Ю. Таланов. Опубл. 27.07.2013.

4. Установка для ускоренных испытаний материалов на усталость. Патент на RU 108843, МПК G01N 3/32 / А.Н. Сушина, Н.А. Елгаев, Л.Н. Шарыгин. Опубл. 03.11.2010.

А.Ю. Кадрова

Студент группы ТЭг-110

Научный руководитель: к.т.н., проф. Л.Н. Шарыгин

Владимирский государственный университет

Электропривод для оконного блока

В последние годы активно развиваются системы интеллектуального управления жилым домом, которые обеспечивают комфортный микроклимат и позволяют управлять всеми системами дома через Интернет, либо с помощью сотового телефона. Первое масштабное строительство коттеджного поселка из «умных домов» состоялось в конце XX века в одном из пригородов Лондона. Известно ряд технологий управления домом – протоколы Crestron, C-Bus, X10, LUXOR и др.

Предлагаем конструкцию одного из исполнительных элементов системы «умного дома» - электроуправляемого оконного проема, где основное внимание уделено электроприводу.

Обеспечение микроклимата в помещениях за счет конструктивных решений по устройству оконных блоков ведется по разным направлениям. Одно из направлений – регулирование величины лучистой энергии, проходящей через оконный блок. Так в устройстве [1] светопроницаемость регулируется заполнением межстекольного пространства цветной жидкостью. Применяют теплоотражающие окиснометаллические пленочные покрытия [2,3]. Иногда дополняют устройства с отражающими покрытиями нагревателем, например, токопроводящим покрытием на стекле [4]. Больший диапазон регулирования светопроницаемости реализуют устройства с подвижными элементами. В оконных блоках [5,6] подвижным элементом является металлизированная пленка, установленная на двух барабанах с возможностью перемотки.

Регулирование величины лучистой энергии, проходящей через оконный блок, малоэффективно в части теплообмена и не решает проблему воздухообмена. Поэтому получили развитие конструкции оконных блоков с подвижными створками – поворотными и сдвижными. Для управления подвижными створками используют питание от силовой сети электродвигателя с разного вида передаточными механизмами (звеньями). В устройстве [7] для управления сдвижными створками применен захват, а в устройстве [8] – ползун, в моторном приводе [9] – гибкая цепь. Электродвигатели могут быть различного исполнения – редукторный [10], линейный [11].

В основе устройства [12] лежит бегунок для подъема створки окна, рабочая пластина, прикрепленная к поверхности створки, последняя контактирует с рамой окна, узел электродвигателя для вертикального перемещения рабочей пластины, в которой узел электродвигателя содержит ползун, фиксируемый с рабочей пластиной для вертикального перемещения рабочей пластины, шариковый винт, зацепленный посредством резьбы с ползуном для перемещения ползуна, и электродвигатель для вращения шарикового винта. На ползуне имеется выступ, взаимодействующий со щелью в рабочей пластине. Опорные пластины, установленные на обоих концах шарикового винта, на внутренних поверхностях содержат электроды положения. Имеется также переключатель блокирования управления, выступающий с одной стороны элемента для удерживания фиксатора для прохождения через щель для захвата фиксатора рабочей пластины, причем, когда переключатель блокирования прижат, элемент для удерживания фиксатора поворачивается, расцепляясь с фиксатором, в результате чего фиксатор выходит из щели для захвата фиксатора рабочей пластины. В рассматриваемом устройстве предусмотрен контактный узел с устройством управления, электрически связанный с электродами положения, выводами электропитания и блоком электродвигателя. Конструктивная реализация предусматривает применение демпфера ползуна и исполнение контактов контактного узла с подвижными пружинами.

Приведенные принципиальные решения показывают конструктивную сложность и низкую технологичность известных изделий.

Устройство привода

На рис. 1-4 приведена конструкция предлагаемого электропривода с элементами оконного блока. Оконный блок содержит раму 1, в которой с помощью шарниров 2 установлена поворотная створка 3. На валу, принадлежащему полушарниру створки, установлен рычаг 4, соединенный через цангу 5 с помощью тяги 6 с приводом. Тяга представляет собой отрезок стальной проволоки круглого сечения. Расчеты по методу Эйлера показывают, что она устойчива в широком диапазоне отношения длина – диаметр, имеет высокую осевую жесткость и сравнительно низкую изгибную. Электрическое управление приводом осуществляется либо от системы управления домом через разъем 7, либо от термопреобразователя 8. Термопреобразователь преобразует тепловую энергию в электрическую, его входным параметром является разность температур воздуха снаружи и внутри помещения; т.е. по разные стороны оконного блока. На фиг.1 в качестве примера показан термопреобразователь в виде батареи термопар – для наглядности на чертежах изображена одна термопара. Термопреобразователь размещен в отверстии рамы и закреплен компаундом 9. Электрические выводы термопреобразователя подключены к контактам 10 привода. Таким образом, если имеется разность температур между спаем термопар снаружи помещения с их концами на контактах привода, т.е. внутри помещения, то термобатарея будет вырабатывать ЭДС, которую называют термоЭДС. Для больших конструкций оконных блоков термоЭДС можно рассматривать как управляющий сигнал электронного усилителя, входящего в состав термопреобразователя.

Основные элементы привода смонтированы на подвижном основании 11, выполненном из плоского листа материала прямоугольной формы. Основание установлено в направляющих подложки 12. Подложка изготовлена из тонкого листа методом штамповки, имеет крепежные отверстия, которые выполнены в углублениях (пуклевках) 13, для крепления с помощью винтов 14 к раме. По осевой линии подложки имеется ряд отверстий 15 для взаимодействия с фиксатором положения основания. Па раллельно осевой линии подложки симметрично на заклепках 16 закреплены две пружины 17, изогнутые концы которых входят в пазы подложки и взаимодействуют с нижней плоскостью основания. На подложке закреплена колодка 18 из электроизоляционного материала с разъемом 7 и контактами 10. Данные контакты выполнены «плавающими» в виде цанг по типу гнезд разъемов марки ШР.