книги из ГПНТБ / Соловьев А.И. Проектирование механизмов приборов и аппаратов

Практически не устраняет влияния биения детали в начальной стадии ее обработки на перемещение штока индикатора и рычаж- но-дифференциальная система, использованная в известном при­ боре С. А. Мазина [16], отличающаяся от рассматриваемой (см. рис. 4, в) шарнирным выполнением связей 2 и 2', смещением ин­ дикатора вправо и заменой поступательных кинематических пар звеньев / и 2' вращательными при выполнении этих звеньев в виде изогнутых (в шарнирах) жестких рычагов с контактными твердо­ сплавными наконечниками [51]. Влияние биения детали на шток индикатора в начале обработки в известных приборах автомати­ ческого контроля устраняется лишь при наличии зазора между рычагом 2 и наконечником штока Н индикатора, равного величи­ не его перемещения, иными словами, заданием свободного хода этому рычагу в начале обработки.

Конструкция рычажного прибора-датчика с кинематической схемой, изображенной на рис. 4, в, выполненная автором совмест­ но с В. И. Косовым, показана на рис. 5.

Несущим элементом конструкции является стальной цилинд­ рический корпус в котором перемещаются штоки 2 и 3. Вверху они упираются в двуплечий рычаг 26, поворачивающийся на ша­ рикоподшипнике 27; внизу шток 3 через регулировочный винт 6 упирается в двуплечий мерительный рычаг 8, корпус которого че­ рез сварной шов 9 соединен с переходной втулкой цилиндрическо­ го корпуса 1. Шток 2 соединяется клеммовым зажимом 15 со вто­ рым мерительным рычагом 14, смонтированным на шарикопод­ шипнике 13 в коробчатом корпусе 11, укрепленном винтами 16 к ползуну, скользящему по несущему корпусу / прибора при враще­ нии микрометрического винта 5 с резьбой 4 в момент настройки датчика на тот или иной измеряемый диаметр, лежащий в преде­ лах 72— 155 мм. После настройки ползун фиксируется винтом 17. Рычаг 14 контактирует с клеммовым зажимом 15 через регулиро­ вочный винт 10.

Силовое замыкание рычажной измерительной системы осуще­ ствляется витыми цилиндрическими пружинами 7.

Ход рычагов 8 и 14 ограничивается стопорным винтом 12. Ры­ чаги 8 и 14 снабжены твердосплавными наконечниками А и В, кон­ тактирующими с внутренней обрабатываемой поверхностью ци­ линдра.

Предусмотрена возможность визуального наблюдения за изме­ нением диаметра обрабатываемого цилиндра но шкале минимет­ ра 23, закрепленного в цанговой втулке 25 в верхней головке кор­ пуса прибора и зафиксированного низкой гайкой 24.

В качестве преобразователя механических перемещений чув­ ствительных элементов прибора — наконечников А и В — исполь­ зован магнитоиндукционный элемент Тр-1 трансформаторно-диф- ференциальной схемы (рис. 6), смонтированной в коробчатом кор­ пусе 20 (см. рис. 5), жестко закрепленном на несущем корпусе / прибора винтами 22.

ЗІ

Якорем элемента Тр-1 является стальная пластина 19, закреп­ ленная на рычаге 26 и перемещающаяся в магнитном поле кату­ шек 18. Настройка магнитоиндукциоиного устройства на нуль ми­ ниметра 23 осуществляется регулировочным винтом 21.

Находясь в среднем (нулевом) положении, якорь 19 не воз­ буждает тока в цепи вторичной обмотки Тр-1 (см. рис. 6). Возни­ кающий при перемещении якоря 19 ток усиливается первой поло­ виной лампы 6Н8С и подается на ее вторую половину, анодной нагрузкой которой является первичная обмотка детектора отно­ шении Тр-2.

Рис. 6

Сигнал, снятый со второй половины первой лампы 6Н8С, через конденсатор Cs подается на третий конечный каскад усилителя, собранный на ее первой половине, представляющей собою вен­ тиль, управляющий сигнал которого снимается с конечного кас­ када через конденсатор Сю-

В цепь вентиля включено реле РС-3 автоматического останова станка при достижении заданной глубины обработки детали, Све­ товой сигнал в цепь реле РС-3 может подаваться неоновой лам­ пой МН-3. Для подключения более мощных электромагнитов в цепи управления предусмотрено реле РП-100.

Силовой трансформатор Тр-3 имеет четыре обмотки. Обмотка I

Динамика рассмотренных рычажных механизмов-датчиков (см. рис. 4), в задачу которой входит определение оптимального мери­ тельного давления, основана на решении уравнения Лагранжа второго рода, выражающего энергетический баланс механизма [3],

Із представляет собою приведенный момент инерции механизма к оси вращения входной шестерни, зацепляющейся с зубчатой рей­ кой штока 2. Следовательно,

Угловая скорость входной шестерни как производная угла ее

:= У

где г — радиус начальной окружности шестерни, входящей в за­ цепление с зубчатой рейкой штока 2.

Тогда

Судя по размерности левой части выражения (48), правая его часть должна иметь размерность силы, что и соответствует дей­ ствительности, поскольку

f (t) = Q (t),

где Q(t) —мерительное давление в контакте к наконечника штока индикатора и контролируемого цилиндра /.

4. Окончательно уравнение динамики с учетом приведенной к

Приведенная к поступательно движущемуся звену сила трения равна

равна алгебраической сумме линейных скоростей звеньев; угловая скорость, входящая в выражение (52), равна алгебраической сум­

5. Как видно из рис. 4, г—е, критическая угловая скорость сок

где перемещение у может быть принято равным эксцентриситету контролируемого вала на станке; % — величине припуска на об­ работку изделия и Q(t) — приблизительно постоянному меритель­ ному давлению.

Аналогично составляются уравнения динамики (49) и для ме­ ханизмов, показанных на рис. 4, а—в.

6. Приведенная к указателю индикатора ошибка

вичной ошибки А „ к .

Применительно к механизму индикатора, используемого в ка­

гдеік(к+п—передаточное отношение от звена приведения к к-му равное отношению чисел зубьев или диаметров на­ чальных окружностей ведомого и ведущего зубчатых

колес или плеч рычагов (например, —— в механизме,

показанном на рис. А, а).

Наряду с рассмотренными механизмами в системах промыш­ ленной автоматики с фотоэлектронным преобразователем в каче­ стве датчиков используются простейшие рычажные механизмы, представляющие собою подвижную систему магнитоэлектрическо­ го электроизмерительного прибора [4; 5].

Принципиальная схема такого механизма показана на рис. 7, а. Подвижное звено-рычаг / жестко связано с рамкой 2, вращающей­ ся на оси 4 в агатовых подпятниках 3. Обмотка возбуждения рам-

Рис. 7