книги из ГПНТБ / Соловьев А.И. Проектирование механизмов приборов и аппаратов
.pdfки включена в цепь постоянного тока. Наводимая в ней э. д. с , взаимодействуя с магнитным потоком постоянного магнпга 5, по ворачивает рамку.
Рычаг 1 заканчивается жестко закрепленной на нем шторкой 11. перекрывающей фокусированный с помощью линзы 10 свето вой поток, излучаемый лампой 9 на фотосопротивленне 12. Послед нее является плечом балансного измерительного моста фотоэлек
тронного усилителя [10] (рис. 7, б). |
Кроме мостовой схемы, с фото |
||||||
сопротивлением ФС и |
постоянными |
сопротивлениями Rt |
и R2 |
ТИПИ |
|||
МЛТ-0,25 (410 ком |
10%) |
он содержит регулируемое |
сопротив |
||||
ление R3 типа СПО-2 |
(680 ком — 13Ш); лампы 6Н2П-В, 6>К 11П-В |
||||||
и МН-18; диоды Д1 — Д4 типа Д226; диоды Д5 — Д8 типа |
Д9Е; |
||||||
конденсаторы Сі типа |
БГМТ-2а (0,05мкф — 400-П), С2 |
и С3 |
типа |
||||
ЭГ1Д {ЬмксЬ — 400б); |
сопротивления RA — Rs соответственно |
типоп |
|||||
МЛТ-1 (5.6 мом), МЛТ-0,25 |
(220 ом), |
МЛТ-1 (2,4 мом), |
МЛТ-0,5 |
||||
(2.2 колі), МЛТ-0,5 (330) ком), МЛТ-2 (13 ком), МЛТ-2 |
(4,7 |
ком), |
|||||
СПО-2-39К-13Ш, МЛТ-0,25 |
(2,7 ком); |
силовой |
трансформатор |
||||
Тр-1; тумблеры Ві — Вз типа |
МТ-1. |
|
|
|
|
|
|
Фотоэлектронный усилитель соединен с электронным оецнлло- |
|||||||
•графом типа МПО-2, |
регистрирующим |
импульсы |
контролируемого |
процесса, возникающие в момент срабатывания прерывателя.
Импульсы Могут регистрироваться и в виде штрихов, наноси мых на подвижную бумажную ленту отметчиком, приводимым в движение пассиком 7 (см. рис. 7, а), перекинутым через диск 8.
сидящий на |
оси 4. В |
исходное положение система возвращается |
спиральной |
пружиной |
6. |
Уравнение динамики такой системы, базирующееся на урав
нении |
(27) [34], |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I e + |
p < p 4 - w ? + |
М т - |
О, |
|
(57) |
|
гдеіиср — соответственно момент инерции и угол поворота |
подвиж |
|||||||
|
ной системы |
(без пассика); |
|
|
|
|||
Р |
—'коэффициент успокоения |
колебаний |
рамки силовым по |
|||||
|
лем магнита 5 (см. рис. 7, о); |
|
|
|
||||
W —жесткость спиральной пружины 6; |
|
|
||||||
М-г — момент |
трения |
в опорах |
на |
кернах. |
|
|
||
В соответствии |
с выражением (41) |
момент |
инерции |
|
||||
|
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I,•1. |
|
|
|
(58) |
где її — момент инерции |
і-й детали |
(рычага |
1, |
рамки 2, |
диска' 8) |
|||
|
подвижной системы; |
|
|
|
|
|
||
Р |
—коэффициент успокоения. |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Р = Рк + |
Р,о, |
|
|
(59) |
где Р к , Ро —соответственно коэффициенты успокоения каркаса и обмотки рамки
|
|
|
Р к = |
( В ' і |
Ь ) |
3 |
Ю - 9 |
|
дан-см-секірад; |
|
|
(60) |
|||||
|
|
|
р о — _.( L J]iUl^__ |
дин • см • сек 'рад, • |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
г0 |
+ г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
В |
—индукция |
в |
зазоре |
постоянного |
магнита (В = 1500-Ь |
|||||||||||
|
|
|
-^-2000 гс)\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
hub |
—длина активной и неактивной |
стороны |
рамки; |
|
|||||||||||||
|
|
п |
—число витков |
обмотки |
рамки; |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
гк |
— сопротивление |
каркаса |
|
рамки. |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
•Гк = |
2(Ь |
+ |
h) |
|
|
|
|
' , . |
|||
|
|
|
|
|
|
Р |
п |
- |
. |
|
|
|
( Ы ) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С о |
|
|
|
|
|
|
|
где |
|
р — удельное |
электрическое |
сопротивление |
(р = |
0,029 |
|||||||||||
|
|
|
ом • мм 1м); |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С н б — ширина |
и толщина |
каркаса |
рамки. |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
r0 |
= |
p - g - . |
|
|
' |
|
|
(62) |
||
где |
/ |
—длина провода |
( / ~ |
1,8 м)\ |
|
|
0,25 мм (S ~0,05 мм2)] |
||||||||||
|
S — площадь сечения провода |
ПЭ 0 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
г - |
га 4- г ш , |
|
|
|
|
|
(63) |
||||
где |
тд |
—добавочное |
сопротивление |
|
из |
манганина |
для |
ампермет |
|||||||||
|
|
|
ра с пределом измерения до |
1 = 1 5 а |
при падении |
||||||||||||
|
|
|
напряжения на шунте |
U = |
15 в тд =0,623 ом; |
|
|
||||||||||
|
г ш |
—сопротивление |
шунта |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
(r0 + |
г=) и |
ом; |
|
|
|
(64) |
||||
|
|
|
Гш = |
|
|
|
|
—77- |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
Цг0 |
+ |
тд)-и |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
М т |
|
const = |
0,407 |
Q 1 |
- S |
, |
|
|
(65) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
araln |
|
|
|
|
|
где |
Q |
|
— вес подвижной |
системы; |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
бгаш |
—минимальное напряжение смятия в горизонтально рас |
|||||||||||||||
|
|
|
положенном |
подпятнике. |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+-) |
< |
[а] СМ, |
(66) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ГДЄ RKmax и |
Rnmln—СООТВЄТСТВЄННО |
М а К С И М Э Л Ь Н Ы Й И М И Н И М Э Л Ь - |
||||||
|
ный |
радиусы |
керна |
и |
подпятника |
(RK — |
||
| |
«~ 0,07 ± |
0,005 |
мм; |
Rn |
~ |
0,3 -f- 0,05 |
мм); |
|
Е к и Е п |
—модуль упругости керна и |
подпятника; |
|
|||||
[а] см — допустимое |
|
напряжение |
|
смятия |
|
|||
|
[а]м |
^ |
500 |
кГ/см*. |
|
|
|
Погрешность от сваливания подвижной системы, обусловленно го наличием осевого зазора 6 между верхним керном и подпятни ком, будет
|
|
А = |
ъуГГ |
|
( б 7 ) |
|
|
У L - 3 |
|
|
|
где h и |
L — расстояние |
между |
вершинами |
и нижними точками |
|
кратеров |
подпятников. |
|
|
рис. 7, а |
|
Подвижная система типа показанной на |
используется |
||||
н в энергетических или |
радиотехнических |
системах |
автоматики. |
Например, реле тока типа ЭТ-520 с чувствительным элементом в киде рамочной подвижной системы электроизмерительного прибо ра изображено на рис. 8.
2. Рычажные механизмы судовой автоматики
Характерным рычажным преобразователем в системах судовой электронавигационной автоматики является механизм централь
ного прибора гидравлического лага, |
действие которого |
основано |
на использовании законов изменения |
гидравлического |
давления |
обтекающего днище судна потока воды в зависимости от скорости судна [15; 35].
Измеряемое при движении судна давление преобразуется Е еди ницы измерения скорости. Пройденный путь автоматически опре деляется механическим интегрирующим устройством.
На рис. 9 показана электрокинематическая схема центрального прибора гидравлического лага ЛГ-25.
В качестве датчика используется сильфом /, помещенный в гер метический кожух, заполненный водой. При движении судна с из менением давления в водяной среде изменяется расстояние t между гофрами, вследствие чего перемещается шток 2, припаян ный к центру днища сильфона, воздействуя на главный коленча тый рычаге, поворачивающийся при этом относительно оси О і—Oi.
Правый конец рычага 3 воздействует на контактное устройство И сети управляющей обмотки двигателя 5 скорости судна. Левый
конец рычага 3 упирается в ограничивающую его поворот пружи
ну 12.
Питание на обмотку возбуждения двигателя 5 поступает через фазосдвигающий конденсатор 6" при включенном тумблере 26. При одновременном замыкании контакта 11 с неподвижными контакта ми Кз и 1С; под током окажутся обе управляющие обмотки двига теля 5 и его ротор останется неподвижным.
Рис. 8
При повороте рычага 3 по часовой стрелке подвижный контакт 11 замкнется на контакты KU и KsТаким образом, скорость вра щения двигателя 5 определяется положением контакта К4, иными словами, — скоростью движения судна. Замыкание подвижного контакта И с крайними неподвижными контактами Кг или К5 шун тирует сопротивления 4 и 10 и двигатель 5 развивает максималь ную скорость.
Вращение двигателя 5 через |
пару цилиндрических |
шестерен 5 |
и 7 передается на главный вал |
9, несущий червяк 15 |
и ходовой |
винт 16. От червячного колеса |
14. поворачивается вал кулачка 17 |
и указателя 27 шкалы 28. |
|
Кулачок 17 через ролик 29 |
воздействует на рычаг 30, поворачи |
вая его относительно неподвижной оси 0 2 — 0 2 и увеличивая тем самым усилие, воздействующее на пружину 12 до тех пор, пока она компенсирует усилие, созданное перемещением штока 2, и рычаг 3 вері.'егся в исходное положение. Контакт 11 замкнется на контак ты Кз и К4 и двигатель 5 остановится.
Рис. 9.
Указатель 27 в единицах деления шкалы 28 показывает ско рость движения судна.
Одновременно ходовой винт 16 переместит гайку 18, а вместе с нею и ролик 19, ось которого заканчивается червячком 21, зацепля ющимся € червячным колесом 20 привода дискретного счетчика 22
пройденного судном пути. |
|
|
||
Вращение ролика 19 |
осуществляется фрикционным |
конусом 23 |
||
от электродвигателя 25 |
через пару шестерен 24. При неподвижном |
|||
судне ролик 19 находится на вершине конуса 23 и не |
вращается. |
|||
С увеличением |
скорости |
судна, а следовательно, и числа |
оборотов |
|
вала 9, ролик |
19 смещается по образующей конуса 23 |
и |
начинает |
вращаться, приводя во вращение счетчик скорости. С уменьшением скорости судна шток 2 опускается. Под действием пружины 12 кон такт И переходит на контакты Кз и КзДвигатель 5 вращается в обратную сторону, одновременно поворачивается рычаг 30, ослаб ляя сжатие пружины 12.
Электромеханическая система лага автоматически устанавли вается в положение, при котором лаг будет указывать новое зна чение скорости судна. На точность показачіий лага влияет измене ние гидродинамического коэффициента, зависящего от свойства приемной трубки камеры снльфона 1 и контуров подводной части судна.
Обусловленная этими факторами погрешность устраняется с
помощью |
специальных устройств-регуляторов при пробегах судна |
на мерной |
мили. |
Регулятор 13 компенсирует погрешность динамического давле ния Рд. Принцип воздействия его на рычаг 3 состоит в следующем.
При вращении рукой винта 1 (рис. 10) поворачивается сектор 2, направляющие которого 3 воздействуют на ролик 5 рычага 6 и через пружину 7 на главный рычаг 3 (см. рис. 9), настраивая та ким образом механизм лага.
Предварительное натяжение пружины 7 создается гайкой 8 и оценивается по шкалам 9 в единицах долей скорости судна. По ворот рычага 6 оценивается по шкале 4, также градуированной в единицах скорости судна.
Рис. ю.
Другой не рассматриваемый здесь регулятор [15] учитывает по грешность механизма лага, обусловленную изменением осадки судна и изменением параметров спльфона 1 (см. рис. 9).
3. Рычажные механизмы радиотехнических следящих систем
В радиотехнических следящих системах, построенных по блоксхеме, показанной на рис. 3, рычажные механизмы применяются в электромеханических блоках автоматической настройки радиопе редатчиков (простые п сложные автоматы); в приводах радиопри емных устройств, само летов и судов (устрой ства для переключення кварцев); в качестве •механизмов угломест ного привода радиоло кационных антени и т. п.
Рассмотрим кинема тический расчет рычаж ного угломестного при вода самолетной ра диолокационной антен ны с кинематической схемой, представленной на рис. 11.
Рис 11 |
Предварительно ки |
|
нематические возмож |
ности рычажного привода антенны оцениваются числом степенен свободы [3]
W |
Зп - |
2Р 5 - |
Р„ |
|
|
(68) |
где п, Р4, Р5 — соответственно число подвижных |
звеньев и |
пар пя |
||||
того и четвертого классов |
(по классификации Ассу- |
|||||
ра-Артоболевского). |
|
|
|
|
|
|
В данном случае п = 6. Кинематические |
пары О, А, В, С, Е, F, |
|||||
G, 1 в плоском механизме |
относятся к одноподвижным. Число пар |
|||||
пятого класса Ps = 8. |
|
|
|
|
|
|
Кинематическая отара D двуподвижная, |
Р 4 = |
1. После |
подста |
|||
новки в формулу числа |
степеней |
свободы |
(68) |
получим |
|
W = 3-6 — 2 - 8 — 1 = 1,
откуда следует, что угломестное перемещение отражателя антенны возможно при ведущем звене-кривошипе /. Азимутальное (круго вое) вращение антенны осуществляется двигателем 5.
Скорость угломестного перемещения отражателя антенны, обу-
словленная вертикальным перемещением сферического' конца ры
чага 3 находится известным в общей |
теории |
механизмов |
методом |
||||||
планов |
скоростей [3]. |
|
|
|
|
|
|
||
Вектор |
скорости |
точки |
В |
|
|
|
|
|
|
|
|
VI |
= V A |
+ |
VBA = |
+ Vic , |
(69) |
||
где |
V A |
— абсолютная |
линейная |
скорость |
точки А; |
|
|||
|
Vc |
- скорость точки |
С, |
равная нулю; |
|
||||
VBA, V B C — соответственно |
скорости точки |
В относительно то |
|||||||
|
|
чек А и С. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V A |
= |
">1 |
к, |
|
|
где сої—угловая скорость кривошипа / длиною 1\.
Из произвольно выбранного полюса р перпендикулярно кри вошипу OA в произвольном масштабе отложим вектор V A = pa и
через его конец перпендикулярно звену 2 проведем линию неизвест-
>
ного по величине вектора VBAДО пересечения с нею проведем из полюса р линию, перпендикулярную рычагу 3. Точка b их пересе чения есть конец вектора VB = pb скорости точки В.
Линейная скорость точки D
Уо = VB " j ^ - = pd -
Линейную скорость V F ТОЧКИ F , принадлежащую отражателю антенны, находим решением векторного уравнения
VF" = VD(E> + |
V F D ( E ) |
= V o |
+ VFO ; |
(70) |
V*D( E , |
= "pd; |
VQ = |
0. |
|
Из точки d плана скоростей проводим линию вектора скорости
точки F относительно точки |
Е (или D ) перпендикулярно |
звену |
|
6, а из полюса |
р — параллельно звену 4. На их пересечении |
полу |
|
чим точку f — |
конец вектора |
искомой скорости V F = pf вертикаль |
ного перемещения точки F .
Абсолютная величина линейной скорости точки F в данном по ложении звеньев рычажного механизма будет
I V F I = р f .
где fx —вычислительный масштаб плана скоростей
|
[J-V |
= |
(OA) |
|
|
||
Переменная угловая скорость |
ы- поворота отражателя антенны |
||
Б данном положении |
звеньев |
рычажного механизма |
|
|
|
|
F Q |
Для составления |
таблицы |
или построения графика зависимо |
|
сти угловой скорости |
со? антенны |
7 от угла поворота кривошипа / |
необходимо построить рычажный механизм в нескольких положе ниях, соответствующих текущим положениям кривошипа; для каж дого из этих положении построить план скоростей н далее вычи слить значения скорости V F .
Если отложить по оси абсцисс углашоворг-а кривошипа І на ор динатах соответствующие значения скорости V.-, то, соединив концы ординат плавной кривой, получим график зависимости угловой скорости со: от угла поворота кривошипа 1.
Рис. 12
4. Рычажные механизмы электронных вычислительных машин
Рычажные механизмы получили широкое распространение в вы числительной технике как математические модели [50], как пре образователи движения и исполнительные устройства. Рассмотрим рычажные исполнительные механизмы электронных вычислитель ных машин.
1. Механизм подъема штанг (рис. 12) печатающего устройства машины «Урал» имеет 19 типштанг.
При вращении главного вала 2 жестко сидящий на нем кула чок 3 через ролики 6 воздействует на ксромысло 4, жестко за крепленное на оси рычага 5, шарнирно-связанного тягой 7 с дву плечим рычагом 8, который, поворачиваясь относительно оси 1. воздействует на штангу 9, поджимаемую усилием пружины 12.
При этом фиксирующая штангу защелка 11 снимается с зубча-