Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

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

.pdf
Скачиваний:
15
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
9.95 Mб
Скачать

ки 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

RnmlnСООТВЄТСТВЄННО

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 -

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-

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ