Двухпозиционный двигатель
Двухпозиционный двигатель (рис.189) состоит из однофазного асинхронного электродвигателя 2 и редуктора 1, расположенных в общем корпусе 3. Поворот регулирующего органа (например, секторной задвижки бункера) на 180° осуществляется выходным валом редуктора 5 через муфту 7. Одновременно через шток 6 с помощью кулачкового механизма производится возвратно-поступательное движение другого рабочего органа. Двухпозиционное регулирование обеспечивается выключателем 4.
Пропорциональный исполнительный механизм (рис.190) по конструкции похож на двухпозиционный двигатель. Возможность пропорционального регулирования достигается установкой на
Рис.189. Двухпозиционный двигатель | Рис.190. Пропорциональный исполнительный механизм |
одном валу двух электродвигателей 2. Первый вращает вал в одном направлении, второй - в противоположном. Кроме того, исполнительныймеханизм включает в себя редуктор 1, муфту 5 и зубчатую рейку 4. Пропорциональное регулирование (например, газового вентиля в дорожных ремонтерах) обеспечивается потенциометром 3, используемым для создания обратной связи в схеме. Электродвигательные исполнительные механизмы применяют в основном при усилии не более 53 кН.
Электромагнитный привод используется для управления механизмами в гидро- и пневмоприводах, а также различными вентилями и заслонками. Принцип работы этого привода (рис.191) состоит в
Рис.191. Электромагнитный управляющий элемент | Рис.192. Электромашинный толкатель |
поступательном перемещении на величину L металлического якоря 3 относительно электромагнитного вала катушки 1, расположенной в корпусе 2. Различают электромагнитные приводы одно- и двустороннего действия.
В первом исполнении возврат якоря в исходное положение производится с помощью пружины, во втором - изменением направления управляющего сигнала. По типу приложения нагрузки привод бывает периодического и непрерывного действия. С его помощью осуществляется релейное (открыто - закрыто) и линейное управление.
Электромагнитные вентили (для открывания в трубопроводах клапанов) по виду используемых чувствительных элементов делят на поршневые и мембранные. При значительных усилиях и длине перемещений используют электромашинный толкатель (рис.192). Принцип его действия основан на поступательном перемещении в обе стороны оси-винта 3 относительно вращающейся, закрепленной в осевом направлении гайки 2. Вращение гайки, являющейся одновременно ротором, производится при включении в цепь питания трехфазной статорной обмотки 1. На конце винта расположен прямой участок, представляющий собой шток 5 (толкатель), перемещающийся в направляющих 4 и воздействующий на конечный выключатель 6 управляемого механизма. При необходимости толкатель работает с установленным редуктором.
Пневматические и гидравлические исполнительные механизмы,использующие энергию сжатого воздуха и минеральных масел (несжимаемой жидкости), делят на самостоятельные и на работающие совместно с усилителями. Так как принцип действия этих двух видов механизмов схож между собой, рассмотрим их совместно.
К самостоятельным механизмам относят цилиндры с поршнем и штоком одно- и двустороннего действия.
Исполнительные механизмы, объединенные с усилителями,имеют различные конструктивные решения, часть из которых рассмотрим ниже.
Основным в таком приводе является регулирование скорости движения штока, выполняемое с дроссельным или объемным регулированием.
При управлении с дроссельным регулированием используют золотниковые распределители или «сопло‑заслонку». Работа гидропривода с дроссельным регулированием позволяет изменять величину перекрытия отверстий (т.е. дросселировать), через которые жидкость попадает в рабочий цилиндр (рис.193,а). Перемещение золотниковой пары 1 вправо позволяет маслу из напорной линии через канал 2
Рис.193. Поршневые исполнительные механизмы с усилителями |
попасть в полость А рабочего цилиндра 5 и поршень 4 будет перемещаться вправо. При этом масло, находящееся в полости Б, будет сливаться через канал 3 в бак. Перемещение золотника влево переместит в ту же сторону и поршень, а отработавшее масло будет сливаться из полости А в бак через канал 2. При расположении золотниковой пары в среднем положении (так, как показано на рисунке) оба канала, соединяющих, золотниковое устройство с рабочим цилиндром, перекрыты и поршень неподвижен. Работа пневмопривода с помощью «сопла-заслонки» (рис.193,б) производится путем изменениядавления в рабочем цилиндре 2 и перемещения поршня 4 на величину y за счет перемещения регулируемой заслонки 1. Через дроссель постоянного сопротивления 5 воздух подается в камеру 6 под постоянным давлением Рн. В то же время давление в камере зависит от расстояния хмежду соплом 7 (дросселем переменного сопротивления) и заслонкой 1, так как с увеличением этого, расстояния давление снижается и наоборот. Воздух под давлением Р поступает из камеры в нижнюю полость цилиндра, а в верхней расположена пружина 3, создающая за счет силы упругой деформации противоположное давление, равное Рн. Созданная разность давлений позволяет перемещать поршень вверх или вниз. Вместо пружины в цилиндр может подаваться воздух или рабочая жидкость под давлением Рн. В соответствии с этим исполнительные поршневые механизмы называются механизмами одно- или двустороннего действия и обеспечивают усилия до 100кН при перемещении поршня до 400мм.
При управлении с дроссельным регулированием входным управляющим сигналом является величина перемещения золотниковой пары или открытия дросселя, а выходным - перемещение поршня в гидроцилиндре. Гидро- и пневмопривод обеспечивают объекту управления как возвратно-поступательное, так и вращательное движение.
При управлении с объемным регулированием управляющими устройствами являются насосы переменной производительности, выполняющие и функции усилительно-исполнительного механизма. Входным сигналом является подача насоса. Большое распространение в качестве гидравлического исполнительного механизма имеют аксиально-поршневые двигатели, обеспечивающие плавное изменение угловой скорости выходного вала и количества подаваемой жидкости.
Наряду с рассмотренными выше поршневыми устройствами пневматические исполнительные механизмы выполняют мембранными, сильфонными и лопастными.
Мембранные устройства делят на беспружинные и пружинные. Беспружинные мембранные устройства (рис.194,а) состоят из рабочей полости А, в которую поступает управляющий воздух под давлением Ру, и эластичной резиновой мембраны 1, соединенной посредством жестких центров 2 со штоком 3. Возвратно-поступательное движение штока осуществляется путем подачи в под мембранную полость .Б сжатого воздуха с давлением Ро и за счет перемещения мембраны. Наиболее распространенными являются мембранно-пружинные устройства (рис.194,б), в которых результирующая сила Рр уравновешивается давлением на мембрану управляющего воздуха Руи силой упругой деформации пружины 4 — Fп. При необходимости совершать поворотные движения в прямоходных исполнительных механизмах шток соединяется с шарнирно-рычажной передачей, показанной на рис.194,б штриховой линией.
Мембранные исполнительные механизмы применяют для управления регулирующими органами с перемещением штока до 100мм и допустимым давлением в рабочей полости до 400кПа.
Рис.194. Пневматические исполнительные механизмы |
Сильфонные устройства (рис.194,в) применяют редко. Они состоят из подпружиненного штока 2, перемещающегося вместе с герметичной гофрированной камерой 1 за счет давления управляющего воздуха Ру. Их используют в регулирующих органах с перемещениями до 6мм.
В лопастных исполнительных устройствах (рис.194,г) прямоугольная лопасть 2 перемещается внутри камеры 1 за счет давления управляющего воздуха Ру, поступающего попеременно в одну или другую полость камеры. Эти устройства используют в исполнительных органах с углом поворота затвора на 60° или 90°.
В связи с тем, что практически ни один из приведенных приводов автоматических систем управления не применяют в настоящее время без ряда других элементов, служащих для регулирования привода, то в основном используют комбинированные исполнительные механизмы (электромагнитные золотниковые распределители пневмо- и гидропривода, электромагнитные муфты с электродвигателями и т.д.).
При выборе исполнительных устройств учитывают требования, предъявляемые к ним условиями эксплуатации. Основными из них являются: вид применяемой вспомогательной энергии, величина и характер требуемого выходного сигнала, допускаемая инерционность, зависимость рабочих характеристик от внешних влияний, надежность работы, габариты, масса и т.п.
Дата добавления: 2015-11-24; просмотров: 1348;