а).
Фрикционный конусный тормоз (рис. 5.13
б) состоит из вра-
щающегося конуса с рабочим звеном, поступательно движущегося
конуса и пружины.
Фрикционные тормозные устройства характеризуются неста-
бильностью силы трения и ее зависимостью от качества и состояния
поверхностей скольжения (шероховатости, наличия масла и др.) и
скорости перемещения подвижных элементов, что приводит к
изменению условий работы по сравнению с номинальными и откло-
нению реального закона торможения от заданного. Поэтому уст-
ройства этого типа целесообразно использовать для торможения
механизмов с достаточно стабильными режимами работы.
Для создания тормозных устройств с программируемыми точ-
ками останова и регулирования скорости движения выходного звена
используют встроенные фрикционные устройства.
145
а
б
а – упруго-фрикционный с цилиндрической пружиной и
разрезной конической втулкой; б – фрикционный конус-
ный тормоз
Рис. 5.13. Фрикционные тормозные устройства
5.4.2 Электромагнитные тормозные устройства
В управляемых электромагнитных тормозных устройствах
источником создания тормозящего момента или усилия является
электромагнитное поле, воздействующее непосредственно на движу-
щиеся элементы (электромагнитные, индукционные и гистерезисные
тормоза) или косвенно через порошкообразный сухой или жидкий
наполнитель (электромагнитные порошковые или с ферромагнитны-
ми жидкостями тормоза).
146
По принципу действия и устройству электромагнитные тор-
мозные устройства индукционного и гистерезисного типов аналогич-
ны электрическим двигателям, в которых ротор или статор непод-
вижен. Взаимодействие между подвижной и неподвижной частями
тормоза осуществляется электромагнитным полем, создаваемым
обмоткой управления (возбуждения).
По принципу действия электромагнитные тормозные устройст-
ва с порошковым и жидким наполнителями аналогичны соответст-
венно фрикционным тормозам и гидравлическим тормозным
устройствам дроссельного регулирования. Действие электромагнит-
ного порошкового тормоза фрикционного типа основано на свойстве
сухого или взвешенного в масле ферромагнитного порошка увеличи-
вать в магнитном поле свою вязкость и прочно прилипать к поверх-
ности магнитной системы.
5.4.3 Механизмы для выборки люфтов
Точность работы мехатронных модулей определяется допус-
ками на размеры сопрягаемых деталей и величиной мертвого хода
(холостого, т. е. не передаваемого на ведомое звено движения веду-
щего звена механизма, возникающее в момент реверсирования
движения).
Мертвый ход приводит к ошибкам перемещения, поэтому его
стремятся уменьшить или устранить. Этого можно достичь с по-
мощью специальных регулировочных устройств-механизмов выбор-
ки мертвого хода (люфтовыбирающих механизмов).
В мехатронных модулях могут использовать механизмы выбор-
ки бокового зазора между зубьями колес зубчатых передач двух
типов: автономные и с дополнительной кинематической цепью
(замкнутым энергетическим потоком).
В автономных механизмах выборки мертвого хода используют
метод раздвоения ведомого колеса, где в качестве силовых элементов
используют пружины.
Кроме выборки мертвого хода при помощи пружин используют
жесткую фиксацию, заключающуюся в предварительном относитель-
ном смещении половинок раздвоенного зубчатого колеса и их
жестком закреплении при помощи винтов, болтов, клеммовых
соединений и т. д. На рис. 5.14 представлена червячная передача с
раздвоенным червячным колесом. Зубья половинок и червячного
147
колеса прижимают поворотом эксцентрика к разным сторонам зубьев
червяка и их жестко фиксируют, затягивая болт.
Рис. 5.14. Червячная передача с раздвоенным червячным колесом
Основными недостатками выборки мертвого хода методом
раздвоения колеса являются: наличие большого числа дополнитель-
ных элементов (пружин, зубчатых колес, винтов и т. д.), увеличенные
потери в зацеплении, обусловленные тем, что трение возникает с
двух сторон зуба.
Указанные недостатки частично могут быть устранены в
механизмах выборки мертвого хода с дополнительной кинемати-
ческой цепью (безлюфтовые механизмы с замкнутым энергетичес-
ким потоком). Они позволяют осуществить полный выбор люфтов во
всех составляющих звеньях путем принудительного разворота в
противоположные стороны двух соосно расположенных элементов
одной из передач. Как правило, для образования замкнутого контура
к исходной кинематической цепи добавляют такую же параллельно
расположенную кинематическую цепь.
Различают два способа выборки бокового зазора в винтовых
механизмах – радиальное и осевое смещение гайки относительно
винта. При радиальном способе осуществляют сжатие гайки в ради-
альном направлении, а при осевом – относительное смещение разрез-
ной гайки в осевом направлении.
Радиальный способ устранения мертвого хода целесообразно
применять для метрических резьб, т. е. для резьб с большим углом
профиля, а осевой способ – для резьб с малым или нулевым углом
профиля (трапецеидальные, упорные, прямоугольные).
148
Устройства, обеспечивающие выборку радиальной составляю-
щей бокового зазора, представляют собой разрезные гайки. В этих
устройствах две половинки гайки стягиваются винтами и обжимают
винт. При этом создается неравномерное обжатие винта, что
вызывает неравномерный износ резьбы гайки.
На рис. 5.15 а, в, г приведены механизмы для выборки ради-
альной составляющей бокового зазора, которые необходимо перио-
дически регулировать, а в устройстве рис. 5.15 б, имеющем пружины,
это не требуется.
Устройства с разрезной гайкой и цанговым зажимом обеспечи-
вают более равномерное обжатие винта, что способствует выравни-
ванию износа винтовой пары.
Выборку осевой составляющей бокового зазора осуществляют
путем относительного осевого смещения частей составной гайки.
а б
в г
Рис. 5.15. Механизмы выборки радиальной составляющей
бокового зазора винтовой передачи
149
На рис. 5.16 а показана схема люфтовыбирающего механизма на
основе гайки с жесткой регулировкой осевого зазора (завинчи-
ванием). Люфт выбирается одновременным контактом профилей
резьб винта и профилей обоих гаек, как показано на рис. 5.16 в.
Люфтовыбирающий механизм на основе гайки с упругой
регулировкой осевого зазора показан на рис. 5.16 б. Выборку осевой
составляющей бокового зазора осуществляет пружина, отжимая
регулирующую гайку от базовой гайки, обеспечивая двухпрофиль-
ный контакт резьбы винта с резьбами гаек, как показано на
рис. 5.16 г.
Механизмы выборки мертвого хода на основе гаек с жесткой и
упругой регулировкой осевой составляющей бокового зазора
обеспечивают высокую точность относительного перемещения винта
и гайки при их движении как в прямом, так и в обратном направ-
лениях.
а
б
в
г
Рис. 5.16. Схема люфтовыбирающего механизма на основе гайки
с жесткой и упругой регулировкой осевого зазора
Достарыңызбен бөлісу: |