Удут Л.С., Кояин Н.В., Мальцева О.П. Проектирование и исследование автоматизированных электроприводов. Часть 6 Механическая система электропривода

Подождите немного. Документ загружается.

Таблица 1

Технические параметры шарико – винтовых пар

Номинальный диаметр винта, мм

20 25 32 32 40 40 50 50 63 80 80 100 100

Номинальный шаг винта

мм

5 5 5 10 5 10 5 10 10 10 20 10 20

Допустимая статическая

нагрузка F (без

предварительного натяга), кН

4.12 5.2 7.55 13.25 9.81 15.9 12.25 22.6 30.0 39.2 54.0 49.0 84.8

Допустимая скорость вращения

мин

об

2500 2000 1560 1560 1250 1250 1000 1000 800 625 625 500 500

Допустимая поступательная

скорость гайки V,

мин

12.5 10 7.8 15.6 6.25 12.5 5 10 8 6.25 12.5 5 10

Осевая (линейная) жесткость

узла винт – гайка

мкм

кН

- 0.45 0.58 - 0.75 0.68 0.95 0.9 1.1 1.05 1.5 1.6

Момент инерции винта длиной

1 м,

мкг







0.1233 0.301 0.808 1.973 4.8165 12.14 31.5675 77.0675

Максимальная длина винта, мм

500

1000*

700

1500*

1000

2000*

1200

4000*

1500

8000*

1900

8000*

2400

8000*

3000

8000*

Примечание к табл. 1: * – максимальная длина винта зарубежных производителей.

135

Приложение 3

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ УГЛОВЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ТИПА ЛИР

1. Принцип действия преобразователя

Фотоэлектрические преобразователи угловых перемещений ЛИР

осуществляют преобразование измеряемого перемещения в

последовательность электрических сигналов, содержащих информацию

о величине и направлении этих перемещений для последующей

обработки в системах УЧПУ или УЦИ (устройств цифрового

измерения).

Выходными сигналами преобразователей (рис. 1) являются два

измерительных синусоидальных ортогональных (сдвинутых на



)

токовых сигналов

и сигнал референтной (нулевой) метки

Сигнал

опережает сигнал

при вращении вала

преобразователя по часовой

стрелке. Сигнал референтной

метки

формируется один

раз за оборот вала и позволяет

использовать преобразователь

как датчик положения. В

квазиабсолютных датчиках

(ЛИР437) положение вала

кодируется внутри одного

оборота и для считывания кода достаточно повернуть вал на угол



8.1

В абсолютных датчиках положения (ЛИР458) положение вала

кодируется с учетом число оборотов.

Для формирования выходных сигналов напряжения

синусоидальной или прямоугольной формы преобразователи имеют

встроенные устройства.

136

Период сигнала



135

Период сигнала



135

2. Типы выходных сигналов

2.1. Синусоидальный токовый сигнал СТ (~11 мкА),

%5В5

пит

U

Параметры сигналов:

фаза сигнала В относительно

сигнала А –



1090 

;

фаза сигнала R относительно

сигнала А –



60135 

;

двойная амплитуда сигналов

А, В –

167

I

мкА;

амплитуда сигнала референтной

метки –

5.82

мкА.

АКанал

ЛИР

АRВ каналуаналогичныиКаналы

100 кОм

27 пФ

100 кОм

27 пФ

Приемное

устройство

АКанал

0 В

пит

U 





2.2. Синусоидальный сигнал напряжения СН (~1 В),

%5В5

пит

U

Параметры сигналов:

фаза сигнала В относительно

сигнала А –



1090 

;

фаза сигнала R относительно

сигнала А –



60135 

;

двойная амплитуда сигналов

А, В –

2.16.0

U

В при

нагрузке

120Z

Ом;

амплитуда сигнала

референтной метки –

8.02.0 

В при нагрузке

120Z

Ом;

25.0

пит



В.

137

min



Инверсные сигналы не показаны

АКанал

ЛИР

АRВ каналуаналогичныиКаналы

56 Ом

47 пФ

Приемное

устройство

АКанал

56 Ом

МС34074

10 кОм

U

U

2.3. Прямоугольный импульсный сигнал типа ПИ ( TTL

%5В5

пит

U

Уровень выходных сигналов:

–

В4.2

U

при

вых

I

мА;

–

В5.0

U

при

вых

I

мА.

Выходная нагрузка:

–

вых

I

мА;

–

1000

С

пФ.

Длительность фронтов выходных

сигналов:

–

100



нс;

–

100



нс.

Время задержки сигнала референтной

метки относительно основных

сигналов

100

нс.

Максимальное сближение фронтов сигналов А и В при

максимальной выходной частоте

max.вых

характеризуется минимальным

временем сближения фронтов

min

: 160 кГц –

8.0

min

t

мкс; 300 кГц –

45.0

min

t

мкс; 800 кГц –

15.0

min

t

мкс; 2500 кГц –

04.0

min

t

мкс.

Преобразователи ЛИР-190А, 390А, 1170А, 3170А имеют сигнал

ошибки

ош

. При исправной работе преобразователя

ош

в состоянии

логического «0», а при неисправной – «1». Нагрузочная способность

сигнала ошибки аналогична нагрузочной способности основных

сигналов.

138

min



Инверсные сигналы не показаны

АКанал

ЛИР

АRВ каналуаналогичныиКаналы

Приемное

устройство

АКанал

26ЕТ31

АМ26LS31

АМ26LS32

559ИП11

2.4. Прямоугольный импульсный сигнал типа ПИ ( HTL),

В)3010(

пит

U

Уровень выходных сигналов:

–

В5.2

пит1

UU

при

вых

I

мА;

–

В5.0

U

при

вых

I

мА.

Выходная нагрузка:

–

вых

I

мА;

–

1000

С

пФ.

Длительность фронтов выходных

сигналов:

–

300



нс;

–

300



нс.

Время задержки сигнала

референтной метки относительно

основных сигналов

300

нс.

Максимальное сближение фронтов сигналов А и В при

максимальной выходной частоте

max.вых

характеризуется минимальным

временем сближения фронтов

min

max.вых

= 160 кГц –

8.0

min

t

мкс.

ЛИР

АRВ каналуаналогичныиКаналы

Приемное устройство

АКанал

26ЕТ31

10 кОМ

33 пФ 33 пФ

LM339

4.7 кОМ4.7 кОМ

10 кОМ

470 кОМ

АКанал

пит

U 

)(В0

пит

Z* – волновое сопротивление используемого кабеля. Волновое

сопротивление кабеля преобразователя – 120 Ом.

3. Обработка выходных сигналов и частотные характеристики

преобразователей

139

Преобразователи с синусоидальными выходными сигналами

используются в системах измерения или управления, имеющих свои

блоки дискретизации или интерполяции этих сигналов с целью

получения требуемого разрешения системы. Преобразователи с

прямоугольными выходными сигналами имеют встроенные

дискретизаторы. Для них расстояние между ближайшими фронтами

сигналов каналов А и В является дискретой преобразователя.

Для преобразователей угловых перемещений следует различать

максимальную механическую скорость вращения и максимальную

рабочую скорость вращения, связанную с фазочастотной

характеристикой тракта электронной обработки измерительного

сигнала. Номограммы для определения рабочей скорости в зависимости

от числа периодов выходного сигнала приведены на рис. 2 и в табл. 1 и

2. Параметры

min

для максимальных выходных частот приведены в

описании выходных сигналов.

1000

2000

10000

9000

8000

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000

3000

4000

5000

10000

20000

30000

40000

50000

100000

125000

300 кГц

800 кГц

2.5 мГц

160 кГц

мин

об

оборот

периодов

число

10000

9000

8000

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000

2000

3000

4000

5000

10000

20000

30000

40000

50000

100000

150000

200000

250000

мин

об

оборот

периодов

число

2.5 мГц

800 кГц

160 кГц

300 кГц

ЛИР 128А, 137А, 237А, 337А, 350А ЛИР 158А . . . И, ЛИР 180 А

кГц,

max.вых

кГц,

max.вых

а б

Рис. 2

4. Механические характеристики

Диапазон преобразований

Диапазон измерения преобразователей угловых перемещений не

ограничен.

Таблица 1

ЛИР 1170А, Лир 3170А

140

Число периодов на

оборот выходного

сигнала типа ПИ

кГц

вых.max

max

мин

об

Дискретность



мкс

min

18000 150 500

0.8

36000 300 500

0.4

90000 450 300

6.3

0.3

180000 900 300

8.1

0.14

450000 2250 300

72.0

0.04

900000 4500 300

36.0

0.04

Таблица 2

ЛИР 190А, Лир 390А

Число периодов на

оборот выходного

сигнала типа ПИ

кГц

вых.max

max

мин

об

Дискретность



мкс

min

6000 160 1600

0.8

9000 160 1000

0.8

12000 320 1600

0.4

18000 320 1000

0.4

30000 450 900

8.10

0.3

45000 450 600

2.7

0.3

60000 900 900

4.5

0.14

90000 900 600

6.3

0.14

150000 2250 900

16.2

0.04

225000 2250 600

44.1

0.04

300000 4500 900

08.1

0.04

450000 4500 600

72.0

0.04

Дискретность

оборотнапериодовчисло4

1296000





Класс точности

Преобразователи изготавливаются по 3 (погрешность

5.2

4 (

5.7

), 5(

30

), 6(

60

), 7(

150

), и 8(

300

) классам точности.

Пределы допускаемого значения погрешности перемещения



(наибольшее отклонение от действительного значения между двумя

любыми точками во всем диапазоне перемещения) приведенные в

141

технических характеристиках гарантируются при нормальном значении

температуры



с допустимыми отклонениями:

– для класса точности 3 –

С5.0





;

– для класса точности 4 –

С0.1





;

– для класса точности 5 и 6 –

С0.2





;

– для класса точности 7 и 8 –

С0.5





Степень защиты

Преобразователи угловых перемещений имеют степень защиты –

IP50, IP64, IP65. Первая цифра шифра характеризует степень защиты от

воздействия твердых тел, вторая от воздействия воды. Интервал

рабочих температур

С700





Конструктивные особенности преобразователей

В обозначении преобразователя первая цифра несет информацию

о его конструкции:

1 – с цельным выходным валом (ЛИР-119А, 137А, 158А,



1170А). По желанию заказчика преобразователи комплектуются муфтами;

2 – с полым выходным валом (ЛИР-219А, 237А);

3 – со встроенной муфтой и полым валом (ЛИР-337А, 390А, 3170А);

4 – абсолютный или квазиабсолютный датчики угла (ЛИР-458А, 437А).

Последующие цифры – максимальный диаметр преобразователя в мм.

Буква – модификация преобразователя (различие по габаритно-

присоединительным размерам и техническим характеристикам).

В зависимости от установки на корпусе преобразователя

соединителя или выхода кабеля преобразователи могут иметь 4

исполнения:

1 – соединитель сбоку;

2 – соединитель с торца;

3 – кабель сбоку;

4 – кабель с торца.

5. Технические характеристики преобразователей

Технические характеристики преобразователей угловых

перемещений типа ЛИР приведены в табл. 3. Для большинства

преобразователей число периодов выходного сигнала выбирается из

ряда: 100, 180, 200, 250, 360, 400, 500, 512, 600, 720, 800, 900, 1000,

1024, 1080, 1200, 1250, 1500, 1800, 2000, 2048, 2500, 2540, 3000, 3600,

4000, 4096, 4500, 5000, 6000, 7200, 7500, 9000, 10000, 12000, 12500,

142

15000, 18000, 20000, 25000, 36000, 50000, 90000, 100000, 125000,

180000, 200000, 225000, 250000, 450000, 900000.

Не указанные в табл. 3 варианты исполнения преобразователей

имеют следующие особенности:

1. Преобразователь угловых перемещений с полым валом ЛИР-219А по

основным техническим характеристикам соответствует

преобразователю ЛИР-119А. Отличие в конструкции.

2. Преобразователь угловых перемещений с полым валом ЛИР-237А по

основным техническим характеристикам соответствует

преобразователю ЛИР-137А. Отличие в конструкции.

3. Преобразователь угловых перемещений со встроенной муфтой и

полым валом ЛИР-337А по основным техническим характеристикам

соответствует преобразователю ЛИР-137А. Отличие в конструкции.

4. Преобразователь угловых перемещений со встроенной муфтой и

полым валом ЛИР-3170А по основным техническим

характеристикам соответствует преобразователю ЛИР-1170А.

Отличие в конструкции, момент инерции ротора

мкг105.1 



момент трогания ротора

мН5.0 

143

Таблица3

Технические характеристики преобразователей угловых перемещений типа ЛИР

Тип

датчика

Разрешающаяспособность,периодовна оборот

Напряжениепитания, В

Потребляемыйток, мА

Выходнойсигнал

Класс точности

Максимальнаяскорость вращения,об/мин

Масса(без кабеля), кг

Момент инерцииротора, кг·м

Момент троганияротора, Н·м

ЛИР-119А

10000360

%5В5 

До 100 ПИ(TTL) 8 10000 0.03

100.4





100.5





ЛИР-120А

10000360

%5В5 

До 100 ПИ(TTL) 8 10000 0.03

100.4





100.5





ЛИР-128А

25000500

%5В5 

До 150 ПИ(TTL)

7, 8 10000 0.06

106.3





0.001

3600500

До 100

СТ

(~11 мкА)

СН

(~1 В)

144