Особенности механических передач с переключающей пружиной

Аналогом механической передачи, показанной на рис. 3.2в, служит механическая передача углового перемещения, изобразительная модель которой представлена на рис. 3.5а. Роль толкателя выполняет приводной рычаг 1. Он поворачивается вокруг оси, показанной в виде затемненного кружка. В этой передаче вместо поступательного перемещения ρ происходит поворот рычага на угол θ. Такую передачу называют «поворотной». Входные воздействия на нее характеризуются моментами сил М_вкл и М_отк.

Переключающая пружина 2 на рис.3.5а создает момент М_ПП, который зависит от угла поворота θ приводного рычага. На рисунке рычаг показан в таком положении, при котором М_ПП =0. Это положение неустойчиво, т.к. любое малое отклонение от него, когда М_вкл =0 и М_отк =0, приведет к повороту рычага до упора под действием М_ПП. Контактное нажатие F_КК создается переключающей пружиной. Поэтому контактную пружину в подвижном контактном узле (ПКУ) контактной системы обычно не предусматривают.

Механические передачи с переключающей пружиной, принцип действия которых отражен на рис.3.2в и рис.3.5а, применяют тогда, когда импульсы входных воздействий F_вкл, F_отк или М_вкл , М_отк имеют крутые фронты. В противном случае размыкание коммутирующего контакта будет осуществляться медленно, что создаст условия для продолжительного горения электрической дуги на контакте.

Быстрое перемещение ПКУ и сокращение времени горения дуги достигается механической передачей второго типа (рис. 3.5б) также с переключающей пружиной. В этой передаче усилие, создаваемое ведущим приводным рычагом 3, передается ведомому рычагу 1 через переключающую пружину 2. В отличие от предыдущего варианта конструкции механической передачи, в данном случае нижний конец пружины не закреплен неподвижно, а перемещается ведущим рычагом вправо при включении аппарата и влево при отключении. Поворот ведущего рычага ограничивается упорами. Ведущий и ведомый приводные рычаги поворачиваются относительно общей оси (затемненный кружок на рис. 3.5б), причем, ведущий рычаг поворачивается на угол больший, чем угол поворота ведомого рычага. Обычно поворот ведомого рычага ограничивается неподвижными деталями коммутирующего контакта в контактной системе.

На рис. 3.5б показана механическая характеристика передачи. Она имеет гистерезис. Нижний участок характеристики (М_ПП <0) показывает зависимость момента М_ПП от угла поворота θ ведущего приводного рычага при включении аппарата (Вкл.), когда действует М_вкл >0 и θ увеличивается. Верхний участок характеристики (М_ПП >0) отражает зависимость М_ПП от θ при отключении аппарата, когда М_отк <0 и θ уменьшается. В обоих случаях знак М_ПП (направление момента силы) изменяется на противоположный, как только угол поворота ведущего рычага превысит угол смещения ведомого рычага. Пружина перекидывает ведомый рычаг из одного крайнего положения в другое крайнее положение (показаны на рис. 3.5б). Ведущий и ведомый рычаги сохраняют принятое положение после прекращения управляющего воздействия, когда М_вкл =0 и М_отк =0.

Механические передачи с таким принципом действия применяют, например, в путевых выключателях, когда управляющее воздействие создается источником скорости.