Уменьшение затрат энергии в различных отраслях промышленности является важ-нейшей экономической задачей. В шаговых приводах для снижения энергозатрат можно использовать пружинные приводы с рекуперацией энергии. При этом в неко-торых случаях пружинные механизмы позволяют упростить конструкцию и умень-шить массогабаритные характеристики. В статье рассмотрены пружинные аккумуля-торы с выходным поворотным звеном, используемые в приводах с рекуперацией энергии для шаговых перемещений. Пружинные аккумуляторы можно создавать на базе пружин растяжения и сжатия. В отношении плавности поворота пружинные ак-кумуляторы с выходным поворотным звеном и углом поворота 2 являются идеаль-ными. Использование схем с двумя симметричными пружинами вместо пружинных аккумуляторов с одной пружиной позволяет увеличить потенциальную энергию (в 2 раза) и быстродействие при заданной жесткости пружины. Пружинные аккуму-ляторы с выходным поворотным звеном можно использовать как в приводах с ком-пенсацией диссипативных потерь в процессе движения, так и в приводах с их предва-рительной компенсацией. Для представленных пружинных аккумуляторов рассмот-рены геометрические и динамические характеристики и даны рекомендации по использованию.Ключевые слова: пружинные аккумуляторы, рекуперация энергии, шаговые переме-щения, быстродействие, энергозатраты.Reducing energy consumption in various industries is a key economic task. Spring-loaded drives with energy recovery systems can be used in step motor drives to reduce energy expenditure. In some cases, spring mechanisms can simplify the design and reduce massdimensional characteristics. In this article the authors review spring-loaded accumulators with the output rotary link that are used in drives with energy recovery systems for step movements. Spring-loaded accumulators can be developed using tension and compression springs. Spring-loaded accumulators with the output rotary link and the rotation angle 2 are an ideal solution with respect to the smoothness of rotation. The use of schemes with two symmetrical springs instead of a spring-loaded accumulator with a single spring allows increasing the potential energy (by two times) and the performance for a given spring constant. Spring-loaded accumulators with the output rotary link can be used in drives with
Исследованы мехатронные пружинные приводы с рекуперацией энергии на базе пневматических цилиндров с возвратными пружинами для шаговых перемещений. В пищевой и фармацевтической промышленности мехатронные пружинные приводы применяются в конвейерных линиях и поворотных столах фасовочно-упаковочного оборудования. Исследованы нелинейные пружинные аккумуляторы с выходным поворотным звеном. Построены математические модели пружинного аккумулятора с предварительным натяжением пружины. Проведен сравнительный анализ пружинных аккумуляторов с выходным поворотным звеном с предварительным натяжением пружины с аккумуляторами без предварительного натяжения. Показано, что увеличение предварительного натяжение приводит к увеличению быстродействия при незначительном увеличении размеров. Кроме того, установлено, что увеличение начальной длины пневматического цилиндра с возвратной пружиной также приводит к увеличению быстродействия. Определены максимальные значения моментов инерции поворотных столов, для каждого типоразмера стандартного пневматического цилиндра с возвратной пружиной, которые могут быть перемещены такими мехатронными приводами при заданном времени поворота в пределах до одной секунды. Разработан мехатронный пружинный привод для поворотных столов фасовочно-упаковочного автомата, с использованием двух пневматических цилиндров, один из которых с возвратной пружиной. Второй цилиндр обеспечивает выход поворотного звена из положения неустойчивого положения, в котором находится система во время технологического выстоя. Даны зависимости для определения диссипативных потерь в элементах пружинного аккумулятора, суммарные значения которых определяют затраты энергии двигателя для компенсации диссипативных потерь. Затраты энергии в рассмотренных приводах в несколько раз меньше затрат энергии в приводах другого типа.Ключевые слова: пружинный привод, диссипативные потери, рекуперация энергии, пневматические цилиндры с возвратными пружинами.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.