Войти
A Усилитель крутящего момента - это механическое устройство, которое усиливает крутящий момент вращающегося вала, не влияя на его вращение. скорость. Он механически связан с кабелем, который можно увидеть на кораблях. Наиболее широко используется в усилителях рулевого управления автомобилей. Другое применение - на дифференциальном анализаторе, где он использовался для увеличения выходного крутящего момента ограниченного иным образом ограниченного интегратора с шариком и диском. Этот термин также применяется к некоторым редукторам, используемым на тракторах, хотя это не имеет отношения. Он отличается от преобразователя крутящего момента , в котором частота вращения выходного вала уменьшается с увеличением крутящего момента.
Первые электрические Усилитель крутящего момента был изобретен в 1925 году Генри В. Ниманом из Bethlehem Steel Company из Вифлеема, штат Пенсильвания. Он был предназначен для ручного управления тяжелым оборудованием; например, промышленные краны, артиллерия и т. д. Ванневар Буш использовал усилитель крутящего момента Нимана как часть своего дифференциального анализатора в Массачусетском технологическом институте в начале 1930-х. Лорд Кельвин уже обсуждал возможную конструкцию таких вычислителей еще в 1880-х годах, но его загнал в тупик ограниченный выходной крутящий момент шаровых интеграторов. В этих интеграторах использовался шариковый подшипник , зажатый между поверхностью вращающегося вала и диском, передавая вращающую силу вала на диск. Перемещая шарик по валу, можно плавно изменять скорость диска. Крутящий момент на выходном валу ограничивался трением между подшипником и диском, и, поскольку они обычно делались из металлов, ограничивающих трение, таких как бронза, чтобы обеспечить плавное движение, выходной крутящий момент был довольно низким.. Некоторые вычислительные устройства могли использовать выход напрямую, и Кельвин и другие построили несколько систем, но в случае дифференциального анализатора выход одного интегратора управлял входом следующего интегратора или графическим выходом. Усилитель крутящего момента был достижением, позволившим этим машинам работать.
Шпиль на парусном корабле. Эта модель приводится в движение вручную путем вставки длинных балок в отверстия наверху. Усилитель крутящего момента представляет собой два соединенных вместе кабестана. Кабестан состоит из барабана, который подключен к мощному вращающемуся источнику, обычно к паровой машине корабля или электродвигателю в современных примерах. Для использования устройства на барабан наматывается веревка, один конец которой прикреплен к грузу, а другой пользователь держит в руке. Первоначально канат имеет небольшое натяжение и легко скользит при вращении барабана. Однако, если пользователь тянет за конец веревки, натяжение увеличивается, захватывая барабан. Теперь весь крутящий момент водителя прикладывается к другому концу веревки, вытягивая груз. Если пользователь ничего не делает, шпиль будет тянуть к себе груз, ослабляя трос и останавливая дальнейшее движение. Если вместо этого пользователь принимает слабину, натяжение сохраняется, и груз продолжает тянуть. Таким образом, пользователь может легко управлять движением очень большой нагрузки.
Усилитель крутящего момента состоит из двух шпилей, направленных друг на друга, с одной веревкой вокруг обоих. Рычаг передает натяжение от одного барабана к другому и приводит в движение выходной вал. Типичный усилитель крутящего момента состоит из двух шпилей, расположенных встык вдоль общей линии вращения, обычно горизонтальной. Единый источник крутящего момента подается, как правило, от электродвигателя, который приводится в действие для вращения двух барабанов в противоположных направлениях. Одиночная веревка (или лента) оборачивается вокруг двух барабанов. Если к одному концу троса приложено натяжение, его шпиль тянет за него, что, в свою очередь, натягивает выход. Как и в случае с одинарным шпилем, движение начинается и останавливается, как только усилие прикладывается или снимается, но в целом движение плавное с различной степенью крутящего момента, прилагаемого к входу.
Прохождение через середину барабанов. два отдельных вала, для ввода и вывода. Оба заканчиваются кулачком (не виден на прилагаемом эскизе), который через толкатель и качающийся рычаг удерживает один конец каждой веревки. Если входной вал вращается из нулевого положения, его кулачок поднимает или опускает входной толкатель, который через качающийся входной рычаг натягивает трос на одном барабане и ослабляет другой. В этом состоянии один барабан обеспечивает гораздо большее тяговое усилие, чем другой, в результате чего и выходной вал, и клетка, в которой установлены входной и выходной рычаги, перемещаются для отслеживания входного сигнала. Как только сепаратор и выходной вал переместятся в правильное положение, натяжение двух канатов восстанавливается, и относительное движение прекращается. Таким образом, движение выходного вала точно отслеживает движение входного вала, хотя приложенный к нему крутящий момент является крутящим моментом двигателя, приводящего в действие систему, в отличие от гораздо меньшего крутящего момента, приложенного к входному валу.
Ранние блоки автопилота, разработанные Элмером Амброузом Сперри, включали в себя механический усилитель, использующий ремни, обернутые вокруг вращающихся барабанов; небольшое увеличение натяжения ремня заставляло барабан перемещать ремень. Спаренный, противоположный набор таких приводов составлял единый усилитель. Это усиливало небольшие ошибки гироскопа до сигналов, достаточно больших для перемещения поверхностей управления самолета.
Аналогичный механизм использовался в дифференциальном анализаторе Ванневар Буш.
В электростатическом барабанном усилителе использовалась лента, частично намотанная на вращающийся барабан и закрепленная на его закрепленном конце на пружине. Другой конец подключен к диффузору динамика. Входной сигнал преобразовывался в высокое напряжение и добавлялся к линии питания постоянного тока высокого напряжения. Это напряжение было подключено между барабаном и лентой. Таким образом, входной сигнал изменял электрическое поле между ремнем и барабаном и, следовательно, трение между ними, и, таким образом, величину бокового движения ремня и, следовательно, конуса динамика.
