Elektriskā vārpsta un tās pielietojums metāla griešanas mašīnu elektriskajā piedziņā

Rakstā apskatīta ierīce, darbības princips un elektrisko sistēmu izmantošanas piemēri sinhronai rotācijai (elektriskā vārpsta) metāla griešanas mašīnās un iekārtās.

Pieņemsim, ka divām vārpstām, kas nav mehāniski savienotas viena ar otru, jāgriežas ar vienādu ātrumu, negriežoties vienai pret otru. Lai nodrošinātu šādu sinhronu un fāzu rotāciju ar motoriem D1 un D2, kas rotē attiecīgi vārpstas A un II (1. att.), pievienojiet palīgasinhronās mašīnas A1 un A2 ar fāzes rotoriem. Šo mašīnu rotoru tinumi ir savienoti viens pret otru.

Ja abu mašīnu griešanās ātrumi un to rotoru novietojumi ir vienādi, tad mašīnu A1 un A2 rotoru tinumos inducētie elektromotoriskie spēki ir vienādi un vērsti viens pret otru (2. att., a), un strāva neplūst rotora ķēdē.

Pieņemsim, ka palīgmašīnu lauka griešanās virziens sakrīt ar to rotoru griešanās virzienu.Tā kā mašīnas A2 rotācija palēninās, tās rotors atpaliek no A1 rotora, kā rezultātā e. utt. c) Rotora tinumā inducētais Ep2 fāzē pāriet uz priekšu (2. att., b) un mašīnu A1 un A2 rotora ķēdē e vektora summas ietekmē. utt. ar E parādās izlīdzinošā strāva Az.

Rīsi. 1. Sinhronās komunikācijas shēma

Rīsi. 2. Sinhronās sakaru sistēmas vektorshēmas

Pašreizējais vektors I atpaliks no vektora e. utt. ar E leņķī φ... Strāvas vektora projekcija Az uz vektoru e utt. v. Ep2 sakrīt ar šo vektoru virzienā. Strāvas vektora projekcija uz vektoru e. utt. lpp. Ep1 ir vērsta uz viņu. No tā izriet, ka iekārta A2 darbosies dzinēja režīmā un mašīna A1 ģeneratora režīmā. Šajā gadījumā mašīnas A2 vārpsta tiks paātrināta un mašīnas A1 vārpsta tiks palēnināta. Tādā veidā mašīnas attīstīs griezes momentus, kas atjauno vārpstu sinhrono rotāciju. I un II un iepriekšējais saskaņotais novietojums telpā A1 un A2 mašīnu rotoru. Šo mašīnu rotori var griezties gan lauka rotācijas virzienā, gan pretējā virzienā.

Šo sistēmu sauc par elektrisko sinhrono rotācijas sistēmu… To sauc arī par elektrisko vārpstu… Sinhronās rotācijas sistēma var aizstāt, piemēram, skrūves griešanas virpās.

Tā kā metāla griešanas mašīnu padeves ķēdes, salīdzinot ar galvenās kustības ķēdēm, parasti patērē mazu jaudu, galvenās kustības sinhronizēšanai ar padevi var izmantot vienkāršāku sinhronās rotācijas shēmu (3. att.).Šajā gadījumā ir neizbēgama pastāvīga nesakritība starp mašīnu A1 un A2 rotoru pozīcijām, bez kuras mašīnas A2 rotora ķēdē nebūtu strāvas un tā nevarētu pārvarēt pretestības spēku momentu. barošanas ķēde. Tā kā A2 mašīna saņem strāvu no statora un rotora, šai elektriskās vārpstas sistēmai ir nepieciešams sešu vadu savienojums ar motoru, kas daudzos gadījumos uzstādīts uz kustīga mašīnas bloka, kas parasti tiek parādīts punktētās līnijas attēlā.

Rīsi. 3. Smagās skrūvju virpas sinhronās sakaru sistēmas

Leņķiskās novirzes robežās, kas nepārsniedz 90 °, palielinās elektriskās sinhronizācijas moments. Lai nodrošinātu ievērojamu sinhronizācijas griezes momentu, sinhrono sakaru mašīnām visās iespējamās griešanās leņķiskajās frekvencēs jādarbojas ar lielām slīdēm (ne mazākām par 0,3 - 0,5). Tāpēc šīm iekārtām jābūt pietiekami lielām, lai izvairītos no nepieņemamas sasilšanas.

Mašīnu jauda tiek vēl vairāk palielināta, cenšoties novērst slodzes svārstību un berzes spēku ietekmi. Tiek izmantotas arī mehāniskās transmisijas, kas samazina mašīnas vārpstu griešanās biežumu un attiecīgi līdz mašīnas vārpstai samazina leņķiskās kļūdas lielumu.Pirms elektriskās vārpstas darbības uzsākšanas asinhronās mašīnas A1 un A2 pieslēdz vienfāzes barošanas avots. Šajā gadījumā mašīnas A2 rotors ieņem sākotnējo pozīciju, kas atbilst mašīnas A1 rotora pozīcijai.

Sinhronās rotācijas sistēmas racionāli izmanto smago metālu griešanas mašīnām, jo ​​garo skrūvju izgatavošana ir saistīta ar ievērojamām grūtībām.Turklāt, palielinoties skrūvju vai vārpstu garumam, to vērpšanas dēļ samazinās mašīnas daļu savstarpējā izvietojuma koordinācijas precizitāte. Elektriskā vārpstas sistēmā attālums starp vārpstām nevar ietekmēt darbības precizitāti.

Izmantojot elektrisko vārpstu, tiek novērsti suportu mehāniskie savienojumi ar vārpstu un ievērojami vienkāršota kinemātiskā diagramma. Būtisks elektrisko vārpstu sistēmu trūkums smago metālu griešanas mašīnās ir iespēja sabojāt dārgu daļu strāvas padeves pārtraukuma laikā, jo nekavējoties notiek novirze. Dažos gadījumos šādā negadījumā sagataves bojājumus var novērst, ātri automātisku instrumenta ievilkšanu.

Shēma ar diviem identiskiem asinhroniem motoriem ar fāzes rotoriem ir interesanta mašīnbūvei (4. att.). Tā kā abu rotoru ķēde ir slēgta pret reostatu R, tad, pieslēdzot motorus maiņstrāvas tīklam, abi rotori sāk griezties.

Rīsi. 4. Sinhronās komunikācijas shēma ar rotējošo reostatu

Papildus strāvām, kas plūst rotora un reostata tinumos, abu mašīnu rotora ķēdē plūst izlīdzinošā strāva. Šīs strāvas klātbūtne izraisa sinhronizācijas griezes momenta parādīšanos, kā rezultātā mašīnas griežas sinhroni. Šo sistēmu var izmantot, lai paceltu un nolaistu lielo ēveles, frēzes un karuseļus.

Pateicoties elektriskajai šahtas sistēmai, tiek atrisināta ražošanas kompleksā ietilpstošo konveijeru koordinētas kustības problēma.Vispraktiskākais pielietojums šajā gadījumā tiek iegūts no motoru sinhronās rotācijas varianta ar kopēju frekvences pārveidotāju.

Papildus aplūkotajām mašīnbūves elektrisko vārpstu sistēmām ir izstrādātas un izmantotas arī citas maiņstrāvas mašīnu sistēmas, tostarp vienfāzes sistēmas un sistēmas ar īpašas konstrukcijas sinhronajiem motoriem.