Vairāku ātrumu motoru izmantošanas priekšrocības

Parasto viena ātruma dzinēju aizstāšana ar daudzpakāpju dzinējiem daudzos gadījumos ievērojami uzlabo mašīnu un metāla griešanas mašīnu tehnoloģiskās un darbības īpašības un samazina to ražošanas darba intensitāti.

Tiek izmantoti vairāku ātrumu motori:

• mašīnu piedziņās un metāla griešanas mašīnās, kuru ātrumu vēlams mainīt atkarībā no apstrādājamā materiāla izmēra, cietības un citām fizikālajām īpašībām vai atkarībā no tehnoloģiskajiem faktoriem. Tajos ietilpst metāla griešanas un kokapstrādes mašīnas, centrbēdzes separatori, dragas un citi mehānismi dažādiem lietojumiem;

• mašīnās, metāla griešanas mašīnās un mehānismos ar dažādu darba un tukšgaitas ātrumu (kokzāģētavās);

• iedarbināšanai un apturēšanai bez asiem triecieniem uz galdiem ar ievērojamu impulsu (lifti, pacēlāji). Šajā gadījumā darba process notiek ar vislielāko griešanās ātrumu, bet mehānisma iedarbināšana un apturēšana - pie maziem apgriezieniem, bieži vien ar automātisku polu skaita pārslēgšanu;

• mašīnu piedziņās un darbgaldos ar jaudu, kas mainās atkarībā no diennakts laika, sezonas utt. (sūkņi, ventilatori, kravas ierīces, konveijeri utt.);

• mašīnu piedziņās ar vairākiem dažādiem mērķiem, kurām katram nepieciešams atšķirīgs ātrums, piemēram, naftas urbuma iekārtās, kur eļļas sūknēšanai tiek izmantots mazākais ātrums un cauruļu uzstādīšanai tiek izmantots lielākais ātrums;

• mehānismos, kuru ātruma izmaiņas nosaka patērētā jauda. Kā piemēru var minēt plakanas velmētavas, kur sākotnēji ar ievērojamu metāla deformāciju velmēšana tiek veikta ar mazu ātrumu, bet apdares operācijas ar lielu ātrumu.

• blokos, kur papildus motora griešanās ātruma regulēšanai, pārslēdzot polu skaitu, tiek veikts papildu ātruma kontroles ierobežojuma palielinājums, mainot barošanas tīkla frekvenci.

Pateicoties daudzpakāpju motoru izmantošanai mašīnu un metāla griešanas mašīnu elektriskajās piedziņās, ir iespējams:

1) mašīnu konstrukcijas vienkāršošana, izslēdzot pārnesumkārbas un barošanas avotus;

2) metāla griešanas mašīnu veiktspējas, produktivitātes un apkopes vienkāršības palielināšana;

3) mašīnu apstrādes kvalitātes uzlabošana, samazinot vibrācijas un mazinot neprecizitātes mehānismu darbībā ar lielu pārnesumu skaitu;

4) mašīnas efektivitātes paaugstināšana, samazinot kinemātiskās ķēdes starpposmus;

5) ātruma maiņa kustībā, neapturot mašīnu;

6) iedarbināšanas, apstāšanās, atpakaļgaitas un apstāšanās procesu automātiskās vadības vienkāršošana;

7) apstrādes režīmu automātiskās vadības vienkāršošana atkarībā no tehnoloģiskajiem faktoriem.

Motora iedarbināšanai ar mazāku griešanās ātrumu ir arī tā priekšrocība, ka palaišanas strāvas absolūtā vērtība šajā gadījumā parasti būs mazāka nekā starta strāvas lielākiem ātrumiem. Pārslēdzot spoli no mazāka uz lielāku polu skaitu, t.i., kad motora ātrums palēninās, dzinēja reģeneratīvā bremzēšana, kas saīsina mašīnas apstāšanās laiku un nav saistīts ar enerģijas zudumiem, kā tas notiek ar atpakaļgaitas bremzēšanu.

Ir plašas iespējas izmantot daudzpakāpju motorus visdažādākajās universālajās un speciālajās automatizētajās metāla griešanas mašīnās: virpošanas, virpošanas, urbšanas, frēzēšanas, slīpēšanas, garenēvelēšanas un šķērsēvelēšanas, asināšanas u.c.

Vairāku ātrumu motori visplašāk tiek izmantoti darbgaldu un kokapstrādes mašīnu piedziņās.

Ievērojamam universālo metāla griešanas mašīnu ātruma regulēšanas diapazonam ir nepieciešami reduktori vai pārnesumkārbas ar lielu vadības pakāpju skaitu. Ja regulēšanas process tiek veikts tikai vienā mehāniskā veidā, pārnesumkārbas ir konstruktīvi daudz sarežģītākas un prasa sarežģītāku vadības sistēmu.

Abi faktori izraisa darbaspēka intensitātes pieaugumu un ātrumkārbu ražošanas izmaksu pieaugumu.Tāpēc darbgaldos plaši tiek izmantota saliktā ātruma regulēšanas sistēma, kas ir elektromotora, kura apgriezienu skaits tiek regulēts diezgan plašā diapazonā, kombinācija ar pārnesumkārbu vai relatīvo tukšgaitu ar lielāku efektivitāti, salīdzinot ar sarežģītākām pārnesumkārbām.

Īpaši vēlams izmantot vairāku ātrumu motorus metāla griešanas mašīnās, kur var ierobežot sevi ar diviem, trim vai četriem dažādiem ātrumiem pie mašīnas vārpstas ātruma, kas vienāds ar motora apgriezienu skaitu. Šajā gadījumā tiek izmantoti iebūvēti vairāku ātrumu motori. Motora stators ir iebūvēts mašīnas galvā, un vārpsta ir savienota ar sakabi ar motora rotora vārpstu, vai arī motora rotors ir uzstādīts tieši uz vārpstas.

Šāds mašīnas dizains izrādās ārkārtīgi vienkāršs, tā kinemātiskā ķēde ir īsākā, un dzinējs atrodas pēc iespējas tuvāk darba vārpstai.

Ja metāla griezējinstrumenta vārpstas griešanās ātrums neatbilst daudzpakāpju motora griešanās ātrumam, pēdējais tiek savienots ar vārpstu, izmantojot siksnu vai zobratu piedziņu. Līdzīga kinemātiskā diagramma tiek izmantota virpu, frēzmašīnu vai mazu urbjmašīnu operāciju telpām. Vienkāršas meklēšanas pievienošana šādai shēmai ievērojami paplašina mašīnas ātruma regulēšanas diapazonu, paplašinot iekārtas kinemātisko ķēdi tikai pie maziem rotācijas ātrumiem.

Vairāku ātrumu motora izmantošana darbgalda elektriskajā piedziņā, kas savienota tieši ar ātruma variatoru, ievērojami paplašina iespēju vienmērīgi kontrolēt mašīnas ātrumu.Pielietojums, piemēram, divu ātrumu dzinējs 2p = 8/2 un mehāniskais variators ar ātruma attiecību 4: 1, jūs varat ieviest, lai iestatītu bezpakāpju ātruma kontroli no 187 līdz 3000 apgr./min, t.i. iegūstiet 16:1 regulēšanas diapazonu.

Ar 500/3000 apgr./min divu ātrumu motoru un 6:1 attiecību variatoru vienmērīgas mašīnas ātruma kontroles diapazons tiek paplašināts līdz 36:1, kas tiek panākts, izmantojot pastiprinājumu pēc variatora.

Vienmērīgas piedziņas ātruma regulēšanas diapazonu var pārvietot uz lielāku vai mazāku ātrumu, mainot daudzpakāpju motora griešanās ātrumu. Ja ar to nepietiek, starp dzinēju un variatoru tiek novietota pārslēgšanās vai pārslēgšana, visbiežāk ķīļsiksna vai siksna.

Vienmērīgai ātruma regulēšanai salīdzinoši nelielā diapazonā līdz 1:4 ar nemainīgu vārpstas griezes momentu, asinhronais motors ar bīdāmais sajūgs.

Šāda motora efektivitāti nosaka izteiksme η = 1 — s, kur s ir slīde, kas vienāda ar starpību starp rotora un izejas vārpstas griešanās ātrumu. Tāpēc pie s = 80%, efektivitāte būs tikai 20%. Šajā gadījumā visi jaudas zudumi tiek koncentrēti sajūga trumulī.

Bīdāmā sajūga piedziņā nomainot parasto viena ātruma motoru pret daudzpakāpju motoru, ir iespējams palielināt šīs piedziņas efektivitāti un paplašināt ātruma regulēšanas diapazonu.Piemēram, divu ātrumu motorā ar polu maiņas attiecību 2:1 ātruma kontrole tiek veikta ar 2:1 attiecību, un intervālā starp šiem ātrumiem un zem tiem vienmērīgu regulēšanu veic slīdošais sajūgs. Kopējais kontroles diapazons būs 4:1 ar minimālo efektivitāti 50%.

Pateicoties sajūgu regulējošo īpašību pilnīgākai izmantošanai (kontroles diapazons 5: 1), ir iespējams paplašināt vadības diapazonu līdz 10: 1 pie zemākās efektivitātes (pie mazākā vārpstas griešanās ātruma) η = 20 %.

Trīspakāpju motora ar polu maiņas tinumu 2p = 8/4/2 izmantošana ļauj palielināt vadības diapazonu līdz 8: 1 pie zemākās piedziņas efektivitātes η = 50% un sasniegt vadības robežu 20: 1 pie efektivitātes. pie mazākā ātruma η=20%.