CC BY
6
УДК 62-83.677.054.001.5
Смирнов Г.М., Иванов В.И.
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
Т
АВТОМАТА СМ--
иг
Электропривод автомата, разработанный Бельгийской фирмой "Пиканоль" имеет ряд особенностей: высокоскоростной асинхронный короткозамкнутый 'электродвигатель с числом
НВа
оборотов 2910 в минуту, сателлитные (планетарные) механизмы - для рабочего хода типа I для обратного хода - НН, электромагнитную пусковую фрикционную муфту и электромагнитный тормоз приводного, а, следовательно, и главного валов и др. Как показал анализ работы электропривода, он обеспечивает технологические требования при высоких электромеханических показателях.
Пригодной вал, сателлитные механизмы, электромагнитные муфта и тормоз, заключены в металлический корпус, представляя весьма компактную конструкцию (рис. 1). Разрез коробки вдоль приводного и главного валов приведен на схеме (рис. 2).
От электродвигателя клиноременной передачей, движение сообщается приводному шкиву 1, свободно сидящему на приводном валу 2. На приводном шкиве расположена катушка 3, а с корпусом 4 соединена тормозная катушка 5. Между катушками расположен диск 6 сидящий на шлицах приводного вала При включении тока в катушку 3 электромагнитные силы притягивают диск 6, увлекая во вращательное движение и приводной вал 2.
При включении тока в катушку 5 при выключенной катушке 3, диск 6, а, следовательно, и приводной и главный валы получают торможение.
При вращении приводного вата вращается и зубчатое колесо сателлитного механизма НВ *. От зубчатого колеса г\, получают вращение сателлит ?а', сидящий на пальце водила В2 жестко сидящего на главном (коленчатом) валу автомата. Сателлит г2', вращаясь на пальце водила перекатывается по неподвижному зубчатому колесу гъ.
Число оборотов водила 1>в определим по формуле Виллиса [1]>
=(п1' ~пв)/(пз' -Пв), (1)
где п^ - число оборотов приводного вала;
пз, - число оборотов зубчатого колеса ;
^ з/ 7 передаточное отношение от г / к ъъ,.
В механизме установлены = 18, гг, - 21, г , = 60 и пз, = 0
( 7
=
Ч-г'
2 /
у У
п /
Из формулы (1) находим пв = —— (2)
4,33
Буквы показывают, что зубчатые колеса имеют наружное (Н) и внутреннее (В) зацепления, а черта над НВ - зубчатые колеса располагаются в одной плоскости.
т.е. главный вал П вращается с числом оборотов в 4,33 раза медленнее приводного вала 2.
Вращение шкива 1 через пальцы 9 передается сдвоенному сателлиту гг и механизму НН. При включении тока в катушку 7, зубчатое колесо г\ становится неподвижным, тогда число оборотов зубчатого колеса г\ определяется по формуле (1) и при установленных в механизме зубчатых колесах г\- 2%; 7а, - 24 П1 - 0; 7а — г3-2.
Л (г3 -1)
Из зависимости (3) следует, что приводной вал 2 будет вращаться в противоположную сторону приводного шкива 1, что используется при технологической операции - при розыске "Раза".
Коэффициент полезного действия приводного сателлита механизма НВ при ведущем зубчатом колесе г^ определяется по формуле:
^-^Ч-Л1-^)' ' <4)
где 1 - передаточное отношение от водила В к зубчатому колесу Т)в - к.п.д. двух пар зубчатых колес при неподвижном водиле;
V/ = =0-98-
Рис. 1 - Электромагнитная муфта в разрезе.
И учитывая, что сателлитов в конструкции три, будем иметь:
Лв =0.875; 1 .=18/78 = 0.23;
в-Г
Л = 1 - (1 - 0.23X1 - 0.875) = 0.963.
Рис. 2 - Схема электропривода
Пригодной механизм НВ имеет высокий к.п.д.
Электромеханические параметры электромагнитной фрикционной муфты определялись экспериментально на работающих автоматах установленных на Бердянском заводе "Стекловолокно". Исследования выполнены с применением электронной аппаратуры (осциллографа, усилителя и пр.) и датчиков.
Ток и напряжение в цепи катушек муфты фиксировались осциллографом, при включении в цепь осциллографа шунтов и добавочных сопротивлений. Крутящий момент фиксировался с помощью тензодатчиков собранных в мостовую схему. Датчики наклеивались в специальных выточках главного вала под углом 45° к его оси. Выводные концы мостов подпаивались к токосъему.
Угловая скорость главного вала фиксировалась тахогенератором марки ЭТ-7. Связь вала тахогенератора с главным валом автомата, осуществлялась с помощью жесткой пальцевой муфты. Угол поворота колен кривошипов и фиксация их переднего положения регестрировались с помощью фотодиодного тахографа Одна из серии осциллограмм представлена на рис. 3 где зафиксировано:
а - кривые: тока 1 и напряжения 2 в приводной катушке фрикционной муфты; б - кривая 3 угловая скорость главного вала;
в - кривая 4 крутящий момент в периоды, установившегося движения и останова автомата;
г - углы поворота главного вала 5 и переднее положение кривошипов 5' ступенчатые прямые. Обработка осциллограмм дала следующие показатели представленные в таблице.
Таблица - Электромеханические характеристики.
Наименование параметра Размерность Величина Примечание
1 Число оборотов гттяиипгг) вала об/мщ( . 210 о о
2 Коэффициент неравномерности хода % 29.2 II
3 Время одного оборота главного вала с 0,35 1 £ н и
4 Время пуска, ^ с 0,23 4> ё
5 Время торможения, с 0,12 И
6 Положение колен кривошипа при остановке автомата от осново наблюдателя град 266-271 11
7 Номинальный крутящий момент кГм 21,04 3 1
на главном валу 1 II
8 Угол выбега на тормозном режиме град 48-54
9 Угол разбега главного вала к моменту получения им ш ф град 86-94 § а Л 18
Рис. 3 - Осидллограммы электро-механических параметров автомата осциллограмма 1 - ток в пригодной катушке фрикционной муфты; осциллоргамма 2 - напряжение в приводной катушке фрикционной муфты; осциллоргамма 3 - угловая скорость главного вала автомата в период установившегося
движения и остановки; осциллограмма 4 - крутящий момент;
осциллограмма 5 и 5 - углы поворота главного вала и его передние положение.
На основании эксплуатационных показателей и проведенных исследований заключаем: 1. Введение приводного электродвигателя с большим числом оборотов направлено на улучшение его электромеханических параметров (кпд, cos ср).
2. В привод введены сателлитные механизмы обеспечивающие получение заданных передаточных отношений при небольшом числе зубчатых колес и высоком к.п.д. Фирма Пиканоль гарантирует безаварийную работу привода в течение 5 лет (при двухсменной работе)
3. Электромагнитная фрикционная муфта практически имеет постоянные эксплуатационные параметры и отвечает технологическим требованиям.
4. Материалы проведенных исследований могут быть использованы при разработке оптимального электропривода к автоматам.
Перечень ссылок
1. Сердюк В. П. Расчет приводов машин легкой промышленности - Киев: Техника, 1978.
