Автоматизированный электропривод сращивания пиломатериалов по длине

Широко применяются в приводах различных механизмов (металлообрабатывающие, деревообрабатывающие, швейные, ткацкие, кузнечно-прессовые, грузоподъемные, землеройные машины, вентиляторы, моноблочные центробежные насосы,

компрессоры, лифты, центрифуги и т.д.)

Маркировка АИР:

А - асинхронный

И - Интерэлектро(унифицированная серия)

Р - обозначения по ГОСТ-у.

Предназначены для работы от сети переменного тока частоты 50 Гц и изготовляется на номинальные напряжения: 220В, 380В, 660В, 220/380В, 380/660В.

Двигатели АИР изготовляются в чугунном исполнении (станина и щиты из чугуна) и в алюминиевом исполнении (станина из алюминиевого сплава, щиты из чугуна).

Конструктивные исполнения и способ монтажа по ГОСТ 2479-79.

По способу монтажа изготавливаются в исполнении (1-я цифра):

IМ1 - на лапах с подшипниковыми щитами;

IМ2 - на лапах с подшипниковыми щитами и фланцем со стороны привода;

IМЗ - без лап с подшипниковыми щитами и фланцем со стороны привода.

Исполнения по способу монтажа (2 и 3-я цифры).

Условные обозначения концов вала (4-я цифра):

1 - с одним цилиндрическим концом вала;

2- c двумя цилиндрическими концами вала.

Основные технические характеристики:

- привязка мощности и установочных размеров стандарту ГОСТ Р 51689-2000; 
- степень защиты IP54, IP55 (АИР) по ГОСТ17494-87; 
- степень защиты IP23 (АМН) по ГОСТ17494-87; 
- изоляция класса нагревостойкости «F» по ГОСТ8865-93; 
- по способу монтажа, исполнения: IM 1001, IM2001, IM3011 по ГОСТ2479-79; 
- климатическое исполнение У2, У3 по ГОСТ15150-69. 
- режим работы S1 по ГОСТ183-74. 
- способ охлаждения 1С-0151 по ГОСТ20459-87. 
- уровень шума в режиме холостого хода - 2 класса по ГОСТ16372-93.

Дополнительные обозначения электродвигателей АИР специального исполнения:

Б - встроенная температурная защита (АИР112М2БУ3); 
В - встраиваемые (АИРВ71А2); 
С - с повышенным скольжением (АИРС100L4), не путать  с АИС - привязка мощности к размерам по DIN; 
Е - со встроенным тормозом (АИР100S2Е); 
Е2 - с ручным растормаживающим устройством (АИР100L4Е2);         3Е - однофазный с трехфазной обмоткой (АИР3Е80В4); 
Е - однофазный с двухфазной обмоткой (АИРЕ100S4); 
Ж - для моноблочных насосов со специальным выходным концом вала (АИР80В2Ж); 
РЗ - для мотор-редукторов (АИР100S4РЗ); 
Ш - для промышленных швейных машин (АИР71В2Ш); 
П - повышенной точности по установочным размерам (АИР100S4П); 
Ф - хладономаслостойкое исполнение (АИР90L4Ф); 
А - для атомных электростанций (4АС100L4А5);                                        Х2 - химостойкие (АИР112М4Х2).

Пример расшифровки условного обозначения:

АИР 355 S4 У3

"А" - асинхронный двигатель, 
"И" - Интерэлектро,                                                                                                 "Р" - привязка мощностей к установочным размерам в соответствии с ГОСТ Р 51689 ("C" - в случае привязки по нормам CENELEK), 
355 - высота оси вращения (габарит), 
S - установочный размер по длине станины, 
4 - число полюсов, 
У - климатическое исполнение, 
3 - категория размещения

 

 

 

Особенности конструкции

 

Электродвигатели АИР - унифицированная серия асинхронных электродвигателей. Серия электродвигателей АИРохватывает диапазон мощностей от 0,06 до 315 кВт.Общепромышленные двигатели применяются в станкостроении, деревообрабатывающей промышленности, в сельском хозяйстве, строительной технике, системах промышленной вентиляции, на транспортерах, подъемниках, в насосном оборудовании, холодильных и вакуумных установках. Электромашины этой группы выполнены в соответствии с международными и российским стандартами – CENELEC – DIN42673/DIN42677 и ГОСТ Р 51689 и активно используются в ремонте и комплектации импортного и отечественного оборудования модификации по условиям окружающей среды (тропическое, химически стойкое, для сельского хозяйства);

по точности установочных размеров (высокой точности и повышенной точности); с дополнительными устройствами (с фазным ротором, со встроенным электромагнитным тормозом), с повышенным пусковым моментом, с повышенным скольжением, многоскоростные, узкоспециальные (для судовых механизмов, для привода моноблочных насосов, рудничное исполнение, для привода бессальниковых компрессоров и др.).

Электродвигатели АИР изготовляются в чугунном исполнении (станина и щиты из чугуна) и в алюминиевом исполнении (станина из алюминиевого сплава, щиты из чугуна). Конструктивные исполнения и способ монтажа по ГОСТ 2479-79.

По способу монтажа Электродвигатели АИР изготавливаются в исполнении (1-я цифра): 
IМ1 - на лапах с подшипниковыми щитами; 
IМ2 - на лапах с подшипниковыми щитами и фланцем со стороны привода; 
IМЗ - без лап с подшипниковыми щитами и фланцем со стороны привод

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разработка принципиальной схемы электропривода сращивания пиломатериалов по длине

 

 

Шпальное сырье для производства железнодорожных шпал заготавливается длиной,  кратной длине шпал или равное длине переводных брусьевстрелочных переводов. Шпальное сырье,  то есть шпальные тюльки на шпалорезных станках проходят продольную распиловку.  Деревянные шпалы представляют собой двух- или четырехкантные брусья, что накладывает свои особенности на технологию и автоматизацию шпалопиления.

На рис. 3 представлена принципиальная электрическая схема автоматизированного электропривода, например шпалорезного станка ЦДТ-6МА. Силовая часть электропривода состоит из электродвигателей: шнекового транспортера ДР, механизма центрирования шпальной тюльки ДЦ, механизма поперечного перемещения шпальной тюльки ДП,  зажимного механизма ДЗ, механизма поворота шпальной тюльки ДБ, механизмов резания и перемещения каретки ДРП. Последние механизмы приводятся в действие от одного двигателя через редуктор, имеющий два выходных вала. На одном из них находится дисковая пила диаметром 1,2 м, а на втором – тросовый барабан механизма перемещения каретки.  Вал редуктора снабжен механизмом реверсирования для возврата каретки в исходное положение.  Рабочая скорость движения каретки до 1,3 м/с, а возвратная – до 2 м/с. Каретка перемещается по рельсовому пути.  Электрические цепи всех электродвигателей,

кроме ДРП, включаются при помощи автоматов А1-А5, обеспечивающих защиту от перегрузок и коротких замыканий. Для включения станка оператор нажимает кнопки автоматов,  а также кнопкой  «пуск» включает двигатель ДРП. При этом пила начинает вращаться,  но каретка неподвижна,  так как рычаг механизма реверсирования находится в нейтральном положении. Затем оператор кнопкой КР замыкает цепь катушки контактора КР,  включает двигатель шнекового транспортера ДР.

Когда шпальная тюлька попадает на шнековый транспортер,  она торцами прижимается винтовыми роликами к направляющей шине и выравнивается. Продвигаясь по шнековому транспортеру,  шпальная тюлька поступает на вилки центрирующего механизма и нажимает конечные выключатели ВКЦ1и ВКЦ2.  При срабатывании обоих конечных выключателей цепь катушки контактора КР разрывается, и двигатель ДР шнекового транспортера отключается. Одновременно конечные выключатели ВКЦ1 и ВКЦ2 включают катушку контактора КЦВ двигателя ДЦ механизма центрирования. Вилки этого механизма осуществляют подъем и центрирование шпальнойтюльки. По окончании центрирования тюлька нажимает конечный выключатель ВКЦВ, вследствие чего разрывается цепь катушки контактора КЦВ, и двигатель ДЦ останавливается. После этого оператор нажатием кнопки ПП замыкает цепь контактора КПВ и запускает двигатель ДП механизма поперечного перемещения каретки. Придя в крайнее переднее положение, каретка воздействует на конечный выключатель ВКП1, цепь катушки контактора КПВ размыкается, и двигатель ДП отключается. 

 

 

Рис. 3. Принципиальная схема автоматизированного электропривода шпалорезного станка

Одновременно замыкается цепь катушки контактора КЗВ,  который

включает двигатель ДЗ механизма зажима шпальной тюльки. Двигатель ДЗ через самотормозящуюся червячную передачу, шестерню и зубчатую рейку перемещает зажимной башмак, который зажимает тюльку с усилием до 2 т. С увеличением нагрузки на электродвигатель ДЗ ток в цепи статора возрастет, что вызывает срабатывание реле тока РТ, включенного через трансформатор тока ТТ в одну из фаз двигателя. Вследствие этого размыкающий контакт реле тока РТ разрывает цепь катушки контактора КЗВ, и двигатель ДЗ

отключается.  Одновременно замыкающий контакт РТ включает катушку контактора КЦН, в результате чего двигатель ДЦ механизма центрирования возвращает вилки в исходное положение,  где он отключается при помощи конечного выключателя ВКЦн.

Далее оператор принимает решение о месте первого пропила и нажи-

мает одну из кнопок К1-К18. Кнопка замыкает через контактную плиту цепь одного из реле РПН или РПВ. Когда каретка находится в крайнем переднем положении, то замыкается цепь реле РПН. При этом включается контактор КПН, и электродвигатель ДП производит поперечное перемещение каретки «назад». Вместе с кареткой перемещается и контактная плита. Когда изолированный разрез контактной плиты совместится со скользящим контактом

нажатой кнопки, то цепь катушки контактора КПП разомкнётся, и двигатель ДП отключится. Тюлька оказывается выведенной в положение, при котором плоскость пропила совпадает с плоскостью пилы. Оператор воздействует на рычаг коробки механизма продольной подачи и производит первый пропил, после чего реверсирует каретку в исходное положение. Поворот тюльки осуществляется нажатием кнопки ПВ.  При этом замыкается катушка контактора KB,  и включается двигатель ДВ поворотного механизма. После поворота тюльки на 90° однооборотный механизм при помощи выключателя ВКВ разрывает цепь катушки контактора KB, и двигатель ДВ отключается. Затем оператор назначает место второго пропила нажатием одной из кнопок К1-К18 и производит второй рез. После выполнения на данной тюльке последнего пропила оператор нажатием кнопки ПЗ включает двигатель ДЗ при помощи контактора КЗН на реверс, зажимной башмак отводится, и освободившаяся шпала относится от станка ленточным транспортером.  В момент прихода башмака в исходное положение нажимается конечный выключатель ВКЗ,  который отключает двигатель ДЗ и включает двигатель ДП при помощи контактора КПК. Каретка отводится в крайнее заднее положение, где воздействует на конечный выключатель ВКП2.  Цепь катушки контактора КПП разрывается,  и двигатель ДП отключается. Одновременно выключатель ВКП2 включает двигатель ДР шнекового транспортера для подачи следующей шпальной тюльки. Нетрудно представить,  что кнопки включения электродвигателей и система контактной плиты могут быть взяты за основу разработки системы

программируемого контроллера автоматического управления шпалорезным станком, например при курсовом проектировании.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Механические характеристики электродвигателей  независимого и параллельного возбуждения

Двигатели постоянного  тока независимого и параллельного  возбуждения характеризуются тем, что их поток возбуждения постоянен и не зависит от нагрузки. Действительно, их обмотки возбуждения включены или к специальному возбудителю, или в сеть (рис. 5, а, б), а ток возбуждения не зависит от тока якоря.

 

Рис.4 Схемы двигателей постоянного тока независимого (а) и параллельного (б) возбуждения и их механическая  (скоростная) характеристика (в)

В формуле заменим  силу тока в якоре выражением , получим уравнение механической характеристики

_или

.

Уравнение скоростной характеристики

_или

.

Формулы представляют собой  линейные зависимости скорости (частоты вращения) от момента (силы тока), так как n, , М и входят в эти уравнения в первой степени, а остальные величины остаются неизменными при изменении нагрузки. Отношения

 и 

называют угловой скоростью и частотой вращения при идеальном холостом ходе. На рис. 1, в изображена механическая (она же и скоростная) характеристика, на которой можно отметить три характерные точки: холостого хода, номинальной нагрузку короткого замыкания.

Расчет механических характеристик электродвигателей  независимого и параллельного возбуждения. Так как механическая характеристика прямолинейна, то для того, чтобы рассчитать и построить ее, достаточно найти координаты двух любых точек. Имея паспортные данные, целесообразно выбрать точки холостого хода номинального режима.

Точка холостого хода имеет координаты и М=0

Скорость и частота вращения идеального холостого хода

Точка номинального режима имеет координаты и . Причем задается в паспорте, а момент рассчитывается по формуле или .

По таким формулам рассчитывают естественную характеристику, получаемую при включении двигателя на номинальное напряжение без добавочных резисторов в цепи якоря и возбуждения. Если же при номинальном моменте включить добавочный резистор в цепь якоря, то получим искусственную характеристику:

 

_или

.

 

Из уравнений следует, что скорость идеального холостого хода при включении резистора не изменяется, а номинальная точка имеет другую ординату:

 

Чем больше , тем меньше жесткость характеристики.

Пример 1. Рассчитать и построить естественную и искусственную механические характеристики и определить их жесткость для двигателя постоянного тока параллельного возбуждения по следующим справочным данным: