МЕХАНІЧНА ЧАСТИНА ЕЛЕКТРОПРИВОДА

Загальні відомості

Відповідно до визначення електроприводу до складу його механічної частини входять такі елементи силового каналу: рухома частина ЕМП (двигуна) - ротор або якір; механічний перетворювач (МП); робочий орган (РО) виконавчого механізму (рис. 2.1).

Склад механічної частини електроприводу

Мал. 2.1. Склад механічної частини електроприводу

На рис. 2.1 хвилястими лініями відзначені "стики" механічної частини з електромеханічним перетворювачем зліва і з технологічною установкою справа.

Схема (рис. 2.1, а) - вельми загальна. Так, наприклад, в ліфті ротор двигуна через редуктор, барабан, трос пов'язаний з кабіною; в пресі ротор двигуна через редуктор і кривошипний механізм пов'язаний з пуансоном; в невеликому прокатному станс ротор двигуна через редуктор і карданний вал пов'язаний з робочим валком і т. д. Крім зазначених основних елементів в МП входять різні додаткові елементи: муфти, частини гальмівних вузлів, сполучні ланки і т. п.

Існують установки, де механічні передачі відсутні (рис. 2.1,6). Так, в невеликих вентиляторах крильчатка зазвичай безпосередньо пов'язана з валом двигуна, в деяких стрілочних електронному годиннику хвилинна стрілка розміщена на валу мікродвигуна і т. П.

Іноді робочий орган суміщений з рухомою частиною двигуна (рис. 2.1, в). Це, наприклад, мотор-колесо в деяких видах транспортних засобів, МГД-насос, в якому роль рухомої частини двигуна грає сама перекачується електропровідний рідина, деякі центрифуги і т. П.

Ми розглянули загальний характер схем (рис. 2.1), існує багато установок з більш складними розгалуженими кінематичними схемами, коли-небудь один двигун пов'язаний з декількома робочими органами, або кілька двигунів працюють на один механізм, або, нарешті, двигуни вбудовані в різні ланки кінематичної ланцюги, як це зроблено в деяких сучасних маніпуляторах.

Ланки механічної частини електроприводу

Конструктивне виконання механічної частини електроприводу може бути вельми різноманітним. Проте, вона містить певні ланки з загальними для різних приводів функціями.

Двигун як ланка механічної частини приводу являє собою джерело або споживач механічної енергії. У механічну частину приводу входить лише обертовий елемент двигуна - його ротор (або якір в машинах постійного струму), який володіє певним моментом інерції (У), може обертатися з деякою швидкістю (w) і розвивати рушійний або гальмуючий момент ( М ).

Механічний перетворювач (МП) здійснює перетворення руху в механічної частини електроприводу. За допомогою МП може збільшуватися або зменшуватися швидкість, змінюватися вид руху, наприклад, здійснюватися перетворення обертального руху в поступальний і т. Д. До механічних перетворювачів відносяться редуктори (рис. 2.2, а), гвинтові, зубчато-рейкові (рис. 2.2, 6 ) або ремінні передачі, барабан з тросом (рис. 2.2, в), крівошіпношатунний механізм (рис. 2.2, г) і т. п. Механічний перетворювач характеризується коефіцієнтом передачі, що є відношенням швидкості на вході до швидкості на виході, механічної інерційністю і у пругостью його елементів, зазорами і тертям в зацеплениях і зчленуваннях перетворювача.

Приклади механічних перетворювачів руху

Мал. 2.2. Приклади механічних перетворювачів руху

Виконавчий або робочий орган (РО) виробничої машини реалізує підведену до нього механічну енергію в корисну роботу. Найчастіше він є споживачем енергії. Ця функція робочого органу характерна для механізмів, що здійснюють обробку матеріалів, підйом або переміщення вантажів і т. П. При цьому потік механічної потужності спрямований від двигуна до робочого органу. Іноді робочий орган може бути джерелом механічної енергії. У цьому випадку він віддає механічну енергію, накопичену механізмом, наприклад, при спуску вантажу, або інформацію, що надійшла в механізм ззовні, наприклад, при вітровому навантаженню на поверхню крана, земенаряда, дзеркала антенного пристрою. Потік механічної потужності при цьому спрямований від робочого органу до двигуна. Робочий орган характеризується певною інерційністю, робочим моментом при його обертальному русі або робочим зусиллям при поступальному русі. У кожному конкретному механізмі РВ має своє конструктивне втілення. Передача механічної енергії від вала двигуна до робочого органу або назад пов'язана з втратами в механічних ланках [2]. Причина втрат - тертя в підшипниках, що направляють, зацеплениях і т. П. У механічних ланках, що володіють пружністю, виникають додаткові втрати, зумовлені в'язким тертям в деформованих елементах. В результаті цього потік потужності, проходячи від джерела до споживача, поступово зменшується. При цьому втрати механічної енергії покриваються джерелом енергії: двигуном при прямому потоці енергії і робочим органом при зворотному.

Завдання електроприводу, в кінцевому рахунку, полягає у виконанні заданих за технологічними вимогами законів руху робочого органу з максимальним наближенням. При реалізації цього завдання часто виходять з того, що закон руху ротора двигуна пропорційний із зазначеним законом для робочого органу. Однак при цьому необхідно мати на увазі, що механічні ланки можуть вносити спотворення в передане рух. Ці спотворення виникають через те, що механічні ланки мають інерційністю, а також з-за втрат енергії внаслідок зазорів і пружності елементів, що утворюють ланки. Однак часто ці спотворення несуттєві, і в цих випадках з ними можна не рахуватися.

Різні ланки механічної частини приводу можуть здійснювати різні за характером руху - обертальні (найчастіше, так як більшість двигунів обертаються), поступальні, возвратнопоступательние, комбіновані (іноді дуже складні, як, наприклад, в сучасних роботах).

Таким чином, механічна частина в загальному випадку являє собою систему рухомих мас, жорстко або пружно пов'язаних один з одним, на які впливають різні сили і моменти; як створені в електромеханічному перетворювачі (двигуні), так і обумовлені технологічним процесом; корисні (на робочому органі), для подолання яких призначений привід; шкідливі (у всіх елементах механічної частини), обумовлені тертям. Рух кожної маси характеризується просторовими координатами і їх похідними.

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >