Avantajele utilizării motoarelor cu mai multe viteze

Înlocuirea motoarelor convenționale cu o singură viteză cu cele cu mai multe viteze îmbunătățește în mod semnificativ calitățile tehnologice și operaționale ale mașinilor și mașinilor de tăiat metal și reduce intensitatea forței de muncă a producției acestora.

Se folosesc motoare cu mai multe viteze:

• în acționările de mașini și mașinile de tăiat metal, a căror viteză este de dorit să se modifice în funcție de dimensiunea, duritatea și alte proprietăți fizice ale materialului prelucrat sau în funcție de factorii tehnologici. Acestea includ mașini de tăiat metal și prelucrarea lemnului, separatoare centrifuge, drage și alte mecanisme pentru diverse aplicații;

• la mașini, mașini de tăiat metal și mecanisme cu diferite turații de funcționare și de mers în gol (ferărești);

• pentru pornire și oprire fără impact puternic asupra meselor cu impuls semnificativ (ascensoare, palan). În acest caz, procesul de lucru are loc la cea mai mare viteză de rotație, iar pornirea și oprirea mecanismului — la rotații mici, adesea cu comutare automată a numărului de poli;

• în acţionarea maşinilor şi maşinilor-unelte cu putere care variază în funcţie de momentul zilei, anotimp etc. (pompe, ventilatoare, dispozitive de marfă, transportoare etc.);

• în acționările de mașini cu mai multe scopuri diferite, fiecare care necesită o viteză diferită, de exemplu echipamente pentru sonde de petrol, unde viteza cea mai mică este utilizată pentru pomparea uleiului și viteza cea mai mare este utilizată pentru instalarea conductelor;

• în mecanisme a căror modificare de viteză este determinată de puterea consumată. Un exemplu sunt laminoarele plate, unde inițial, cu deformare semnificativă a metalului, laminarea se efectuează la o viteză mică, iar operațiunile de finisare la viteză mare.

• în blocuri, unde pe lângă reglarea vitezei de rotație a motorului prin comutarea numărului de poli, se realizează o creștere suplimentară a limitei de control al vitezei prin modificarea frecvenței rețelei de alimentare.

Datorită utilizării motoarelor cu mai multe viteze în acționările electrice ale mașinilor și mașinilor de tăiat metal, este posibil să:

1) simplificarea proiectării mașinilor cu excluderea cutiilor de viteze și a surselor de alimentare;

2) creșterea performanței, productivității și ușurinței de întreținere a mașinilor de tăiat metal;

3) îmbunătățirea calității prelucrării mașinii prin reducerea vibrațiilor și reducerea inexactității în funcționarea mecanismelor cu un număr mare de angrenaje;

4) creșterea eficienței mașinii prin reducerea verigilor intermediare ale lanțului cinematic;

5) schimbarea vitezei în mișcare fără oprirea mașinii;

6) simplificarea gestiunii automate a proceselor de pornire, oprire, inversare și oprire;

7) simplificarea gestiunii automate a modurilor de prelucrare in functie de factorii tehnologici.

Pornirea motorului la o viteză de rotație mai mică are și avantajul că valoarea absolută a curentului de pornire în acest caz va fi, de regulă, mai mică decât curenții de pornire pentru viteze mai mari. Când comutați bobina de la un număr mai mic la un număr mai mare de poli, adică atunci când viteza motorului încetinește, frânarea regenerativă a motorului, care scurtează timpul de oprire al mașinii și nu este asociat cu pierderi de energie, cum este cazul frânării înapoi.

Există oportunități largi de utilizare a motoarelor cu mai multe viteze într-o mare varietate de tipuri de mașini automate de tăiat metale universale și speciale: strunjire, strunguri de strunjire, găurire, frezare, șlefuire, rindeluire longitudinală și transversală, ascuțire etc.

Motoarele cu mai multe viteze sunt cele mai utilizate pe scară largă în mașinile-unelte și acționările mașinilor pentru prelucrarea lemnului.

O gamă semnificativă de reglare a vitezei mașinilor universale de tăiat metal necesită reductoare sau cutii de viteze cu un număr mare de trepte de control. Atunci când procesul de reglare este efectuat într-un singur mod mecanic, cutiile de viteze sunt structural mult mai complexe și necesită un sistem de control mai complex.

Ambii factori determină o creștere a intensității forței de muncă și o creștere a costului de fabricație a cutiilor de viteze.Prin urmare, un sistem de control al vitezei compus este utilizat pe scară largă în mașinile-unelte, care este o combinație a unui motor electric, ale cărui viteze sunt reglate într-o gamă destul de largă, cu o cutie de viteze sau o ralantină relativă cu eficiență mai mare în comparație cu cutiile de viteze mai complexe.

Este recomandabil în special să folosiți motoare cu mai multe viteze în mașinile de tăiat metal, unde vă puteți limita la două, trei sau patru viteze diferite la o viteză a axului mașinii egală cu viteza motorului. În acest caz, se folosesc motoare încorporate cu mai multe viteze. Statorul motorului este încorporat în capul mașinii, iar axul este conectat printr-un cuplaj la arborele rotorului motorului, sau rotorul motorului este montat direct pe ax.

Un astfel de design al mașinii se dovedește a fi extrem de simplu, lanțul său cinematic este cel mai scurt, iar motorul este cât mai aproape de arborele de lucru.

În cazul în care viteza de rotație a axului sculei de tăiere a metalelor nu corespunde cu viteza de rotație a motorului cu mai multe viteze, acesta din urmă este conectat la ax prin intermediul unei curea sau a unei transmisii. O diagramă cinematică similară este utilizată pentru sălile de operație ale strungurilor, mașinilor de frezat sau mașinilor mici de găurit. Adăugarea căutării simple la o astfel de schemă extinde foarte mult gama de control al vitezei mașinii, extinzând lanțul cinematic al mașinii doar la viteze de rotație mici.

Utilizarea unui motor cu mai multe viteze în acționarea electrică a mașinii-unelte, conectat direct la variatorul de turație, extinde foarte mult posibilitatea de control fără probleme a vitezei mașinii.Aplicația, de exemplu, un motor cu două viteze 2p = 8/2 și un variator mecanic cu un raport de viteză de 4: 1, puteți implementa pentru a seta controlul continuu al vitezei de la 187 la 3000rpm, adică. obțineți un interval de ajustare de 16:1.

Cu un motor cu două viteze de 500/3000 rpm și un variator cu raport de 6:1, gama de control fluid al vitezei mașinii este extinsă la 36:1, obținută prin utilizarea boost-ului după variator.

Gama de control fluid al vitezei de acționare poate fi mutată în zona cu viteze mai mari sau mai mici prin schimbarea vitezei de rotație a motorului cu mai multe viteze. Dacă acest lucru nu este suficient, între motor și variator se plasează un overdrive sau o schimbare în treaptă, cel mai adesea o curea trapezoidale sau o curea.

Pentru reglarea lină a vitezei într-un interval relativ mic de până la 1:4 cu un cuplu constant al arborelui, un motor asincron cu ambreiaj glisant.

Eficiența unui astfel de motor este determinată de expresia η = 1 — s, unde s este alunecarea egală cu diferența dintre vitezele de rotație ale rotorului și arborele de ieșire. Prin urmare, la s = 80%, randamentul va fi de numai 20%. În acest caz, toate pierderile de putere sunt concentrate în tamburul ambreiajului.

Prin înlocuirea unui motor convențional cu o singură viteză cu unul cu mai multe viteze într-o transmisie cu ambreiaj glisant, este posibilă creșterea eficienței și extinderea domeniului de reglare a vitezei acestei unități.De exemplu, într-un motor cu două viteze cu un raport de schimbare a polilor de 2:1, controlul vitezei se realizează în pași de raport de 2:1, iar în intervalul dintre aceste viteze și sub ele, reglarea lină este efectuată de ambreiajul cu alunecare. Intervalul general de control va fi 4:1 cu o eficiență minimă de 50%.

Datorită utilizării mai complete a proprietăților de reglare ale cuplajelor (domeniul de control 5: 1), este posibil să se extindă domeniul de control la 10: 1 la cel mai mic randament (la cea mai mică viteză de rotație a arborelui) η = 20 %.

Aplicarea unui motor cu trei viteze cu o înfășurare schimbătoare de poli 2p = 8/4/2 permite creșterea domeniului de control la 8: 1 la cea mai scăzută eficiență de antrenare η = 50% și atingerea limitei de control de 20: 1 la randament la cea mai mică viteză η=20%.