Раздел 2 Механическое оборудование

↑

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 38Следующая ⇒

Классификация деталей машин

Все детали машин делятся на две группы: детали соединений И детали передач. Детали соединений служат для скрепления узлов И механизмов друг с другом, а детали передач — для передачи дви­жения, изменения направления и скорости движения

Детали соединений

Жесткое соединение деталей машин может быть двух видов: p;i п.емное и неразъемное.

Неразъемные соединения позволяют выдерживать большие нагрузки, чем разъемные, они проще и дешевле, но при необходи­мости разъединения деталей приходится нарушать их целостность. Как видно из рис. 1.2, к неразъемным относятся сварные, закле­почные, клеевые соединения, а также соединения пайкой (паяные) и посадка с натягом.

Сварные соединенияобразуются путем сварки деталей. При этом различают сварку давлением, плавлением, контактную, тре­нием, ультразвуком, электронно-лучевую и т. д.

Сварка— соединение деталей посредством их местного нагре­ва до пластичного состояния и использования сил молекулярного взаимодействия на месте стыка, где образуется сварной шов. Для местного нагрева используется энергия электрической дуги (элек­тросварка), энергия горящего газа (газосварка), нагрев тел при тре­нии. Для сварки тугоплавких металлов и получения высококачест­венных швов применяют электронно-лучевую сварку, при которой нагрев производится электронным лучом в вакууме.

По назначению различают сварные швы: прочные, способные выдерживать большие нагрузки; плотные, обеспечивающие герме­тичность; прочно-плотные, например для изготовления сосудов, работающих под повышенным давлением.

В зависимости от расположения в пространстве соединяемых деталей швы бывают стыковые, когда детали находятся в одной плоскости (рис. 1.3, а, б), и угловые, когда детали соединяются внахлестку (в), в тавр (г) и под углом (д).

Соединения пайкойвыполняются тогда, когда невозможно и (или) нежелательно применять сварку. В этом случае до темпера­туры плавления нагревают не соединяемые детали, а припой— спе­циальный металл или сплав, который плавится при более низкой температуре, чем металл соединяемых деталей. С помощью паяль­ника расплавленным припоем обрабатывают поверхности соединя­емых деталей, и они скрепляются силами молекулярного сцепления. После остывания припоя детали жестко соединяются друг с другом.

Заклепочные соединения. Вслучаях когда невозможно приме­нить самый дешевый способ соединения — сваркой, детали соеди­няют специальным элементом — заклепкой (рис. 1.4).

Заклепка— стержень цилиндрической формы  с закладной головкой , которая может быть различной формы: полусферичес­кой , потайной , полупотайной   и плоскоконической .

Заклепки изготавливаются из алюминия, меди, их сплавов, реже из стали. Размеры заклепок и их форма стандартизированы. Для соединения деталей в них просверливаются сквозные; отверстия совмещают и снизу вставляют заклепку, под кото­рую устанавливают поддержку. На выступающий конец заклепки воздействует обжимкой (молотком, кувалдой), в результате чего

конец превращается в замыкающую головку , а заклепка стано­вится короче, но толще, заполняя пространство между деталями. Расположенные в ряд заклепки образуют заклепочные швы, кото­рые по назначению бывают: прочные, плотные и прочно-плотные. При соединении деталей встык применяют одну или две накладки, которые располагают над и(или) под соединяемыми деталями.

Посадка с натягомприменяется значительно реже, чем сварные и заклепочные соединения. Для этого одну из соединяемых дета­лей со сквозным отверстием или углублением нагревают до высо­кой температуры, при этом диаметр отверстия увеличивается, де­таль натягивают на другую. При остывании отверстие принимает первоначальный размер и происходит жесткое соединение дета­лей. При необходимости аналогичным образом детали можно рас­соединить.

Клеевые соединения.Промышленность стала выпускать новые виды клея, способного скреплять различные материалы: дерево с металлом, пластик с металлом, металлы с металлами и т. п. Но­вые виды клея позволяют соединяемым деталям выдерживать оп­ределенные нагрузки, что расширяет возможности использования клеевых соединений в машиностроении

Разъемные соединения

В отличие от неразъемных разъемные соединения позволяют производить многократную сборку и разборку деталей без наруше­ния их целостности. К разъемным относятся резьбовые, клиновые, шпоночные, шлицевые, штифтовые и профильные соединения .

Резьбовое соединениедеталей происходит путем завинчивания одной детали внутрь другой с помощью резьбовой (винтовой) по­верхности.

В таких соединениях резьба у одной детали нарезается снару­жи, а у другой внутри. При этом завинчиваемая деталь совершает вращательное движение вокруг своей оси и одновременно посту­пательное движение вдоль нее.

В торговом машиностроении для соединения деталей и агрега­тов широко применяются различнхые крепежные детали с резьбой: болты, винты, шпильки, гайки и шайбы.

Болты и винты по конструкции схожи между собой — цилинд­рической формы стержень с головкой на одном конце и резьбой на другом. Головки болтов бывают различной формы: шестигранной , шестигранной с отверстием полукруглой и с квад­ратным подголовником  или с усом , потайной . Соедине­ние болтом наиболее простое и распространенное. В соединяемых деталях просверливаются сквозные отверстия; отверстия совмеща­ют и вставляют в них болт, а на выступающий конец с резьбой на­винчивают гайку.

Гайка — деталь различной формы со сквозным отверстием и внутренней резьбой Иногда при вибрациях и динамических нагрузках происходит самовывинчивание гаек. Для предотвра­щения этого и увеличения силы трения применяют гаечный за­мок — вплотную к основной гайке навинчивают контргайку ли используют пружинные шайбы, имеющие срез, загнутые концы которого предотвращают самовывинчивание.

Винты применяются в том случае, когда невозможно или эко­номически невыгодно применять соединение болтом. Винтовое соединение менее надежно, выдерживает меньшие нагрузки, чем болтовое. Для соединения винтом в одной из деталей просверлива­ют сквозное отверстие, а в другой детали в углублении для стержня винта нарезается внутренняя резьба. Через деталь со сквозным от­верстием вставляют стержень винта и вкручивают его во вторую деталь. Головки винтов могут быть различной формы: шестигран­ные и четырехгранные под гаечный ключ потай­ные  полупотайные, полусферические со шлицей (прорезью) под отвертку , шестигранные и четырехгранные со шлиией для двойного применения , полукруглые , без головки со шли­цей  и под ключ , с головкой под ключ . Для облегчения подъема изделий применяются рым-болты (л), головка которых выполнена в виде большого кольца для захвата грузоподъемными машинами. Для закрепления на валах различных деталей применя­ют установочные винты  с плоскими, коническими или ци­линдрическими концами без головок, имеющие шлицы под отвер­тку обыкновенную либо с крестообразным шлицем под специаль­ную отвертку.

Шпилька — цилиндрический стержень с резьбой на обоих кон­цах. При соединении с помощью шпильки можно получать как болтовое соединение (реже), так и соединение винтом. Если в обе-. их деталях имеются сквозные отверстия, то в совмещенные отверс­тия вставляется шпилька, а на выступающие концы стержня с двух сторон навинчиваются гайки.

Если в одной из деталей есть резьбовое углубление, то в него до отказа завинчивается один конец шпильки, на стержень надевает­ся вторая деталь, а затем на свободный конец шпильки навинчива­ется гайка. Для разборки соединения достаточно отвин­тить гайку и удалить деталь, а шпильку можно не выворачивать.

Соединения с помощью шпилек более надежны, чем соедине­ния винтом, а в некоторых случаях и надежнее, чем болтом.

Клиновые соединения. В соединениях данного типа для скреп­ления деталей используется клин, представляющий собой плас­тинку, ограниченную параллельными или непараллельными плос­костями Для скрепления деталей в них проделываются соответствующей формы отверстия, затем отверстия совмещают и вставляют клин. Если у клина параллельные плоскости, то он вставляется и вынимается свободно и соединение называется ненапряженным. В напряженных клиновых соединениях боковые стороны клина непараллельны, клин вставляют в пазы скрепляемых деталей и заколачивают. Благодаря малому углу меж­ду боковыми сторонами клин надежно удерживается в пазах дета­лей силой трения.

Штифтовые соединения.Штифт — крепежная деталь цилинд­рической или конической формы с головками или без них. Для соединения в деталях просверливаются сквозные отверстия (например, на валу и в детали), отверстия совмещают и в них вставляют штифт. Штифтовые соединения бывают напря­женными и ненапряженными. Иногда конец штифта снабжается пропилом и разводится после монтажа, а при необхо­димости демонтажа усики пропила сводятся и штифт легко удаля­ется . Конические штифты бывают с резьбой на конце  или без нее. Штифты устанавливаются перпендикулярно оси вала

Шпоночные соединения.В торговом машиностроении шпоноч­ные соединения применяются достаточно широко: для крепления к валам и передачи вращения шкивам, колесам, звездочкам и дру­гим деталям, а также для жесткой фиксации деталей друг с другом, например в мясорубке для фиксации ножевых решеток внутри корпуса . Шпонка — клиновая деталь с параллельными или непараллельными гранями, в отличие от штифтов устанавли­вается параллельно оси вала.

По форме различают шпонки: обыкновенные  призмати­ческие , призматические с плоскими торцами , направляю­щие и сегментные . Вышеперечисленные шпонки передают вра­щающий момент боковыми гранями и являются ненапряженными соединениями.

Напряженные соединения получают с помощью клиновых шпонок, которые забивают в шпоночное гнездо. Такие шпонки бывают с головками  и без них, с закругленными или плоскими торцами. Клиновые шпоночные соединения обеспечивают пере­дачу не только вращающего момента, но и осевых усилий. Однако они вызывают перекос и радиальное смещение вала, что ограничи­вает область их применения.

Шлицевыесоединения иначе называют многошпоночными, так как у них несколько шпонок и они выполнены вместе с валом В зависимости от форм зуба шлицевые соединения бы­вают треугольные, трапецеидальные, прямоугольные, эвольвентные. Шлицевые соединения имеют некоторые преимущества по сравнению со шпоночными, так как они меньше ослабляют вал, могут передавать большие мощности и скорости, обеспечивают осевое перемещение деталей вдоль вала, а также лучшее центриро­вание соединяемых деталей; но они более дорогостоящие. Шлице­вые соединения стандартизированы.

Профильные соединениясвое название получили в связи с тем, что соединяемые с валом детали имеют отверстия, по форме соот­ветствующие профилю конца вала (квадратные, треугольные и т. д.). Таким образом крепятся ножи мясорубок на валу, рукоят­ки на конце вала, вал сменного механизма с валом универсального привода и т. п. Преимущества и недостатки профильных соедине­ний аналогичны шлицевым соединениям

Тема 1.2 Детали передач

Детали передач, как отмечалось, служат для передачи движе­ния, изменения скорости, мощности и направления движения. К ним относятся: оси и валы; опоры осей и валов; муфты; переда­чи; передаточные механизмы; редукторы.

 Оси и валы

Оси и валы поддерживают в пространстве вращающиеся дета­ли и части машин. При этом оси только поддерживают вращаю­щиеся части в пространстве, а валы не только поддерживают, но и придают им вращательное движение.

Оси проще по конструкции, могут быть неподвижными , подвижными, вращающимися вместе с деталями . Валы по конструкции, соответственно, сложнее и при работе всегда вра­щаются. Оси чаще имеют цилиндрическую форму. Валы же быва­ют прямые, коленчатые и, реже, гибкие. Прямые валы  ци­линдрической формы, в поперечнике имеют круглое, реже, коль­цевое сечение. Различные части валов имеют разный диаметр и назначение. Опорными частями валов являются шип (при горизонтальном) и пята (при вертикальном) расположении вала Для закрепления деталей валы имеют шпоночные канавки, отверстия, протоки, заплечики, резьбовые участки, шлицы и т. п. Иногда вместе с валом изготавливаются червячные и зубчатые колеса.

Валы коленчатые бывают с одним или несколькими коленами Гибкие валы  изготавливаются из стального проволочного сердечника и предохранительного рукава, внутри которого в пространстве, заполненном смазкой, вращается сердечник.

 Опоры осей и валов

Опорные части валов и осей в зависимости от расположения называются шип и пята. Опорами для них являются соответствен­но подшипники и подпятники. Наиболее часто используются под­шипники, которые по характеру силы трения подразделяются на подпипники трения скольжения и подшипники трения качения.

Подшипники скольжения представляют собой два диска: один внутри другого. На внутренний диск, который называ­ется вкладыш, укрепляется вал, а наружный диск закрепляется внутри корпуса (станины). Подшипники данного типа подразде­ляются на глухие — неразъемные  и разъемные  Глухие подшипники не могут передавать большие мощности и не выдер­живают больших скоростей.

Разъемные подшипники используют при больших скоростях и нагрузках в валах. Они состоят из корпуса /, крепящегося к ста­нине, разъемного (состоящего из двух полуколец) вкладыша , крышки  и болтов для стягивания крышки и корпуса. Для умень­шения силы трения используют масленки , из которых на вал периодически поступает смазка. Подпятники (г) устанавливаются под вертикальными валами.

а                б                   в                      г                           д

Подшипники каченияболее сложные по конструкции, чем под­шипники скольжения. Они состоят из двух колец, между которы­ми находится тело качения: ролики, шарики или иглы (рис. 1).

Рис. 1. Подшипники качения

Для равномерного распределения тел качения по окружности их располагают внутри сепараторов. Шарикоподшипники (а, б), ро­ликоподшипники {в, г) и иглоподшипники (д) в отличие от под­шипников скольжения имеют меньше потерь на трение и нагрев, меньшие габариты, но боятся загрязнений и требуют смазки.

 Муфты

Муфты применяются для соединения валов друг с другом или валов с деталями и передачи вращающего момента. Существует большое разнообразие конструкций муфт. В торговом машиностро­ении применяются втулочные, дисковые (фланцевые), упругие втулочно-пальцевые и сцепные муфты различных видов .

Самая простая по конструкции втулочная муфта представляет собой втулку, которая насаживается на концы валов и крепится к ним различными способами: шпонками, штифтами, винтами или с помощью шлицев.

Фланцевые муфты состоят из двух дисков (полумуфт), которые насаживаются на концы валов и крепятся к ним с помощью шпо­нок. Полумуфты стягиваются друг к другу болтами.

Для предотвращения деформации валов и компенсации неболь­ших смещений соединяемых валов, смягчения ударных нагрузок,

Рис. 2..Муфты

например у вибрационных машин, применяют компенсирующие муфты. Однако наибольшее распространение среди них получили упругие втулочно-палъцевые муфты (б), которые, как и фланцевые, крепятся на валах. Вместо болтов расположены пальцы, на концы которых надеты резиновые втулки. Такие муфты более бесшумные.

Часто в машинах необходимо без остановки соединять или от­соединять валы друг от друга. Для этой цели применяет сцепные муфты различных видов. Наибольшее распространение получила кулачковая муфта {в, г), состоящая из двух полумуфт, имеющих на поверхности кулачки прямоугольного или трапецеидального про­филя. Одна полумуфта жестко крепится с помощью шпонки на ве­дущем валу, а другая полумуфта — с помощью направляющей шпонки на ведомом валу и может перемещаться вдоль него пос­редством отводки.

Обгонные муфты позволяют передавать вращающий момент с ведущего вала на ведомый только в одном направлении и вра­щаться ведомому валу с большей скоростью, чем ведущий.

Передачами называются механизмы, передающие движение (механическую энергию) от ведущего вала к ведомому, при необ­ходимости изменяя скорость вращения и направление движения. Передачи характеризуются передаточным числом, которое можно определить как отношение скоростей вращения валов, диаметров колес (валов) или числа зубьев колес (звездочек) по одной из сле­дующих формул:

Как правило, передаточное число имеет постоянное значение.

Передачи, где возможно плавное регулирование скоростей на ходу, называются вариаторами.

Различают следующие виды передачи: с гибкой и жесткой свя­зью; трением и зацеплением. К передачам с гибкой связью относят­ся ременные и цепные , с жесткой связью — фрикционные , зубчатые , червячные; к передачам трением — фрикционные  и ременные , к передачам зацеплением — зуб­чатые, червячные и цепные.

Ременные передачисостоят из двух шкивов и надетого на них •бесконечного ремня . Передача движения происходит за счет силы трения, которая возникает между поверхностями рем­ня и шкива.

По виду ремня различают плоскоременные , клиноременные , поликлиновые и круглоременные  передачи. В по­давляющем большинстве ременные передачи передают движение параллельным валам. Натяжение ремня можно регулировать уве­личением расстояния между шкивами или с помощью натяжного ролика .

Преимущества ременных передач — простота изготовления, бесшумность и плавность хода, возможность передавать движение на большое расстояние, самопредохранения (при перегрузках — пробуксовывание ремня), а также возможность одним ремнем привести в действие несколько валов

Недостатками являются: невозможность передачи больших мощностей, непостоянство передаточного числа (при пробуксовывании, пониженный КПД (92—95 %), растяжение (провисание) ремня, соскальзывание ремня со шкива.

Цепные передачисостоят из двух зубчатых колес (звездочек), на которые надета гибкая бесконечная цепь  Передача движения осуществляется за счет зацепления зубьев звездочки со звеньями шарнирной цепи.

Цепная передача вращает только параллельные валы. Цепь бы­вает двух видов: роликовая и зубчатая  Наиболее распро­странена роликовая цепь. Преимущества цепной передачи — возможность передавать движение на большое расстояние, одной цепью приводить в дейс­твие несколько валов (г), при необходимости вращать их в разные стороны, достаточно высокий КПД (97—98 %). Недостатки — сложность изготовления, большой шум при работе по сравнению с ременной передачей, растяжение цепи из-за износа шарниров и поэтому необходимость периодического натяжения цепи, а так­же необходимость смазки.

Зубчатые передачисостоят из двух зубчатых колес, зубья кото­рых входят в зацепление друг с другом; при вращении зубья веду­щего толкают зубья ведомого колеса.

Различают зубчатые передачи с внешним зацеплением , в которых зубья расположены снаружи колеса, что позво­ляет изменять направление движения на противоположное, и с внутренним зацеплением , сохраняющим направление движе­ния. По форме зубьев передачи бывают прямозубые), у кото­рых зубья расположены параллельно оси колеса, косозубые , у которых зубья расположены под углом к оси колес; шевронные, у которых зуб имеет форму угла; круговые ; винтовые ).

Шевронные зубья имеют наибольший КПД, но они более сложны в изготовлении; используются в основном при передаче очень больших мощностей.

Разновидностью зубчатой передачи является зацепление типа рейка—шестерня (к) — реечная передача, которая может превра­щать один вид движения в другой в зависимости от того, какая де­таль является ведущей. Если шестерня ведущая и совершает вра­щательное движение, то рейка совершает поступательное движе­ние. Если шестерня совершает реверсивное вращение, то рейка — возвратно-поступательное, и наоборот. Если ведущей является рейка, совершающая возвратно-поступательное движение, то шес­терня будет совершать реверсивное движение.

Преимущества зубчатых передач — самый высокий КПД из всех передач (до 99 % при хорошей смазке), компактность, долго­вечность, надежность, возможность передавать движение в разных направлениях. Недостатки — сложность в изготовлении, шум при работе, невозможность плавного изменения скорости движения, необходимость смазки.

Червячные передачисостоят из червяка и червячного колеса . Червяк имеет форму винта и является только ведущим, зубья червячного колеса входят во впадины резьбы червяка. Червячная передача позволяет передавать вращательное движение валам со скрещивающимися осями (чаще под прямым углом).

Преимущества данного типа передач — большое передаточное число (100 и более), что позволяет выиграть в силе, компактность, плавность, возможность самоторможения. Недостатки — слож­ность и трудоемкость в изготовлении, невысокий КПД (до 70 %; а у самотормозящихся — менее 50 %), повышенный нагрев, необ­ходимость смазки.

Фрикционные передачисостоят из двух колес (катков), прижатых друг к другу и передающих движение за счет силы трения  Цилиндрические катки передают движение парал­лельным валам , а конические — пересекающимся .

Преимущества — просты по конструкции, бесшумны, само­предохраняющиеся. Недостатки — малый КПД (до 80—90 %), не­постоянство передаточного числа, быстрый износ катков, необхо­димость в постоянном прижатии катков, поэтому практически в торговом машиностроении не применяются Передаточные механизмы

К передаточным относятся планетарный и кривошипно-шатунный механизмы. Эти механизмы в отличие от вышеперечис­ленных передач позволяют осуществлять сложное движение.

В планетарном механизме вращательное движение превраща­ется в планетарное, при котором деталь вращается вокруг своей оси и одновременно вокруг другой оси (так движутся планеты в пространстве — отсюда и название механизма).

Планетарный механизм состоит из двух зубчатых колес: ведущего /, которое называется солнечным, и ведомого , которое называется сателлитом (их может быть несколько). Необ­ходимым условием работы данного механизма является жесткое соединение этих колес с помощью рычага — водила , который придает движение сателлиту и неподвижность солнечному колесу . Планетарный механизм может быть выполнен на базе двух пере­дач: зубчатой  с наружным или внутренним зацеплением или цепной ). На базе цепной передачи можно передавать планетар­ное движение на большее расстояние, чем на базе зубчатой.

Кривошипно-шатунный (кривошипно-ползунный, кривошип-но-кулисный) механизм служит для превращения вращательного движения в возвратно-поступательное ). Механизм состоит из ведущего органа кривошипа /, который на валу совершает вращательное движение, и шатуна , ползуна  или кулисы, ко­торые совершают возвратно-поступательное движение. Шатун со­единятся с помощью пальца  с рабочим органом — поршнем .

 Редукторы

Редукторы, как и передачи, служат для изменения скорости и направления движения. Редуктор — одна или несколько передач, заключенных в один общий корпус, называемый картером. Нали­чие картера позволяет компактно расположить детали передач, за­щищает детали от механических повреждений и загрязнений, обеспечивает необходимую смазку. В картере находятся три отвер­стия с пробкой: верхнее — для заливки масла, нижнее — для слива отработанного масла, среднее — для контроля за уровнем масла. В зависимости от числа ступеней передач различают редукторы од­ноступенчатые, двухступенчатые, трехступенчатые и т. д. Ступеня­ми являются зубчатые или червячные передачи, планетарные и кривошипно-шатунные механизмы, реже — цепные передачи. Валы редукторов называются входными, промежуточными и вы­ходными.

       Виды редукторов: зубчатый цилиндрический одноступенчатый, зубчатый ци­линдрический двухступенчатый, одноступенчатый зубчатый конический, зубчатый конический цилиндрический двухступенчатый  и червячный одноступенчатый . Редукторы, у ко­торых входной и выходной валы лежат в одной плоскости, называ­ются соосными.

Редуктор или его часть, позволяющие ступенчато изменять пе­редаточное число, называются коробкой скоростей, а те, в которых происходит плавное бесступенчатое изменение передаточного числа, — вариатором скоростей.

Коробка скоростей выполняется на базе зубчатых передач, и для перекдючения скорости двигатель надо отключать; вариатор скоростей — на базе клиноременной передачи, и скорость регули­руется на ходу без выключения двигателя.

Тема 1.3 Электроустановки

Электроустановки обеспечивают подачу электрического тока к приемникам, приводят машины в действие, включают или от­ключают их от электросети, регулируют режим работы, осущест­вляют их защиту и обеспечивают дистанционное управление ими. К электроустановкам относятся электроприводы, аппараты ручно­го и дистанционного управления, аппараты защиты.

 Электроприводы

Электропривод служит для приведения машины в действие и состоит из электродвигателя, передаточных механизмов и аппа­ратуры управления. Электродвигатель превращает электрический ток в механическую энергию, т. е. позволяет получить вращатель­ное движение. В торговом машиностроении чаще всего использу­ются электродвигатели трехфазного тока с короткозамкнутым ро­тором, реже — двигатели однофазного тока.

Трехфазные двигатели выпускаются на напряжение 220—380 В, подсоединяются в электросеть в звезду или треугольник в зависи­мости от напряжения.

Однофазные двигатели выпускаются на напряжение 220 В. При включении в трехфазную сеть напряжением 3N~220 В их подклю­чают к двум линейным проводам, в трехфазную сеть напряжением 3N~380 В — к линейному и нулевому проводам.

Трехфазные и однофазные двигатели предназначены для про­мышленной частоты 50 Гц и имеют частоту вращения вала не бо­лее 3000 об/мин.

В машинах, требующих изменения частоты вращения во время работы, применяют многоскоростные электродвигатели или ре­дукторы с коробкой скоростей (например, во взбивальных маши­нах).

По числу электродвигателей различают одиночные и многод­вигательные приводы.

При одиночном приводе рабочая машина приводится в движение от одного электродвигателя (мясорубка, вентилятор, насос). Для передачи движения от двигателя к машине используют

зубчатый редуктор. При непосредственной передаче движения от двигателя к машине (насос, вентилятор) скорость двигателя долж­на соответствовать скорости машины. Для удобства обслуживания машины и уменьшения ее габаритов двигатель, как правило, уста­навливают внутри машины (картофелечистки, мясорубки).

При многодвигателъном приводе рабочая машина приводится в движение несколькими двигателями, например машина для мы­тья столовой посуды ММУ-2000. Однако механизм этой машины можно привести в движение и от одного двигателя, но для этого потребуется сложное передаточное устройство.

По числу приводимых в действие машин различают индивиду­альные и универсальные электроприводы. Индивидуальный элект­ропривод служит для приведения в действие одной машины (кар­тофелечистка, мясорубка и др.). Универсальный электропривод по­очередно приводит в действие несколько сменных механизмов, входящих к нему в комплект.

 Аппараты ручного управления

Аппараты ручного управления служат для включения в сеть и от­ключения от сети приемников электроэнергии, а также для регули­рования режимов их работы. Принцип действия аппаратов включе­ния основан на замыкании или размыкании электрической цепи с помощью подвижных и неподвижных контактов. При замыкании подвижных контактов с неподвижными происходит подача элект­рического тока от источника к приемнику, а при размыкании этих контактов приемник обесточивается. Перемещение подвижных контактов производится механическим воздействием, поэтому большая их часть находится на самом оборудовании. К аппаратам ручного управления относятся: рубильники, кулачковые тепло­стойкие переключатели для кухонных плит, штепсельные разъемы, пакетные выключатели и переключатели, кнопочные пускатели.

 Корпус аппаратов ручного управления выполняются из диэ­лектрика и имеют маркировку, где указаны номинальные сила тока и напряжение. Провода от электросети подключаются к клеммам неподвижных контактов, а от клемм подвижных контактов — к приемнику энергии.

Рубильникислужат для включения и отключения различных приемников электроэнергии. Выпускаются различных видов: на силу тока 60, 100, 200 А и на напряжение 220 и 380 В в одно-, двух и трехполюсном исполнении. Однополюсные рубильники в торго­вом оборудовании не применяются.

Двухполюсные рубильники используются для включения одно­фазных электрических приемников. Они имеют два неподвижных и два подвижных контакта (ножа), одновременно перемещаемых вручную. При воздействии на рукоятку подвижные контакты по­ворачиваются вокруг оси. Приемник электроэнергии подключают к клеммам подвижных контактов (ножей), а провода сети — к клеммам неподвижных контактов. Контакты рубильника укреп­ляют на изоляционной плите (текстолитовой или мраморной).

Трехполюсные рубильники служат для включения приемников трехфазного тока. Такой рубильник имеет три непод­вижных  и три подвижных  контакта; контакты укреплены на изоляционной плите /. К клеммам  подсоединяют провода сети, а к клеммам  — трехфазный электрический приемник. Рукоят­ка  перемещения подвижных контактов (ножей) рубильника расположена сбоку. Это дает возможность легко закрывать ру­бильник кожухом , обеспечивая безопасность обслуживающего персонала.

При повороте рукоятки усилие через пружины передается подвижным контактам (ножам). Размыкание контактов начина­ется только при определенном усилии. Пружины в это время на­ходятся в растянутом состоянии и в процессе размыкания обес­печивают быстрое движение подвижных контактов (ножей) неза­висимо от дальнейшего увеличения нажима на рукоятку. Такое размыкание контактов позволяет быстро гасить дугу, обеспечивая их малый износ.

Кулачковый теплостойкий переключатель ТПКП для кухонных плит.В однофазных электротепловых аппаратах нагревательный элемент состоит из двух секций, различные способы включения которых изменяют его мощность. Включение секции — последо­вательное и параллельное; включение одной из секций осущест­вляют переключателем.

Кулачковый переключатель ТПКП состоит из шпин­деля  с кулачками механизма быстрого переключателя , корпуса  и контактной группы с клеммами неподвижных контактов. Контактная группа закреплена на корпусе с помощью винтов .На данном рисунке изображена схема кулачкового переключа­теля для положения рукоятки  «О».

Механизм быстрого переключения  крепится винтами . Он состоит из фигурной шайбы, к впадинам которой пружинами при­жимаются шарики. При повороте рукоятки на 45° пружины сжима­ются и шарики начинают соприкасаться с выступами шайбы. При дальнейшем повороте рукоятки потенциальная энергия сжатых пру­жин увеличивает скорость вращения шпинделя с кулачками. При быстром повороте кулачков увеличивается скорость размыкания контактов, поэтому искра (дуга) между ними легче гасится.

При повороте рукоятки на 90° по часовой стрелке (положение рукоятки «1») все нагревательные элементы оказываются вклю­ченными в электросеть последовательно, а нагрев будет слабым. При установлении рукоятки в положение «2» одна часть нагрева­тельных элементов будет обесточена, а другая включена, что при­ведет к снятию половины мощности рукоятки в положение «3» все нагревательные элементы будут включены параллельно, что дает максимальный нагрев. Таким об­разом, соотношение мощностей приемника будет.4:2:1.

Штепсельные разъемыслужат для включения переносных, пе­редвижных приемников однофазного и трехфазного тока. Как правило, приемники однофазного тока снабжены штеп­сельным разъемом с заземляющим контактом К клем­мам гнезд розетки подсоединяют провода электрической сети, к клеммам гнезда — провод заземления. К контактам  вилки подсоединяют выводы электрического приемника, к контактам — провод от его корпуса. При подключении электроприемника к сети штепсельной вилкой контакты входят в соприкосновение (замыкаются) с контактами  раньше, чем токоподводящие  контакты с контактами . Шнур  электрического приемника ук­репляется

а вилке  скобкой или специальным зажимным уст­ройством.

Штепсельный разъем приемников трехфазного тока состоит из розетки / и вилки . К трем клеммам гнезд  подводят линейные провода, а клеммы гнезда 8 соединяют с заземленной шиной или нулевым проводом. К трем контактам  вилки присоединяют обмотки элек­тродвигателя или спирали электротеплового аппарата. К более длинному контакту подсоединяют корпус машины.

При замыкании контактов штепсельной вилки с контактами розетки прежде всего замыкаются контакты и . Благодаря этому корпус заземляется раньше, чем напряжение попадет на рабочие клеммы электроприемника. Вилку можно вставить в розетку, толь­ко совместив впадины с выступами. Таким образом, если в при­емнике испортится электроизоляция, опасности поражения элект­рическим током в момент подключения его к сети не возникнет. Не будет ее и во время работы электроприемника.

Пакетные выключателивыпускаются различных видов: на силу тока 10 и 25 А и на напряжение 220 В в одно-, двух- и трехполюс-ном исполнении. Пакетный выключатель состоит из механизма переключения, рукоятки и контактной группы. Клеммы непод­вижных контактов выступают за пределы корпуса, а подвижные контакты находятся внутри корпуса на стержне квадратного сече­ния. Поворачивают их рукояткой. В пакетном переключателе одно положение рукоятки соответствует отключенному состоянию при­емника, а три остальных — включенному по различным схемам.

Кнопочныепускатели (выключатели). Наибольшее распространение получили трехполюсные выключатели типа ПНВ и ПНВС, снабженные кноп­ками «Пуск» и «Стоп». При нажатии на кнопку «Пуск» подвижные контакты за­мыкаются с неподвижными и фиксиру­ются в этом положении с помощью за­щелки. При нажатии на кнопку «Стоп» защелка отводится и под действием пру­жины подвижные контакты возвраща­ются в исходное положение. Выключа­тели ПНВ служат для включения двига­телей трехфазного тока малой мощнос­ти, а выключатели ПНВС — двигателей однофазного тока с пусковой обмоткой. Пусковая обмотка подключается к сети на короткое время до набора рабочего режима, после чего она автома­тически отключается. Аппараты дистанционного управления

В отличие от аппаратов ручного управления аппараты дистан­ционного управления позволяют включать приемники на опреде­ленном расстоянии; их также используют для автоматизации уп­равления.

К аппаратам дистанционного управления относятся электро-м.ниитные реле, магнитные пускатели и микропереключатели. Корпуса аппаратов дистанционного управления выполняются из in шсктрика и имеют маркировку с указанием номинальной силы ТОКа и напряжения. Переключение контактов в них происходит |МЛ действием электромагнита.

'Электромагнитное релеслужит для включения и отключения приемников электроэнергии небольшой мощности. Различают реле постоянного и переменного тока. Реле состоит из электромагнитной и контактной группы. Электромагнит имеет сердечник на одном конце которого закреплен подпружинен­ный якорь, а на другом — обмотка с короткозамкнутым витком. II контактную группу входят подвижные и неподвижные контакты, Крепленные на конце якоря.

Магнитный пускатель,как и реле, предназначен для управле­ния приемниками, но большой мощности. Принципы работы магнитного пускателя и реле имеют много общего.

В магнитном пускателе различают две электрические цепи: си­тную — цепь приемника и цепь управления — цепь обмотки пускателя. Магнитопровод пускателя состоит из якоря и . сердечника Ш-образной формы одинаковых размеров. На внутренний выступ сердечника устанавливается катушка с обмоткой. сечение этого выступа в два раза больше, чем боковых выступов. Через внутренний выступ проходит магнитный поток в два раза больший, чем через боковые. Магнитные пускатели снабжены кнопочной станцией с подпружиненными кнопками «Пуск» и «Стоп». Если приемником электроэнергии является электродвигатель, то магнитный пускатель устанавливается вместе с тепло-Hi.iM реле защиты. С помощью кнопочной станции производится Не только включение и отключение приемника, но и исключается возможность самопроизвольного включения его после кратковре­менного отключения от сети. Обе кнопки кнопочной станции с самовозвратом, т. е. они возвращаются в исходное положение после прекращения нажатия на них.

При нажатии на кнопку «Пуск» кнопочной станции ток по тип управления проходит по обмотке пускателя, внутри якоря и   создается магнитное поле. Подвижный якорь притя­гивается к сердечнику, перемешая подвижные контакты силовой цепи к неподвижным. Силовая цепь замыкается и подает ток к при­емнику. При нажатии на кнопку «Стоп» катушка обесточивается п под действием возвратной пружины якорь отходит ка, что приводит к размыканию силовой сети и отключению при­емника. То же самое произойдет и при прекращении подачи тока из сети во время работы приемника — для повторного включения нужно вновь нажать кнопку «Пуск».

Микропереключатели предназначены для включения и отклю­чения приемников под действием механических усилий машины или ее элементов. Контактами микропереключателя производится включение и отключение не самого приемника, а обмотки его маг­нитного пускателя.

В практике наибольшее распространение получил микропе­реключатель типа МИ-3, внутри пластмассового корпуса которого расположена контактная группа. Через отверстие в корпусе кнопка с помощью пружин упирается в рычаг, на котором расположены два подвижных контакта. При механическом воздействии на кноп­ку усилие через пружину передается на подвижные контакты, ко­торые перемещаются вверх. Нижняя цепь размыкается (двигатель отключается), а верхняя замыкается (загорается красная лампочка). После прекращения нажатия на кнопку пружины возвращают контакты в исходное положение. Количество закрепленных контактов может быть различным. Следовательно, одновременно можно управлять несколькими при­емниками.

. Аппараты защиты

Аппараты защиты предназначены для защиты электрообору­дования и электросетей от коротких замыканий и перегрузок. Чрезмерные токи короткого замыкания и перегрузки могут воз­никнуть в цепи, когда сопротивление ее оказывается значительно меньше номинального сопротивления приемника и сетей. Под действием токов короткого замыкания за очень непродолжитель­ное время выделяется такое количество тепла, которое приводит к электропожарам из-за воспламенения электроизоляции прово­дов и электрооборудования. Поэтому аппараты защиты и предна­значены для того, чтобы обесточить электросети и оборудование до возникновения перегрева.

К аппаратам зашиты относятся плавкие предохранители, авто­матические выключатели, тепловое реле защиты.

Плавкие предохранители устанавливаются в электросети, со­единяющей источник питания последовательно с электроприем. По конструкции плавкие предохранители бывают двух ви­нт резьбовые и трубчатые.  Плавкие предохранители состоят из основания и плавкой Ктавки, которая устанавливается внутри основания. Плавкая К гавка служит для отключения подачи тока цепи и подлежит за­мене после срабатывания. В свою очередь, плавкая вставка состоит п i держателя и плавкого элемента. Плавкий элемент представляет Собой проволоку или пластину значительно меньшего сечения, им сечение проводов цепи. При увеличении тока цепи до значе­нии, превышающего номинальный ток предохранителя в несколько раз, плавкий элемент через некоторое время нагревается до тем­пературы плавления и плавится. При этом электрическая цепь разрывается, прохождение тока прекращается.

Внутреннее пространство плавкой вставки, в котором расположен плавкий элемент, заполнено кварцевым песком или другим  наполнителем.

Автоматические выключатели (предохранители) получили широкое распространение для защиты электрических сетей и приема в электроэнергии наряду с плавкими предохранителями. Однако в отличие от плавких предохранителей автоматические выкиочатели используются также для нечастых включений и отключений цепей вручную при нормальной работе приемников. автоматических выключателях используются электромагнитные и тепловые расцепители.

Преимушество автоматических расцепителей перед плавкими предохранителями состоит в том, что они многократного действия, а плавкий предохранитель после срабатывания подлежит замене.

Автоматический предохранитель типа АП50Б-ЗМТ является аппаратом комбинированной защиты, служит для нечастых включе­нии и отключений приемников вручную, а также для автоматической защиты их от токов короткого замыкания и токов перегрузки, Это комбинированный аппарат защиты, снабженный тремя электромагнитными М и тремя тепловыми Т расцепителями. При срабатывании любого из них все контакты размыкаются и приемник полностью отключается.

Назначение и  принцип работы тепловых реле защиты аналогичен тепловым выключателям. Устанавливается водной коробке с магнитным  пускателем для управления работой электродвигателейi

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Организация работы процедурного кабинета

Области применения синхронных машин

Оптимизация по Винеру и Калману