![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Электродвигательные исполнительные механизмыСтр 1 из 4Следующая ⇒
Лекция 7 Электрические исполнительные механизмы План 7.1. Электродвигательные исполнительные механизмы.. 1 7.2. Классификация и выбор регулирующих органов. 5 7.3. Общие требования к регулирующим органам.. 7 7.4. Электромагнитные исполнительные элементы.. 8 7.4.1. Электрические муфты.. 8 7.4.1.1. Муфты сухого трения. 8 7.4.1.2. Муфты вязкого трения. 9 7.4.1.2. Муфты скольжения. 11 7.4.1.3. Конденсаторные муфты.. 11 7.4.1.4. Индукционные муфты с массивным ротором.. 12 7.4.2. Электрические магниты.. 13
Электрические исполнительные механизмы применяются в системах автоматизации, где основным видом энергии является электрическая энергия. Они делятся на электродвигательные и электромагнитные.
Электродвигательные исполнительные механизмы
Электродвигательные исполнительные механизмы широко применяются в системах автоматизации в сочетании с разнообразной регулирующей и запорной трубопроводной арматурой (вентилями, кранами, задвижками, клапанами, заслонками и т.п.), с производственными механизмами (плужковыми сбрасывателями, транспортерами, дозаторами и т.л.), или с технологическими агрегатами (компрессорами, насосами и т.п.). Электродвигательные ИМ могут быть разделены на три группы: 1 – с электроприводами общепромышленного применения, используемые для регулирования процессов с помощью программного управления или изменения производительности агрегатов; 2 – с электродвигателями общепромышленного назначения, предназначенные для сочленения с трубопроводной арматурой, и применяются для двухпозиционного регулирования или дистанционного управления процессом; 3 – со специальными двигателями, предназначенные для сочленения с регулирующими органами и применяются для регулирования технологическими процессами. К первой группе электродвигательных исполнительных механизмов относятся электроприводы технологических агрегатов и механизмов в виде автоматизированных силовых электроприводов. В них используются: Расчет этих электроприводов рассматривается в курсе АЭП. Вторая группа ЭД ИМ базируется на серийно выпускаемых ЭД промышленного назначения, служащих для сочленения с разнообразной трубопроводной запорной арматурой. При их выборе необходимо учитывать быстродействие их срабатывания. Величина крутящего момента двигателя на шпинделе, сочлененном с трубопроводной арматурой, находилась бы в диапазоне 60 –100% от величины максимального крутящего момента на оси привода. ИМ этой группы делятся на шесть групп в зависимости от величины крутящего момента и конструкции присоединительного устройства - А, Б, В, Г, Д, М. Основные характеристики приведены в табл.1 и 2. Общий вид ЭД ИМ этой группы приведен на рис.1.
Рис.1. Общий вид электрического исполнительного механизма
В этих механизмах, помимо автоматизированного управления, предусматривается ручное, которое осуществляется при помощи штурвала.
По способу ограничения величины крутящего момента они делятся на механизмы с реле максимального тока и с односторонней муфтой, применяемые для арматуры, требующей плотного закрытия, и на механизмы с двусторонней муфтой, когда требуется двустороннее уплотнение арматуры. К третьей группе ЭД ИМ относятся механизмы, предназначенные для сочленения с регулирующей арматурой. Такие механизмы используются в электрических системах регулирования и состоят из электродвигателя, редуктора, узла обратной связи, конечных выключателей, а некоторые из них имеют датчики указания положения выходного элемента. ЭД ИМ по виду движения выходного элемента подразделяются на однооборотные (МЕО), многооборотные (МЭМ) и прямоходные (МЭП).
Таблица 1 Характеристика механизмов типа МЭП
МЭП - 40 (40 – перестановочное усилие) Многооборотные ИМ сочленяются с трубопроводной арматурой с винтовым шпинделем, а однооборотные – с арматурой, у которой затвор имеет вращательное или поступательное перемещение. ЭД ИМ третьей группы подразделяются на механизмы с постоянной и переменной скоростью перемещения выходного элемента. Первые применяются в импульсных, а вторые в аналоговых системах регулирования. Основными показателями исполнительных механизмов с постоянной скоростью перемещения выходного элемента, (с переменной скоростью применяются редко из-за нелинейности механических характеристик), которые необходимо учитывать при их выборе: Максимальное среднесуточное число включений в 1 час (ПВ%). Эта величина находится по графику, рис.2, или вычисляется по формуле ПВ% = 0, 0568(n - 72, 5) + 4, 27, где n –число включений электродвигателя в 1 час.
Рис.2. График зависимости ПВ% от числа включений
Момент на валу электродвигателя Мдв = Мпс /(iр hр) где iр - передаточное число редуктора; hр - к.п.д. редуктора; Мпс - перестановочный момент механизма, Н*м.
Мощность электродвигателя. С учетом найденного значения ПВ% мощность в Вт вычисляют по формуле Nдв = 0, 01103 Мдв nдв, где nдв – число оборотов двигателя, об/мин.
Передаточное число редуктора, обеспечивающее необходимую скорость регулирования. iр2 – 6 nдв/wн (1 – Мc / Мдв)iр + 6 nдв Мпс/(hрwн) = 0,
где wн - угловая скорость выходного вала механизма, обеспечивающая необходимую скорость регулирования град/с; Мc - момент сопротивления, приведенный к валу электродвигателя, т.е. та часть момента Мдв, которая тратится на преодоление сил трения в редукторе, Н.*м.
При оптимальном значении iр обеспечивается минимальный момент инерции редуктора Jр, приведенный к валу электродвигателя, а следовательно, и минимальное значение постоянной времени исполнительного механизма, что существенно улучшает динамические свойства ИМ. Оптимальное значение iр цилиндрических редукторов может быть найдено при помощи номограммы, приведенной на рис.3, следующим образом: по значению iр определяют i1 а по i1* = iр/ i1 находят i2, далее по i2* = iр /(i1 i2) определяют i3 и т.д.
Рис.3. Номограмма для определения передаточных чисел редукторов: 1, 2, 3, 4 – соответствуют 2, 3, 4 и 5 ступенчатым редукторам
Значение Jр в зависимости от передаточного числа редуктора iр может быть найдено по графику, приведенному на рис.4.
Рис.4. Номограмма для определения Jр
Скорость перемещения затвора регулирующего органа, сочлененного с конкретным исполнительным механизмом. Эту величину определяют по формуле
Vз =Тсa/(2pК)
Где Тс - время одного оборота выходного элемента исполнительного механизма; a - заданный угол поворота выходного элемента исполнительного механизма; К - коэффициент передачи от выходного элемента исполнительного механизма до регулирующего органа, подсчитываемый при конструировании кинематической связи.
ИМ делятся на контактные и бесконтактные. Бесконтактные более перспективны. При выборе необходимо учитывать возможность сочленения (многооборотные, однооборотные, прямоходные), эксплуатационные условия, определяющие их исполнение.
Таблица 2 Характеристика механизмов типа МЭМ
Обозначение МЭМ – 10/2, 5 (10 кгс*м -перестановочный момент; 2, 5с –время одного оборота)
Таблица3 Характеристика механизмов типа МЭО
|