Πλεονεκτήματα της χρήσης κινητήρων πολλαπλών ταχυτήτων

Η αντικατάσταση των συμβατικών κινητήρων μίας ταχύτητας με κινητήρες πολλαπλών ταχυτήτων σε πολλές περιπτώσεις βελτιώνει σημαντικά τις τεχνολογικές και λειτουργικές ιδιότητες των μηχανών και των μηχανών κοπής μετάλλων και μειώνει την ένταση εργασίας της παραγωγής τους.

Χρησιμοποιούνται κινητήρες πολλαπλών ταχυτήτων:

• σε μηχανές μετάδοσης κίνησης και μηχανές κοπής μετάλλων, η ταχύτητα των οποίων είναι επιθυμητό να αλλάζει ανάλογα με το μέγεθος, τη σκληρότητα και άλλες φυσικές ιδιότητες του επεξεργασμένου υλικού ή ανάλογα με τους τεχνολογικούς παράγοντες. Αυτά περιλαμβάνουν μηχανές κοπής και επεξεργασίας ξύλου μετάλλων, φυγοκεντρικούς διαχωριστές, βυθοκόρους και άλλους μηχανισμούς για διάφορες εφαρμογές.

• σε μηχανές, μηχανές κοπής μετάλλων και μηχανισμούς με διαφορετικές ταχύτητες λειτουργίας και ρελαντί (πριονιστήρια).

• για εκκίνηση και στάση χωρίς απότομες κρούσεις σε τραπέζια με σημαντική ορμή (ανελκυστήρες, ανυψωτικά). Σε αυτή την περίπτωση, η διαδικασία εργασίας πραγματοποιείται με την υψηλότερη ταχύτητα περιστροφής και η εκκίνηση και η διακοπή του μηχανισμού — σε χαμηλές στροφές, συχνά με αυτόματη εναλλαγή του αριθμού των πόλων.

• σε μηχανές μετάδοσης κίνησης και εργαλειομηχανές με ισχύ που ποικίλλει ανάλογα με την ώρα της ημέρας, την εποχή κ.λπ. (αντλίες, ανεμιστήρες, συσκευές φορτίου, μεταφορείς κ.λπ.)

• σε μηχανές μετάδοσης κίνησης με πολλούς διαφορετικούς σκοπούς καθεμία από τις οποίες απαιτεί διαφορετική ταχύτητα, για παράδειγμα εξοπλισμός πετρελαιοπηγών όπου η χαμηλότερη ταχύτητα χρησιμοποιείται για την άντληση λαδιού και η υψηλότερη ταχύτητα χρησιμοποιείται για την εγκατάσταση σωλήνων.

• σε μηχανισμούς των οποίων η αλλαγή ταχύτητας καθορίζεται από την καταναλωμένη ισχύ. Ένα παράδειγμα είναι τα επίπεδα ελασματουργεία, όπου αρχικά, με σημαντική μεταλλική παραμόρφωση, η έλαση πραγματοποιείται με χαμηλή ταχύτητα και οι εργασίες φινιρίσματος σε υψηλή ταχύτητα.

• σε μπλοκ, όπου εκτός από τη ρύθμιση της ταχύτητας περιστροφής του κινητήρα με εναλλαγή του αριθμού των πόλων, πραγματοποιείται πρόσθετη αύξηση του ορίου ελέγχου ταχύτητας με αλλαγή της συχνότητας του δικτύου τροφοδοσίας.

Χάρη στη χρήση κινητήρων πολλαπλών ταχυτήτων σε ηλεκτροκινητήρες μηχανών και μηχανών κοπής μετάλλων, είναι δυνατό να:

1) απλοποίηση του σχεδιασμού των μηχανών με εξαίρεση τα κιβώτια ταχυτήτων και τα τροφοδοτικά.

2) αύξηση της απόδοσης, της παραγωγικότητας και της ευκολίας συντήρησης των μηχανών κοπής μετάλλων.

3) βελτίωση της ποιότητας της επεξεργασίας μηχανών με τη μείωση των κραδασμών και τη μείωση της ανακρίβειας στη λειτουργία μηχανισμών με μεγάλο αριθμό γραναζιών.

4) αύξηση της απόδοσης της μηχανής μειώνοντας τους ενδιάμεσους κρίκους της κινηματικής αλυσίδας.

5) αλλαγή της ταχύτητας σε κίνηση χωρίς να σταματήσει το μηχάνημα.

6) απλοποίηση της αυτόματης διαχείρισης των διαδικασιών εκκίνησης, διακοπής, αντιστροφής και διακοπής·

7) απλοποίηση της αυτόματης διαχείρισης των τρόπων επεξεργασίας ανάλογα με τους τεχνολογικούς παράγοντες.

Η εκκίνηση του κινητήρα με χαμηλότερη ταχύτητα περιστροφής έχει επίσης το πλεονέκτημα ότι η απόλυτη τιμή του ρεύματος εκκίνησης σε αυτήν την περίπτωση, κατά κανόνα, θα είναι μικρότερη από τα ρεύματα εκκίνησης για υψηλότερες ταχύτητες. Όταν αλλάζετε το πηνίο από μικρότερο σε μεγαλύτερο αριθμό πόλων, δηλαδή όταν επιβραδύνεται η ταχύτητα του κινητήρα, αναγεννητικό φρενάρισμα του κινητήρα, το οποίο μειώνει το χρόνο ακινητοποίησης του μηχανήματος και δεν σχετίζεται με απώλειες ενέργειας, όπως συμβαίνει με την όπισθεν πέδηση.

Υπάρχουν μεγάλες ευκαιρίες για χρήση κινητήρων πολλαπλών ταχυτήτων σε μια μεγάλη ποικιλία τύπων γενικών και ειδικών αυτοματοποιημένων μηχανών κοπής μετάλλων: τόρνοι, τόρνοι τόρνου, διάτρηση, φρεζάρισμα, λείανση, διαμήκη και εγκάρσια πλάνισμα, ακόνισμα κ.λπ.

Οι κινητήρες πολλαπλών ταχυτήτων χρησιμοποιούνται ευρέως σε μηχανές κίνησης εργαλειομηχανών και μηχανών επεξεργασίας ξύλου.

Ένα σημαντικό εύρος ρύθμισης της ταχύτητας των μηχανημάτων κοπής μετάλλων γενικής χρήσης απαιτεί μειωτήρες ή κιβώτια ταχυτήτων με μεγάλο αριθμό βημάτων ελέγχου. Όταν η διαδικασία ρύθμισης πραγματοποιείται με έναν μόνο μηχανικό τρόπο, τα κιβώτια ταχυτήτων είναι κατασκευαστικά πολύ πιο περίπλοκα και απαιτούν ένα πιο περίπλοκο σύστημα ελέγχου.

Και οι δύο παράγοντες προκαλούν αύξηση της έντασης εργασίας και αύξηση του κόστους κατασκευής κιβωτίων ταχυτήτων.Ως εκ τούτου, ένα σύνθετο σύστημα ελέγχου ταχύτητας χρησιμοποιείται ευρέως στις εργαλειομηχανές, το οποίο είναι ένας συνδυασμός ηλεκτροκινητήρα, οι ταχύτητες του οποίου ρυθμίζονται σε αρκετά μεγάλο εύρος, με κιβώτιο ταχυτήτων ή σχετικό ρελαντί με υψηλότερη απόδοση σε σύγκριση με πιο σύνθετα κιβώτια ταχυτήτων.

Συνιστάται ιδιαίτερα η χρήση κινητήρων πολλαπλών ταχυτήτων σε μηχανές κοπής μετάλλων, όπου μπορείτε να περιορίσετε τον εαυτό σας σε δύο, τρεις ή τέσσερις διαφορετικές ταχύτητες με ταχύτητα ατράκτου μηχανής ίση με την ταχύτητα του κινητήρα. Σε αυτή την περίπτωση, χρησιμοποιούνται ενσωματωμένοι κινητήρες πολλαπλών ταχυτήτων. Ο στάτορας του κινητήρα είναι ενσωματωμένος στην κεφαλή του μηχανήματος και ο άξονας συνδέεται με έναν σύνδεσμο στον άξονα του ρότορα του κινητήρα ή ο ρότορας του κινητήρα είναι τοποθετημένος απευθείας στον άξονα.

Ένας τέτοιος σχεδιασμός του μηχανήματος αποδεικνύεται εξαιρετικά απλός, η κινηματική του αλυσίδα είναι η συντομότερη και ο κινητήρας είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά στον άξονα εργασίας.

Εάν η ταχύτητα περιστροφής του άξονα του μεταλλικού εργαλείου κοπής δεν αντιστοιχεί στην ταχύτητα περιστροφής του κινητήρα πολλαπλών ταχυτήτων, ο τελευταίος συνδέεται με τον άξονα μέσω ενός ιμάντα ή μετάδοσης κίνησης. Παρόμοιο κινηματικό διάγραμμα χρησιμοποιείται για χειρουργεία τόρνων, φρέζας ή μικρών μηχανημάτων διάτρησης. Η προσθήκη απλής αναζήτησης σε ένα τέτοιο σχήμα διευρύνει σημαντικά το εύρος του ελέγχου της ταχύτητας του μηχανήματος, επεκτείνοντας την κινηματική αλυσίδα του μηχανήματος μόνο σε χαμηλές ταχύτητες περιστροφής.

Η χρήση ενός κινητήρα πολλαπλών ταχυτήτων στην ηλεκτρική κίνηση της εργαλειομηχανής, που συνδέεται απευθείας με τον μεταβλητή ταχύτητας, διευρύνει σημαντικά τη δυνατότητα ομαλού ελέγχου της ταχύτητας του μηχανήματος.Εφαρμογή, για παράδειγμα, ενός κινητήρα δύο ταχυτήτων 2p = 8/2 και ενός μηχανικού μετατροπέα με αναλογία στροφών 4: 1, μπορείτε να εφαρμόσετε για να ρυθμίσετε τον αδιάκοπο έλεγχο ταχύτητας από 187 έως 3000 rpm, π.χ. αποκτήστε εύρος προσαρμογής 16:1.

Με κινητήρα δύο ταχυτήτων 500/3000 σ.α.λ. και μεταβλητή αναλογίας 6:1, το εύρος του ομαλού ελέγχου ταχύτητας του μηχανήματος επεκτείνεται σε 36:1 που επιτυγχάνεται με τη χρήση ώθησης μετά το μεταβλητό.

Το εύρος ελέγχου ομαλής ταχύτητας οδήγησης μπορεί να μετακινηθεί στην περιοχή υψηλότερων ή χαμηλότερων ταχυτήτων αλλάζοντας την ταχύτητα περιστροφής του κινητήρα πολλαπλών ταχυτήτων. Εάν αυτό δεν είναι αρκετό, τοποθετείται υπερένταση ή κατέβασμα ταχύτητας μεταξύ του κινητήρα και του μετατροπέα, πιο συχνά ένας ιμάντας V ή ένας ιμάντας.

Για ομαλή ρύθμιση ταχύτητας σε σχετικά μικρό εύρος έως 1:4 με σταθερή ροπή άξονα, ασύγχρονος κινητήρας με συρόμενος συμπλέκτης.

Η απόδοση ενός τέτοιου κινητήρα καθορίζεται από την έκφραση η = 1 — s, όπου s είναι η ολίσθηση ίση με τη διαφορά μεταξύ των στροφών περιστροφής του ρότορα και του άξονα εξόδου. Επομένως, σε s = 80%, η απόδοση θα είναι μόνο 20%. Σε αυτή την περίπτωση, όλες οι απώλειες ισχύος συγκεντρώνονται στο τύμπανο του συμπλέκτη.

Αντικαθιστώντας έναν συμβατικό κινητήρα μονής ταχύτητας με έναν κινητήρα πολλαπλών ταχυτήτων σε συρόμενο συμπλέκτη, είναι δυνατό να αυξηθεί η απόδοση και να επεκταθεί το εύρος ρύθμισης της ταχύτητας αυτού του ηλεκτροκινητήρα.Για παράδειγμα, σε έναν κινητήρα δύο ταχυτήτων με αναλογία αλλαγής πόλου 2:1, ο έλεγχος ταχύτητας εκτελείται σε βήματα αναλογίας 2:1 και στο διάστημα μεταξύ αυτών των ταχυτήτων και κάτω από αυτές, η ομαλή ρύθμιση πραγματοποιείται από τον συμπλέκτη ολίσθησης. Το συνολικό εύρος ελέγχου θα είναι 4:1 με ελάχιστη απόδοση 50%.

Λόγω της πληρέστερης χρήσης των ρυθμιστικών ιδιοτήτων των συνδέσμων (εύρος ελέγχου 5: 1), είναι δυνατή η επέκταση του εύρους ελέγχου σε 10: 1 στη χαμηλότερη απόδοση (στη χαμηλότερη ταχύτητα περιστροφής του άξονα) η = 20 %.

Η εφαρμογή κινητήρα τριών ταχυτήτων με περιέλιξη αλλαγής πόλου 2p = 8/4/2 επιτρέπει την αύξηση του εύρους ελέγχου σε 8: 1 στη χαμηλότερη απόδοση μετάδοσης κίνησης η = 50% και την επίτευξη του ορίου ελέγχου των 20: 1 στην απόδοση στη χαμηλότερη ταχύτητα η=20%.