Исполнительные механизмы автоматических систем
Классификация исполнительных механизмов автоматических систем по виду энергии, создающей усилие (момент) перемещения регулирующего органа. Основные конструкции электрических, гидравлических и пневматических исполнительных механизмов, методы управления.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 20.11.2010 |
| Размер файла | 6,6 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Рабочий объем моментных гидроцилиндров с лопастью
,
где r2 и r1 - наибольший и наименьший радиусы лопасти;
z - число лопастей;
b - ширина лопасти;
ц - полный угол поворота лопасти (вала).
Вращающий момент на валу цилиндра
.
Угловая скорость щ лопасти при постоянной подаче Qи отсутствии утечек:
.
Для высоких давлений применяются моментные гидроцилиндры с кривошипно-шатунным механизмом. Они имеют большие габариты по сравнению с лопастными, но уплотнение поршня у них может быть выполнено более надежно. Угол поворота вала связан с подачей в него рабочей жидкости более сложной зависимостью. В крайних положениях поршня скорость поворота вала уменьшается при неизменной подачи жидкости. Наличие рычага на валу за счет радиуса его крепления.
4. Пневматические исполнительные механизмы
4.1Общие сведения
Рабочим телом в пневматических устройств является сжатый воздух представляющий собой смесь азота, кислород (по объему примерно 78 и
21%соответственно) и других газов, содержащихся в небольшом количестве (аргон, углекислый газ и др.), а также водяного пара.
Пневматические исполнительные механизмы работают на сжатом воздухе, газе низкого давления 1 - 1,5 МПа. В качестве последнего могут быть использованы отработанные газы реактивного двигателя или специального газогенератора.
Отличие пневматических устройств от гидравлических обусловлены различиями в свойствах газа и рабочей жидкости. Сжимаемость газа оказывает значительное влияние на быстродействие системы, особенно при значительной нагрузке или при значительных ускорениях.
К основным параметрам пневматических устройств относятся условный проход, лиапазон давления, расходная характеристика, параметры управляющего воздействия, параметры выхода, утечки, время срабатывания, допускаемая частота включений, показатели надежности, размер, масса.
Исполнительный механизм в пневматической системе автоматического регулирования должен отвечать следующим основным требованиям:
развивать переустановочное усилие, достаточное для преодоления реакции (сопротивления) рабочих частей регулирующего органа на всем диапазоне перемещения при наихудших допустимых условиях эксплуатации;
обладать детектирующим действием, т.е. передавать воздействие только в одном направлении - от регулятора (регулирующего устройства) к регулирующему органу и регулируемому объекту;
чувствительность, гистерезис и люфт исполнительного механизма должны быть соизмеримы со значениями аналогичных показателей других звеньев контура регулирования (датчика, регулирующего устройства и др.);
скорость перемещения выходного звена исполнительного механизма при номинальной нагрузке должна соответствовать (быть равной или больше) скорости разгона регулируемого объекта;
конструкция должна содержать дополнительные устройства, такие как ручной привод местного управления регулирующим органом, местный указатель положения рабочих частей регулирующего органа, тормоз, стопорящий выходное звено в достигнутом положении при исчезновении давления питающего воздуха.
В пневмодвигателях энергия сжатого воздуха преобразуется в энергию движения выходного звена. Они предназначены для приведения в движение рабочих органов машин, выполнения различных вспомогательных операций и пр.
4.2 Классификация
В пневмодвигателях энергия сжатого воздуха преобразуется в энергию движения выходного звена. Они предназначены для приведения в движение рабочих органов машин, выполнения различных вспомогательных операций и пр.
Различают пневмодвигатели с поступательным движением выходного звена; пневмодвигатели с неограниченным углом поворота выходного звена; пневмодвигатели с неограниченным вращательным движением выходного звена (пневмомоторы). К первым относятся поршневые, сильфонные, камерные, шланговые и мембранные пневмодвигатели различных конструкций, ко вторым - такие же, но с лопастным рабочим элементом. Наибольшее распространение получили поршневые пневмодвигатели, которые называют также пневдоцилиндрами.
Различают двухпозиционные и многопозиционные двигатели.
Поворотные пневмодвигатели могут быть поршневыми и пластинчатыми.
Пневмомоторы по конструктивным признакам разделяют на поршневые, мембранные, пластинчатые, винтовые и турбинные.
Поршневые пневматические исполнительные механизмы так же, как и гидравлические, имеют силовой цилиндр с поршнем и дроссельное устройство.
Мембранные пневматические исполнительные устройства могут быть одностороннего и двойного действия. В устройствах одностороннего действия движение мембраны в одном направлении производится усилием возрастающего давления газа, а в противоположном - усилием пружины. В устройствах двойного действия движение мембраны в обе стороны осуществляется усилием возрастающего давления газа.
Таблица 10 - Основные типы пневмодвигателей, их назначение и области применения
|
Двигатели |
Схема двигателя |
Область применения |
|
|
1. Пневмодвигатели с поступательным движением выходного звена: Поршневые (пневмоцилиндры): *одностороннего действия |
Подъемники и механизмы в которых движение в одну из сторон производится по действием внешних сил или собственного веса. Величина перемещений до (8-10) D и усилий до 30 кН. |
||
|
* одностороннего действия с пружинным возвратом |
Зажимные, фиксирующие, переключающие и другие устройства. Величина перемещений до (0,8-1,5) D и усилий 0,04-6 кН. |
||
|
* двустороннего действия с односторонним штоком |
Транспортирующие, погрузочно-разгрузочные, зажимные и другие устройства. Величина перемещений до (8-10) D и усилий до 45 кН. |
||
|
* двустороннего действия с двусторонним штоком |
Устройства с требованиями равенства развиваемых усилий в обе стороны или управления конечными выключателями с нерабочей стороны штока. Величина перемещений до (8-10) D и усилий до 30 кН. |
||
|
*сдвоенные (одно - или двустороннего действия) |
Зажимные устройства с ограничением радиального размера цилиндров. Величина перемещений до (0,8-1,5) D и усилий до 60 кН. |
||
|
* телескопические (одно - или двустороннего действия) |
Устройства со значительной величиной перемещения рабочего органа при ограниченном осевом размере цилиндра в исходном положении. |
||
|
Многопозиционные пневмоцилиндры: * двухпоршневые |
Устройства позиционирования, переключения передач и другие. Обеспечивают несколько фиксированных положений рабочего органа. |
||
|
*однопоршневые с отверстиями в гильзе |
* многопоршневые |
103
|
* со встроенным реверсом |
103
|
Прошивочные, штамповочные, маркировочные, чеканочные и другие устройства. Обеспечивают высокую скорость в одном или обоих направлениях. |
* с гибким штоком |
103
|
Транспортирующие устройства со значительными перемещениями и требованиями к минимальному размеру цилиндра. Величина перемещений до 20 D и усилий до 45 кН. Трудно обеспечить уплотнения гибкого штока. |
|||
|
Вращающиеся пневмоцилиндры: * одно - или двустороннего действия (с полым и сплошным штоком) |
Зажимные устройства станков для обработки пруткового материала и штучных заготовок. |
||
|
* сдвоенные |
То же, при необходимости обеспечения усилий зажима свыше 45 кН или ограничения размера по диаметру цилиндров |
||
|
Мембранные (одно - или двустороннего действия) |
Устройства зажимные, фиксирующие и другие с ограниченной величиной перемещения 0,1 D для плоских мембран с гофром. Величина усилий до 30 кН. |
||
|
Сильфонные |
В датчиках и специальных устройствах с небольшой величиной хода и усилий. |
||
|
Камерные |
Для зажима деталей в нескольких точках. Обеспечивают постоянное усилие зажима при изменении размера деталей. |
||
|
Шланговые |
Транспортирующие устройства со значительной величиной перемещения (до 10 и более, при небольших перемещаемых массах). |
2. Поворотные пневмодвигатели: Двухпозиционные * поршневые |
103
|
Автоматические манипуляторы и загрузочные устройства; угол поворота обычно до 360 (и специальном исполнении до 1800), крутящий момент до 20 кН*м. |
|||
|
* шиберные |
Угол поворота до 300; крутящий момент до 500 Н*м. |
||
|
Пневмомоторы: Шестеренные |
Приводы транспортеров, лебедок, комбайнов, сверильных машин в угольной и горнорудной промышленности. |
||
|
Аксиально-поршневые |
|
Приводы ручного инструмента, сверлильных головок и других устройств. |
|
|
Радиально-поршневые |
Приводы лебедок, конвейеров и других устройств во взрывоопасных помещений, а также сверлильных машин с относительно высоким крутящим моментом. |
||
|
Мембранные |
Приводы трубопроводной арматуры клапанного типа. |
Пластинчатые |
103
|
Ручной инструмент, сверлильные и резьбонарезные головки, гайковерты и другие устройства |
|||
|
Винтовые |
|
Приводы конвейеров, транспортеров и других машин. |
|
|
Турбинные |
|
Приводы шлифовальных головок. |
4.3 Конструкции пневматических исполнительных механизмов
Поршневые пневмодвигатели.
В пневмоцилиндрах происходит преобразование потенциальной энергии сжатого воздуха в механическую энергию поршня.
В пневмоцилиндрах одностороннего действия давление сжатого воздуха действует на поршень только в одном направлении, в другую сторону поршень со штоком перемещается под действием внешних сил или пружины (рисунок). Такие пневмоцилиндры с пружинным возвратом обычно используют для выполнения небольших перемещений (0,8-1,5) D, так как встроенная пружина, сжимаясь, значительно снижает усилие, развиваемое поршнем.
Рисунок - 4.1 Пневмоцилиндры одностороннего действия
В пневмоцилиндрах двустороннего действия перемещение поршня со штоком под действием сжатого воздуха происходит в двух противоположных направлениях. Пневмоцилиндры этого типа нашли наибольшее применение в промышленности. В зависимости от предъявляемых требований их различают по конструктивным размерам и по схемам соединения с пневматической системой и атмосферой (рисунок).
Рисунок 4.2 - Пневмоцилидры двустороннего действия:
а) без торможения4 б) с торможением
в) с двусторонним штоком; г) сдвоенный
Сдвоенные пневмоцилиндры используют в том случае, когда диаметр пневмоцилиндра ограничен из-за недостатка места (используют два цилиндра или более последовательно соединенных между собой и работающих на один шток - в результате этого усилия сжатого воздуха, действующего на поршни, складывается) (рисунок г). Недостатком сдвоенных пневмоцилиндров является увеличение длины цилиндра приблизительно в таком же соотношении, в каком увеличивается усилие.
Вращающиеся пневмоцилиндры применяют в качестве силового привода патронов, оправок и других приспособлений, осуществляющих зажим штучных заготовок и пруткового материала на токарных, токарно-револьверных и других станках.
Эти пневмоцилиндры подразделяют на следующие типы: одностороннего действия, двустороннего действия и сдвоенные. В зависимости от исполнения штока вращающиеся цилиндры бывают со сплошным или полым штоком (рисунок).
Рисунок 4.3 - Вращающиеся пневмоцилиндры:
а) со сплошным штоко; б) с полым штоком
Пневмоцилиндры с гибким штоком применяются для перемещения, хонингования, шлифования, полирования и прочее (рисунок).
Рисунок 4.4 - Пнвмоцилиндры с гибким штоком
Пневмогидравлические цилиндры применяют для получения стабильной скорости перемещения штока, что особенно важно в приводах подач режущего инструмента станков (рисунок).
Рисунок 4.5 - Пневмогидравлические цилиндры
Ударные пневмоцилиндры (рисунок):
а) одностороннего действия4
б) со встроенным ресивером, концентрично расположенным;
в) золотниковым распределением;
г) двустороннего действия.
Рисунок 4.6 - ударные пневмоцилиндры
Мембранные исполнительные механизмы одностороннего действия.
В качестве примера на рисунке 4.7 приведена схема мембранного исполнительного механизма одностороннего действия.
Рисунок 4.7 - Схема пневматического мембранного исполнительного механизма одностороннего действия
Она состоит из корпуса 1, верхней крышки 2, которая плотно прижимает к корпусу эластичную мембрану 3, изготовленную из прочной прорезиненной ткани или других материалов. Под мембраной 3 расположен металлический диск 4, опирающийся на направляющийся стакан 6. Последний с диском 4 к мембране 3 поджимается пружиной 9. К центру стакана 6 прикреплена тяга 8, на другом конце которой жестко закреплен регулирующий клапан 10.
Работа мембранного исполнительного механизма заключается в следующем. Под воздействием давления воздуха Р, подаваемого через патрубок 5, происходит прогиб мембраны 3, который передается через тягу 8 на регулирующий клапан 10, закрывающий отверстие 12. В этом случае газ (жидкость), имеющий давление Рвх, из полости 13 не поступает в полость 11. При понижении давления воздуха Р в полости 7 над мембраной пружина 9 через тягу 8 на регулирующий клапан 10, закрывающий отверстие 12. В этом случае газ (жидкость), имеющий давление Рвх, из полости 13 не поступает в полость 11. При понижении давления воздуха Р в полости 7 над мембраной пружина 9 через направляющий стакан 6 и диск 4 прижимает мембрану 3 к верхней крышке 2. При этом тяга 8 и регулирующий клапан 19 перемещаются верх и открывается отверстие 12. Таким образом, в одном направлении тяга 8 движется под действием возрастающего давления воздуха Р, а в противоположном - под действием пружины 9.
Основным недостатком мембранных пневматических исполнительных механизмов является малое применение тяги. Ограничиваемое прогибом мембран Максимальное перемещение мембраны может достигать 40 мм.
Пневматические сервомоторы вращательного движения применяются реже. Поршневые и лопаточные пневматические сервомоторы отличаются от гидравлических главным образом конструкцией уплотнений поршня и штока. В качестве уплотнителей в пневматических сервомоторах применяют обычно резиновые, поливиниловые и другие кольца и манжеты, закладываемые в канавки с распорными кольцами. В виду сжимаемости рабочего агента - газа (воздуха) пневматические исполнительные элементы без дополнительных устройств (обратные связи, порционеры) не могу обычно обеспечить требуемой точности переустановки регулирующего органа.
Основной характеристикой пневматического сервомотора является скоростная характеристика, которую приближенно в зависимости от параметров сервомотора и рабочего агента можно, не учитывая нагрузки, определить по формуле:
{v},
где ; f - рабочее сечение усилителя; Fc - площадь поршня (лопатки); x -перемещение усилителя; wko - скорость звука; k = Cp/Cv;
р1= р1/р2; р1 и р2 - давление в сервомоторе; ро - давление за усилителем; ра - давление окружающей среды.
5. Лабораторная работа
Испытание универсального коллекторного микродвигателя.
Цель работы: сравнение пусковых, рабочих и регулировочных характеристик универсального коллекторного двигателя при его питании постоянным и переменным током.
Коллекторный двигатель с последовательной обмоткой возбуждения, имеющий приблизительно одинаковые рабочие характеристики как на постоянном, так и на однофазном переменном токе, называется универсальным коллекторным двигателем (УКД). Такие двигатели выпускают на относительно малые мощности и различные частоты вращения, достигающие несколько десятков тысяч оборотов в минуту.
По конструкции рассматриваемый двигатель подобен машине постоянного тока с последовательной обмоткой возбуждения без дополнительных полюсов. Отличие состоит лишь в том, что не только якорь, но и статор УКД набирается из листовой электротехнической стали. На рисунке 1 изображен лист статора УКД.
Возможность непосредственного получения высокой частоты вращения и ее плавного регулирования - большое достоинство коллекторных двигателей. В связи с этим широко применяются во многих бытовых машинах (пылесосах, швейных машинах, кофемолках, миксерах), в электродрелях, медицинской технике, технике связи и др.
К недостаткам УКД относятся: сравнительная сложность их эксплуатации. Повышенная шумность, особенно при высоких частотах вращения, радиопомехи и трудность получения безыскровой коммутации на переменном токе.
Рассмотрим вращающий момент УКД при питании постоянным и переменным током.
При питании постоянным током
, (1.1)
где р - число пар полюсов;
а - число пар параллельных ветвей;
N - число проводников обмотки якоря;
I - ток якоря;
Ф - поток полюсов.
При питании переменным током
i = Im sin щt и Ф = Фm sin (щt - в),
где в - угол сдвига фаз между током и потоком полюсов, обусловленный потерями в стали и размагничивающим действием токов в коммуимруемых секциях. Учитывая, что
sin щtsin (щt - в) =0,5, найдем
М = ~. (1.2)
Формула (1.2) показывает, что вращающий момент в УКД при питании переменным током можно представить в виде двух составляющих. Одна из них, Мср, не зависит от времени; другая, М~, изменяется во времени с двойной частотой (рисунок 2) по отношению к частоте питающего напряжения. Для получения большей постоянной составляющей момента необходимо, чтобы угол в был мал. Это достигается последовательным соединением обмоток возбуждения и якоря.
Рисунок 2 - Зависимость вращающего момента универсального коллекторного двигателя от времени при работе от сети переменного тока.
Электрическая схема УКД представлена на рисунке 3.
Обмотка возбуждения состоит из двух катушек, одна из которых соединяется со щеткой положительной полярности, а другая - со щеткой отрицательной полярности. Получается симметричная электрическая цепь, обеспечивающая меньшие радиопомехи. Как видно из схемы, при работе УКД на переменном токе напряжение подается не на всю обмотку возбуждения, а только на часть ее. Этим достигается примерно одна и та же частота вращения при номинальном моменте а валу и номинальных напряжениях на постоянном и переменном токе.
Регулирование частоты вращения УКД можно осуществлять четырьмя способами. Электрические схемы регулирования частоты вращения представлены на рисунке 4: а - изменением напряжения, подводимого к двигателю; б - включением активного сопротивления параллельно обмотке возбуждения (шунтирование обмотки возбуждения); в - включением активного сопротивления параллельно якорю (шунтирование обмотки якоря); г - включением добавочного сопротивления последовательно с якорем.
Сравнение перечисленных способов регулирования частоты вращения, показывает. Что наиболее экономичным из них является способ шунтирования обмотки возбуждения. Изменение частоты вращения путем шунтирования обмотки якоря или включением добавочного сопротивления последовательно с якорем осуществляется просто, однако эти способы регулирования неэкономичны из-за электрических потерь в добавочных сопротивлениях. По этой же причине неэкономичен и способ регулирования частоты вращения изменением напряжения, подводимого к двигателю, если оно осуществляется с помощью реостата.
Более экономичным регулирование будет в том случае, когда вместо реостата используется автотрансформатор с плавным регулированием напряжения. При этом частоту вращения якоря моно как повышать, так и понижать по сравнению с номинальной. При шунтировании обмотки возбуждения достигается только повышение частоты вращения, а при шунтировании обмотки якоря частота вращения двигателя уменьшается по сравнению с номинальной. Изменять частоту вращения можно и сдвигом щеток с геометрической нейтрали против направления вращения якоря. На практике этим часто пользуются для достижения частоты вращения, возможно более близкой к заданной.
Рабочие характеристики УКД, представленные на рисунке 6, качественно имеют один и тот же вид как на постоянном, так и на переменном токе. Однако на постоянном токе двигатель обладает большей перегрузочной способностью, более высоким к. п. д. и имеет меньший ток при той же мощности. Ухудшение характеристик на переменном токе обуславливается прежде всего появлением сдвига по фазе между напряжением и током, потерями в стали статора, увеличением электрических потерь за счет появления реактивной составляющей тока.
К недостаткам двигателя, работающего на переменном токе, относится также и снижение его коэффициента мощности при уменьшении частоты вращения.
Механические характеристики n = f (М) пересекаются в точке, соответствующей номинальной полезной мощности. Если включать полное число витков обмотки возбуждения, то механическая характеристика на переменном токе сдвинется в сторону начала координат и примет вид кривой, изображенной штриховой линией (рисунок 6). Это вызвано влиянием индуктивного сопротивления обмотки возбуждения.
Пусковой момент УКД при работе на постоянном токе значительно больше, чем на переменном. Уменьшение пускового момента на переменном токе объясняется прежде всего пульсацией потока и наличием сдвига по фазе между током и потоком. Кратность пускового тока в УКД достигает 5-7.
Регулировочные характеристики n = f (U) при М=const приведены на рисунке 7. Регулировочные свойства УКД на постоянном токе лучше, так как та же частота вращения достигается при меньшем напряжении.
При шунтировании обмотки якоря частота вращения УКД, как отмечалось ранее, снижается. Это объясняется тем, что увеличивается ток УКД, проходящий по обмотке возбуждения. Растет поток, а скорость падает, так как она обратно пропорциональна потоку. Уменьшается частота вращения УКД и при включении последовательно с якорем добавочного активного сопротивления, так как при этом уменьшается электромагнитная мощность за счет снижения напряжения на якоре. При шунтировании обмотки возбуждения частота вращения растет из-за уменьшения потока машины, вызванного снижением тока возбуждения.
Задание
Снять рабочие характеристики двигателя n, Ps, I, PR, з, в зависимости от М при U = Uн = const на постоянном токе.
Снять рабочие характеристики двигателя n, Ps, I, PR, cos ц, з, в зависимости от М при U = Uн = const на переменном токе.
Снять механические характеристики двигателя n = f (М) при U = Uн = const на переменном токе: а) при шунтировании обмотки якоря; б) при включении последовательно с якорем активного сопротивления; в) при шунтировании обмотки возбуждения.
Снять регулировочные характеристики двигателя n = f (U) при М = Мн = const и нормальной схеме (без внешних сопротивлений): а) на переменном токе; б) на постоянном токе.
Измерить пусковые моменты двигателя Мк при U = Uн на переменном и постоянном токе (схема нормальная).
Построить на одном графике рабочие характеристики двигателя при питании постоянным и переменным током.
Построить на на одном графике механические характеристики двигателя n = f (М) на переменном токе при различных добавочных сопротивлениях.
Построить регулировочные характеристики двигателя n = f (U) при М = Мн = const.
Определить отношение пускового момента Мк к номинальному Мн на постоянном и переменном токе.
Оборудование: УКД, вольтметр, амперметр, ваттметр, моментометр, тахометр, реостат, автотрансформатор.
Порядок выполнения работы
1. Записать паспортные данные двигателя (таблица1), нарисовать и изучить электрическую схему для проведения опытов (рисунок 5).
Таблица 1 - Данные типичных УКД
|
Тип двигателя |
Рн,, Вт |
Uн. В |
f, Гц |
nн, об/мин |
Iн, А |
з,% |
соsц |
G, кг |
|
|
УМТ-11 |
5 |
=110 ~127 |
50 |
3000 |
0,25 0,35 |
22-26 |
0,55-0,58 |
1,5 |
|
|
УМТ-12 |
10 |
=110 ~127 |
50 |
2000 |
0,35 0,50 |
30-33 |
0,47-0,55 |
2,0 |
|
|
УМТ-21 |
25 |
=110 ~127 |
50 |
1800 |
0,55 0,85 |
44-46 39-41 |
0,65-0,67 |
3,5 |
|
|
УМТ-22 |
55 |
=110 ~127 |
50 |
2500 |
1,00 1,50 |
54-56 49-51 |
0,71-0,73 |
4,5 |
|
|
УЛ-02 |
10 |
=110 ~127 =220 ~220 |
50 |
8000 |
0,27 0,26 0,14 0,15 |
34 |
0,90 |
0,4 |
|
|
УЛ-042 |
50 |
=110 ~127 =220 ~220 |
50 |
8000 |
0,82 0,84 0,41 0,49 |
55 |
0,85 |
1,4 |
|
|
УЛ-061 |
180 |
=110 ~127 =220 ~220 |
50 |
8000 |
2,64 2,68 1,30 1,60 |
62 |
0,85 |
3,7 |
|
|
УЛ-071 |
400 |
=110 ~127 =220 ~220 |
50 |
8000 |
5,45 5,70 2,85 3,15 |
64 |
0,90 |
5,8 |
|
|
КВ-25 |
25 |
=110 ~127 =220 ~220 |
50 |
15000 |
- 0,49 0,28 |
50 |
0,90 |
||
|
КУВ |
370 |
=110 ~127 =220 ~220 |
50 |
15000 |
- 4,80 2,80 |
68 |
0,94 |
Рисунок 5 - Электрическая схема для снятия характеристик универсального коллекторного двигателя.
2. Рассчитать номинальный полезный момент двигателя, (Н·м):
Мн = 9,55РRн/nн,
где РRн - номинальная полезная мощность двигателя, Вт; nн - номинальная частота вращения якоря, об/мин.
3. Снять рабочие характеристики на постоянном и переменном токе, при отключенных сопротивлениях Rш. я, Rд. я, Rш. в. Измерить подводимое к двигателю напряжение U, полезный момент на валу М, частоту вращения n, ток I, потребляемую двигателем из сети активную мощность РS (при питании переменным током). Потребляемая двигателем мощность РS при питании постоянным током, полезная мощность РR, коэффициент полезного действия з находятся расчетным путем по известным формулам РS =UI; з= РR/ РS; РR = 0.105М n.
4. Снять механические характеристики двигателя n = f (М) при U = Uн = const на переменном токе: а) при шунтировании обмотки якоря; б) при включении последовательно с якорем активного сопротивления; в) при шунтировании обмотки возбуждения.
К нормальной схеме подключаются активные сопротивления Rш. я, Rд. я, Rш. в.
5. Снять регулировочные характеристики двигателя n = f (U) при М = Мн = const и нормальной схеме (без внешних сопротивлений): а) на переменном токе; б) на постоянном токе. При питании переменным током подводимое к двигателю напряжение изменяется с помощью автотрансформатора. При питании постоянным током напряжение изменяется с помощью реостата, включаемого по схеме потенциометра.
Рекомендуется сначала все опыты провести на постоянном токе, а затем на переменном.
6. Измерить пусковые моменты двигателя Мк при U = Uн на переменном и постоянном токе (схема нормальная).
7. Опытные и расчетные данные занести в таблицу.
|
Мн, Н·м |
U, В |
I, А |
Мк, Н·м |
РS, Вт |
РR, Вт |
n, об/мин |
з,% |
|
8. Построить на одном графике рабочие характеристики двигателя при питании постоянным и переменным током.
9. Построить на одном графике механические характеристики двигателя n = f (М) на переменном токе при различных добавочных сопротивлениях.
10. Построить регулировочные характеристики двигателя n = f (U) при М = Мн = const.
11. Определить отношение пускового момента Мк к номинальному Мн на постоянном и переменном токе.
Контрольные вопросы
Укажите особенности конструкции УКД.
Перечислите основные достоинства и недостатки УКД.
Перечислите способы регулирования частоты вращения УКД.
Назовите более экономичный способ регулирования частоты вращения УКД.
Можно ли регулировать частоту вращения УКД сдвигом щеток?
Заключение
При автоматизации технологических процессов и оборудования часто сталкиваются с проблемой выбора оптимальной - по заданным условиям системы и устройства для ее реализации.
Таблица 11 - Сравнительные данные систем
|
Критерий сравнения |
Система |
|||
|
пневматическая |
гидравлическая |
электрическая |
||
|
Общий к. п. д. силовой системы |
Редко превышает 30% |
Менее 70% |
Менее 90% |
|
|
Потери энергии при передаче |
Меньше, чем в гидравлических |
Большие |
Наименьшие |
|
|
Максимальная скорость передачи сигнала |
До 360 м/с |
1000м/с |
300000м/с |
|
|
Скорость исполнительных механизмов |
Высокая |
Ниже, чем у пневматических и электрических |
Ниже, чем у пневматической |
|
|
Плавность перемещений и точность останова в любом положении |
Практически не обеспечивается без применения специальных устройств |
Высокая и легко регулируемая |
Лучше по сравнению с пневматической, но хуже, чем у гидравлической |
|
|
Удары в конце хода |
Сравнительно большой удар |
Практически отсутствует |
Сравнительно большой удар |
|
|
Чувствительность к перегрузкам исполнительных механизмов |
При значительных перегрузках останавливается без поломок |
При значительных перегрузках останавливается без поломок, но перегрузки вызывают повышенный нагрев жидкости и расход энергии. |
Чувствительная. Длительные перегрузки выводят из строя двигатель. |
|
|
Пожаро-взрывоопасность |
Применима для работы в пожаро - и взрывоопасных условиях |
Пожаро - и взрывобезопасна при использовании в качестве рабочей среды негорючих жидкостей |
Требуется применение устройств в пожаро - и взрывоопасном исполнении, что увеличивает стоимость в 2-3 раза |
|
|
Влияние запыленности и влажности окружающей среды |
Практически не влияют на работоспособность |
Приводят к загрязнению рабочей жидкости при разгерметизации бака. Требуется периодическая замена рабочей жидкости. |
Влияет на работоспособность. Требуется специальное исполнение аппаратуры |
|
|
Влияние магнитных полей |
Не влияют на работоспособность |
Могут вызвать ложные срабатывания |
||
|
Влияние концентрирующего излучения |
Может вывести из строя устройства, содержащие резинотехнические изделия |
Вводит из строя элементы, нарушает свойства изоляционных материалов. |
||
|
Накопление энергии |
Обеспечивается установкой простых емкостей |
Обеспечивается установкой достаточно сложных и громоздких гидропневмоа ккумуляторов. |
Обеспечивается установкой громоздких электрических аккумуляторов. |
|
|
Монтаж, демонтаж и эксплуатация линий передач энергии |
Не вызывает трудностей. Возвратные трубопроводы обычно не требуются. |
Гораздо сложнее, чем у пневмосистем, так как при негерметичности вытекшее масло загрязняет рабочее помещение и создает опасность взрыва. Возвратные трубопроводы необходимы. |
Не вызывает трудностей. Однако имеется опасность поражения током при повреждении изоляции |
Литература
1. Арменский Е.В. Электрические микромашины: учебное пособие / Е.В. Аверин, Г.Б. Фалк. - М.: Высшая школа, 1985.
2. Астахов Н.В. Испытание электрических микромашин: учебное пособие для электротехнических специальностей спец. вузов / Н.В. Астахов, Е.М. Лопухина, В.Т. Медведев и др. - М.: Высшая школа, 1984.
3. Герц Е.В. Пневматические устройства и системы в машиностроении. / Е.В. Герц, А.И. Кудрявцев, О.В. Ложкин. - М.: Машиностроение, 1981.
4. Долгачев Ф.М. Основы гидравлики и гидропривод. \ Ф.Н. Долгачев, В.С. Лейко. - М.: машиностроение, 1981.
5. Кошарский Б.Д. Автоматические приборы, регуляторы и управляющие машины. / Б.Д. Кошарский. - Ленинград: Машиностроение, 1976.
6. Крайнев А.Ф. Словарь - справочник по механизмам. / А. Ф Крайнев. М.: машиностроение, 1987.
7. Кожевников С.М. Механизмы: справочное пособие. / С.М. Кожевников и др. - М.: Просвящение, 1976.
8. Москаленко В.А. Механизмы. / В.А. Москаленко. - М.: Просвещение, 1963.
9. Раковский М.Е. Приборостроение и средства автоматики: справочник. /М.Е. Раковский. - М.: Машиностроение, 1965.
10. Хрущев В.В. Электрические микромашины автоматических устройств. \ В.В. Хрущев. - Ленинград: Просвещение. 1976.
11. Чеваскин А.Н. основы автоматики. \ А.Н. Чеваскин, В.Н. Семин, И.Я. Стародуб и др. - Москва: Энергия, 1977.
Подобные документы
Классификация исполнительных механизмов. Устройство и принцип работы пневматических, гидравлических, многопоршневых, шестеренчатых исполнительных механизмов. Электрические исполнительные механизмы с постоянной и регулируемой скоростью, их особенности.
реферат [1002,5 K], добавлен 05.12.2012Устройство и принцип работы исполнительных механизмов. Пневматические исполнительные механизмы (поршневые и мембранные пневмоприводы). Принцип работы позиционера. Ремонт исполнительных устройств и испытание. Техника безопасности при работе с приборами.
курсовая работа [736,0 K], добавлен 18.03.2010- Повышение качества выплавляемой стали путем повышения точности дозирования легирующих добавок в печь
Основные требования автоматизированных систем управления взвешиванием и дозированием. Выбор и техническая характеристика исполнительных механизмов. Разработка структурной схемы системы управления и электрических схем подключения средств автоматизации.
курсовая работа [6,0 M], добавлен 15.04.2015 Классификация механизмов по функциональному назначению. Механизмы двигателей и преобразователей, управления, контроля и регулирования, подачи и транспортировки, питания и сортировки обрабатываемых сред и объектов. Передаточные и исполнительные механизмы.
контрольная работа [585,9 K], добавлен 25.02.2011Регулирующие системы автоматического управления. Автоматические системы управления технологическими процессами. Системы автоматического контроля и сигнализации. Автоматические системы защиты. Классификация автоматических систем по различным признакам.
реферат [351,0 K], добавлен 07.04.2012Устройство и принцип работы шарнирного четырехзвенного, кривошипно-ползунного, кулисного и пространственного механизма. Рассмотрение структурной схемы кулачковых, зубчатых, фрикционных передач. Достоинства гидравлических и пневматических механизмов.
реферат [1,6 M], добавлен 14.05.2012Показатели надежности систем. Классификация отказов комплекса технических средств. Вероятность восстановления их работоспособного состояния. Анализ условий работы автоматических систем. Методы повышения их надежности при проектировании и эксплуатации.
реферат [155,0 K], добавлен 02.04.2015Описание принципа работы, составления последовательности технологических операций технического обслуживания и ремонта автоматических аппаратов защиты. Классификация электрических аппаратов. Способы амортизации основных средств на современном предприятии.
курсовая работа [674,4 K], добавлен 10.06.2019Передаточные механизмы и их предназначение для передачи движения от источников движения к рабочим органам исполнительных механизмов. Классификация передач, передаточное число. Характеристика основных видов передач. Устройство технологических машин.
контрольная работа [1004,4 K], добавлен 22.10.2010Классификация механизмов раскладки. Анализ схем валикокольцевых механизмов. Синтез валикокольцевого механизма по схеме вал-кольца.Описание конструкции и назначения детали. Техконтроль технологичности конструкции. Калькуляция себестоимости изделия.
дипломная работа [737,7 K], добавлен 19.01.2008
