יתרונות השימוש במנועים מרובי מהירויות

החלפת מנועים קונבנציונליים חד-הילוכים במנועים מרובים משפרת במקרים רבים משמעותית את האיכויות הטכנולוגיות והתפעוליות של מכונות ומכונות חיתוך מתכת ומפחיתה את עוצמת העבודה בייצורן.

משתמשים במנועים מרובי מהירויות:

• בהנעי מכונות ובמכונות חיתוך מתכת, שמהירותם רצויה להשתנות בהתאם לגודל, קשיות ותכונות פיזיקליות אחרות של החומר המעובד או בהתאם לגורמים טכנולוגיים. אלה כוללים מכונות חיתוך מתכת ועיבוד עץ, מפרידים צנטריפוגליים, מחפרות ומנגנונים אחרים ליישומים שונים;

• במכונות, מכונות חיתוך מתכות ומנגנונים בעלי מהירויות הפעלה וחוסר סרק שונות (מנסרים);

• להתנעה ולעצירה ללא פגיעות חדות על שולחנות בעלי מומנטום משמעותי (מעליות, מנופים). במקרה זה, תהליך העבודה מתרחש במהירות הגבוהה ביותר של סיבוב, והתחלה ועצירה של המנגנון - במהפכות נמוכות, לעתים קרובות עם מיתוג אוטומטי של מספר הקטבים;

• בהנעי מכונות ובמכונות עם הספק המשתנה בהתאם לשעה ביום, לעונה וכו'. (משאבות, מאווררים, מכשירי מטען, מסועים וכו');

• בכוננים של מכונות עם מספר מטרות שונות שכל אחת מהן דורשת מהירות שונה, למשל ציוד באר נפט שבו המהירות הנמוכה ביותר משמשת לשאיבת שמן והמהירות הגבוהה ביותר משמשת להתקנת צינורות;

• במנגנונים ששינוי המהירות שלהם נקבע על פי הכוח הנצרך. דוגמה לכך היא מפעלי גלגול שטוחים, שבהם בתחילה, עם עיוות מתכת משמעותי, הגלגול מתבצע במהירות נמוכה, ופעולות גימור במהירות גבוהה.

• בבלוקים, שבהם בנוסף לוויסות מהירות הסיבוב של המנוע על ידי החלפת מספר הקטבים, עלייה נוספת במגבלת בקרת המהירות מתבצעת על ידי שינוי תדירות רשת האספקה.

הודות לשימוש במנועים מרובי מהירויות בהנעים חשמליים של מכונות ומכונות חיתוך מתכת, ניתן:

1) פישוט העיצוב של המכונות למעט תיבות הילוכים וספקי כוח;

2) הגדלת הביצועים, הפרודוקטיביות וקלות התחזוקה של מכונות חיתוך מתכת;

3) שיפור איכות עיבוד המכונה על ידי הפחתת רעידות והפחתת אי דיוק בפעולת מנגנונים עם מספר רב של הילוכים;

4) הגדלת היעילות של המכונה על ידי הפחתת חוליות הביניים של השרשרת הקינמטית;

5) שינוי המהירות בתנועה מבלי לעצור את המכונה;

6) פישוט הניהול האוטומטי של תהליכי התנעה, עצירה, היפוך ועצירה;

7) פישוט ניהול אוטומטי של מצבי עיבוד בהתאם לגורמים טכנולוגיים.

להתנעת המנוע במהירות סיבובית נמוכה יותר יש גם יתרון שהערך המוחלט של זרם ההתנעה במקרה זה יהיה, ככלל, פחות מזרמי ההתנעה במהירויות גבוהות יותר. כאשר מחליפים את הסליל ממספר קטן יותר למספר גדול יותר של קטבים, כלומר כאשר מהירות המנוע מואטת, בלימה רגנרטיבית של המנוע, מה שמקצר את זמן העצירה של המכונה ואינו קשור לאובדי אנרגיה, כפי שקורה בבלימה לאחור.

קיימות הזדמנויות רחבות לשימוש במנועים מרובי מהירויות במגוון רחב של סוגי מכונות אוניברסליות ומיוחדות לחיתוך מתכת אוטומטיות: חרטות, מחרטות, קידוח, כרסום, השחזה, הקצעה אורכית ורוחבית, השחזה וכו'.

מנועים מרובי מהירויות נמצאים בשימוש הנפוץ ביותר בהנעי מכונות ועיבוד עץ.

מגוון משמעותי של ויסות מהירות של מכונות חיתוך מתכת אוניברסליות דורש מפחיתים או תיבות הילוכים עם מספר רב של שלבי בקרה. כאשר תהליך ההתאמה מתבצע בצורה מכנית אחת בלבד, תיבות ההילוכים מורכבות מבחינה מבנית הרבה יותר ודורשות מערכת בקרה מורכבת יותר.

שני הגורמים גורמים לעלייה בעוצמת העבודה ולעלייה בעלות ייצור תיבות הילוכים.לכן, מערכת בקרת מהירות מורכבת נמצאת בשימוש נרחב בכלי מכונות, שהיא שילוב של מנוע חשמלי, שמהירותו מווסתת בטווח רחב למדי, עם תיבת הילוכים או סרק יחסי ביעילות גבוהה יותר בהשוואה לתיבות הילוכים מורכבות יותר.

רצוי במיוחד להשתמש במנועים מרובי מהירויות במכונות חיתוך מתכת, בהן אתה יכול להגביל את עצמך לשתיים, שלוש או ארבע מהירויות שונות במהירות ציר המכונה השווה למהירות המנוע. במקרה זה, נעשה שימוש במנועים רב-מהירות מובנים. הסטטור של המנוע מובנה בעמוד הראשי של המכונה, והציר מחובר באמצעות צימוד לציר הרוטור של המנוע, או שהרוטור של המנוע מותקן ישירות על הציר.

עיצוב כזה של המכונה מתברר כפשוט ביותר, השרשרת הקינמטית שלה היא הקצרה ביותר והמנוע קרוב ככל האפשר לציר העבודה.

אם מהירות הסיבוב של הציר של כלי חיתוך המתכת אינה תואמת את מהירות הסיבוב של המנוע הרב-מהירות, האחרון מחובר לציר באמצעות רצועה או כונן הילוכים. תרשים קינמטי דומה משמש לחדרי ניתוח של מחרטות, מכונות כרסום או מכונות קידוח קטנות. הוספת חיפוש פשוט לתכנית כזו מרחיבה מאוד את טווח בקרת מהירות המכונה, ומרחיבה את השרשרת הקינמטית של המכונה רק במהירויות סיבוב נמוכות.

השימוש במנוע רב-מהירות בהנעה החשמלית של כלי המכונה, המחובר ישירות למשתנה המהירות, מרחיב מאוד את האפשרות לשליטה חלקה על מהירות המכונה.יישום, למשל, מנוע דו-הילוכים 2p = 8/2 וווריאטור מכני עם יחס מהירות של 4: 1, אתה יכול ליישם כדי להגדיר בקרת מהירות ללא מדרגות מ-187 ל-3000 סל"ד, כלומר. קבל טווח התאמה של 16:1.

עם מנוע דו-הילוכים של 500/3000 סל"ד ומשתנה ביחס של 6:1, טווח בקרת מהירות המכונה החלקה מורחב ל-36:1, המושג על ידי שימוש בחיזוק אחרי הווריאטור.

ניתן להעביר את טווח בקרת מהירות הנסיעה החלקה לאזור של מהירויות גבוהות או נמוכות יותר על ידי שינוי מהירות הסיבוב של המנוע הרב-מהירות. אם זה לא מספיק, מניחים הילוך יתר או הורדת הילוך בין המנוע לווריאטור, לרוב רצועת וי או רצועה.

לוויסות מהירות חלק בטווח קטן יחסית עד 1:4 עם מומנט פיר קבוע, מנוע אסינכרוני עם מצמד הזזה.

היעילות של מנוע כזה נקבעת על ידי הביטוי η = 1 - s, כאשר s הוא ההחלקה השווה להפרש בין מהירויות הסיבוב של הרוטור וציר המוצא. לכן, ב-s = 80%, היעילות תהיה רק ​​20%. במקרה זה, כל הפסדי הכוח מרוכזים בתוף המצמד.

על ידי החלפת מנוע קונבנציונלי חד-מהירות במנוע רב-מהירות בהנעת מצמד הזזה, ניתן להגביר את היעילות ולהרחיב את טווח ויסות המהירות של כונן זה.לדוגמה, במנוע דו-הילוכים עם יחס שינוי קוטב של 2:1, בקרת המהירות מתבצעת בשלבים של יחס של 2:1, ובמרווח שבין המהירויות הללו ומתחתיהן מתבצעת התאמה חלקה על ידי מצמד ההחלקה. טווח הבקרה הכולל יהיה 4:1 עם יעילות מינימלית של 50%.

בשל השימוש המלא יותר בתכונות הוויסות של הצימודים (טווח בקרה 5:1), ניתן להרחיב את טווח הבקרה ל-10:1 ביעילות הנמוכה ביותר (במהירות הסיבוב הנמוכה ביותר של הציר) η = 20 %.

יישום של מנוע בעל שלושה מהירויות עם פיתול מחליף קוטב 2p = 8/4/2 מאפשר להגדיל את טווח הבקרה ל-8:1 ביעילות הנעה הנמוכה ביותר η = 50% ולהגיע לגבול הבקרה של 20:1 ביעילות במהירות הנמוכה ביותר η=20%.