Kelių greičių variklių naudojimo pranašumai

Įprastų vieno greičio variklių pakeitimas kelių greičių varikliais daugeliu atvejų žymiai pagerina mašinų ir metalo pjovimo staklių technologines ir eksploatacines savybes bei sumažina jų gamybos darbo intensyvumą.

Naudojami kelių greičių varikliai:

• staklių pavarose ir metalo pjovimo staklėse, kurių greitį pageidautina keisti priklausomai nuo apdirbamos medžiagos dydžio, kietumo ir kitų fizikinių savybių arba priklausomai nuo technologinių veiksnių. Tai metalo pjovimo ir medžio apdirbimo staklės, išcentriniai separatoriai, dragos ir kiti mechanizmai, skirti įvairioms reikmėms;

• skirtingo veikimo ir tuščiosios eigos staklėse, metalo pjovimo staklėse ir mechanizmuose (lentpjūvės);

• užvedimui ir stabdymui be aštrių smūgių ant stalų su dideliu impulsu (liftai, keltuvai). Šiuo atveju darbo procesas vyksta didžiausiu sukimosi greičiu, o mechanizmo paleidimas ir sustabdymas — mažais apsisukimais, dažnai automatiškai perjungiant polių skaičių;

• mašinų pavarose ir staklėse, kurių galia kinta priklausomai nuo paros laiko, sezono ir kt. (siurbliai, ventiliatoriai, krovinių įrenginiai, konvejeriai ir kt.);

• kelių skirtingų paskirčių mašinų pavarose, kurių kiekvienai reikalingas skirtingas greitis, pavyzdžiui, alyvos gręžinių įranga, kurioje alyva siurbiama mažiausiu greičiu, o vamzdžiams montuoti didžiausias greitis;

• mechanizmuose, kurių greičio kitimą lemia sunaudota galia. Pavyzdys yra plokšti valcavimo staklynai, kur iš pradžių, esant didelei metalo deformacijai, valcavimas atliekamas mažu greičiu, o apdailos operacijos – dideliu greičiu.

• blokuose, kur be variklio sukimosi greičio reguliavimo perjungiant polių skaičių, papildomai padidinama greičio reguliavimo riba keičiant maitinimo tinklo dažnį.

Dėl kelių greičių variklių naudojimo mašinų ir metalo pjovimo staklių elektrinėse pavarose galima:

1) mašinų konstrukcijos supaprastinimas, neįtraukiant pavarų dėžių ir maitinimo šaltinių;

2) padidinti metalo pjovimo staklių našumą, našumą ir palengvinti priežiūrą;

3) mašininio apdorojimo kokybės gerinimas mažinant vibracijas ir mažinant mechanizmų, turinčių daug pavarų, veikimo netikslumus;

4) mašinos efektyvumo didinimas sumažinant tarpines kinematinės grandinės grandis;

5) judėjimo greičio keitimas nestabdant mašinos;

6) supaprastinti automatinį paleidimo, stabdymo, atbulinės eigos ir stabdymo procesų valdymą;

7) automatinio apdorojimo režimų valdymo supaprastinimas priklausomai nuo technologinių veiksnių.

Variklio užvedimas mažesniu sukimosi greičiu taip pat turi pranašumą, kad absoliuti paleidimo srovės vertė šiuo atveju, kaip taisyklė, bus mažesnė nei paleidimo srovės esant didesniam greičiui. Perjungiant ritę iš mažesnio polių skaičiaus į didesnį polių skaičių, t. y. sulėtėjus variklio greičiui, regeneracinis variklio stabdymas, kuris sutrumpina mašinos stabdymo laiką ir nesusijęs su energijos nuostoliais, kaip tai daroma stabdant atbuline eiga.

Yra plačios galimybės naudoti kelių greičių variklius įvairiausiose universaliose ir specialiose automatizuotose metalo pjovimo staklėse: tekinimo, tekinimo staklėse, gręžimo, frezavimo, šlifavimo, išilginio ir skersinio obliavimo, galandimo ir kt.

Kelių greičių varikliai plačiausiai naudojami staklių ir medžio apdirbimo staklių pavarose.

Dideliam universaliųjų metalo pjovimo staklių greičio reguliavimo diapazonui reikalingi reduktoriai arba pavarų dėžės su daugybe valdymo pakopų. Kai reguliavimo procesas atliekamas tik vienu mechaniniu būdu, pavarų dėžės yra struktūriškai daug sudėtingesnės ir reikalauja sudėtingesnės valdymo sistemos.

Abu veiksniai padidina darbo jėgos intensyvumą ir padidina pavarų dėžių gamybos sąnaudas.Todėl staklėse plačiai naudojama kombinuota greičio reguliavimo sistema, kuri yra elektros variklio, kurio greičiai reguliuojami gana plačiame diapazone, derinys su greičių dėže arba santykine tuščiąja eiga, kurios efektyvumas yra didesnis, palyginti su sudėtingesnėmis pavarų dėžėmis.

Kelių greičių variklius ypač patartina naudoti metalo pjovimo staklėse, kur galima apsiriboti dviem, trimis ar keturiais skirtingais greičiais, kai mašinos suklio apsisukimų dažnis yra lygus variklio sūkių dažniui. Šiuo atveju naudojami įmontuoti kelių greičių varikliai. Variklio statorius įmontuotas į mašinos galvutę, o velenas mova sujungtas su variklio rotoriaus velenu arba variklio rotorius montuojamas tiesiai ant veleno.

Tokia mašinos konstrukcija pasirodo itin paprasta, jos kinematinė grandinė trumpiausia, o variklis kuo arčiau darbinio veleno.

Jei metalo pjovimo įrankio suklio sukimosi greitis neatitinka kelių greičių variklio sukimosi greičio, pastarasis su velenu jungiamas diržo arba krumpliaračio pavara. Panaši kinematinė schema naudojama tekinimo staklių, frezavimo staklių ar mažų gręžimo staklių operacinėse patalpose. Prie tokios schemos pridėjus paprastą paiešką labai išplečiamas mašinos greičio valdymo diapazonas, mašinos kinematinė grandinė pratęsiama tik esant mažam sukimosi greičiui.

Staklių elektrinėje pavaroje panaudojus kelių greičių variklį, tiesiogiai prijungtą prie greičio keitiklio, labai išplečiama galimybė sklandžiai valdyti mašinos greitį.Taikymas, pavyzdžiui, dviejų greičių variklis 2p = 8/2 ir mechaninis variatorius, kurio greičio santykis yra 4: 1, galite įdiegti bepakopį greičio reguliavimą nuo 187 iki 3000 aps./min., t.y. gauti 16:1 reguliavimo diapazoną.

Su 500/3000 aps./min. dviejų greičių varikliu ir 6:1 santykio keitikliu sklandaus mašinos greičio reguliavimo diapazonas išplečiamas iki 36:1, pasiekiamas naudojant padidinimą po variatoriaus.

Sklandaus važiavimo greičio reguliavimo diapazonas gali būti perkeltas į didesnių arba mažesnių greičių sritį, keičiant kelių greičių variklio sukimosi greitį. Jei to nepakanka, tarp variklio ir variatoriaus dedamas perjungimas arba perjungimas žemyn, dažniausiai trapecinis diržas arba diržas.

Kad būtų galima sklandžiai reguliuoti greitį santykinai nedideliame diapazone iki 1:4 su pastoviu veleno sukimo momentu, asinchroninis variklis su slankioji sankaba.

Tokio variklio naudingumo koeficientas nustatomas pagal išraišką η = 1 — s, kur s – slydimas, lygus rotoriaus ir išėjimo veleno sukimosi greičių skirtumui. Todėl, kai s = 80%, efektyvumas bus tik 20%. Tokiu atveju visi galios nuostoliai sutelkiami sankabos būgne.

Slankiosios sankabos pavaroje įprastą vieno greičio variklį pakeitus kelių greičių varikliu, galima padidinti šios pavaros efektyvumą ir išplėsti greičio reguliavimo diapazoną.Pavyzdžiui, dviejų greičių variklyje, kurio polių keitimo koeficientas yra 2:1, greičio valdymas atliekamas santykiu 2:1, o intervale tarp šių greičių ir žemiau jų sklandų reguliavimą atlieka slydimo sankaba. Bendras valdymo diapazonas bus 4:1, o minimalus efektyvumas yra 50%.

Dėl visapusiškesnio movų reguliavimo savybių panaudojimo (valdymo diapazonas 5:1), galima pratęsti valdymo diapazoną iki 10:1 esant mažiausiam efektyvumui (esant mažiausiam veleno sukimosi greičiui) η = 20 %.

Trijų greičių variklio su polių keitimo apvija 2p = 8/4/2 taikymas leidžia padidinti valdymo diapazoną iki 8:1 esant mažiausiam pavaros efektyvumui η = 50% ir pasiekti valdymo ribą 20:1 esant efektyvumui. mažiausiu greičiu η=20%.