Устранение промежуточных передач

Электрическая энергия доступна на фиксируемой частоте 50 Гц, а механическая требуется в широком спектре скоростей.

Так, у двигателей переменного тока возможен только ряд скоростей: 3000, 1500, 1000 об/мин и т.д.

Ориентировочные значения КПД элементов привода составляют:

· преобразователь - (меньшие значения для малых скоростей вращения, большие для более высоких скоростей);

· двигатель - (меньшие значения для микромашин, большие– для машин повышенной мощности);

· механический регулятор ;

· муфта ;

· редуктор ;

· рабочий механизм (для приводного барабана ленточного конвейера).

Коэффициент полезного действия системы электропривода

,

где i- количество соединительных муфт.

Подстановка в формулу усредненных значений КПД для привода с электродвигателем мощностью 10–100 кВт дает значение КПД в диапазоне h=0, 65–0, 75. При этом в среднем от семи до десяти процентов мощности теряется в механических передачах. Таким образом, устранение механических передач приводит к существенному повышению КПД системы (на 7–10%), что является одной из основных тенденций развития электропривода, а в перспективе – совмещения электродвигателя и рабочего органа.

По способу передачи механической энергии от вала двигателя к рабочему механизму электропровод делят на три группы.

В групповом приводе несколько рабочих машин приводятся в движение через передачи одним двигателем. Двигатель выбирается из максимальной нагрузки совмещенных операций, что связано с нерациональным расходом энергии при вспомогательных операциях и с потерями в передачах.

В многодвигательном приводе (приводной барабан конвейера и др.) возникает необходимость выравнивания нагрузки отдельных двигателей.

Внедрение однодвигательного привода помимо снижения энергоемкости производства за счет устранения промежуточных передач и лучшего использования установленной мощности привода, позволяет повысить надежность выполнения технологических процессов, снизить травматизм, улучшить условия труда.

Соединительные муфты в электроприводе бывают следующих типов. Механические муфты в основном выполняются кулачкового типа с механическим соединением полумуфт.

Гидравлические или пневматические муфты для передачи момента от электродвигателя к приводному оборудованию используют диски. Регулирование скорости осуществляется путем изменения скольжения между дисками, причем потери возрастают при снижении частоты вращения. Сжатие дисков осуществляется с помощью гидравлического или пневматического цилиндра.

Электромагнитные муфты также используют фрикционный способ передачи механического момента, где сжатие трущихся поверхностей осуществляется встроенным в муфту электромагнитом. Их КПД несколько ниже гидравлических/пневматических.

Положительным фактором при использовании этих устройств является большой срок службы и высокая надежность труда. Основным их недостатком является снижение КПД при низких скоростях.

Из передач трением наиболее распространенными являются ременные передачи. Нагрузка в них передается силами трения, возникающими между шкивами и ремнем вследствие натяжения последнего.

По форме поперечного сечения ремня передачи делятся на плоскоременные, клиноременные и круглоременные. Последние применяют только для малых мощностей, в частности в машинах домашнего обихода.

Передачи выполняют с постоянным или переменным (регулируемым) передаточным отношением, регулирование может быть ступенчатым и бесступенчатым. Ступенчатое регулирование выполняется в коробках скоростей с зубчатыми колесами, в ременных передачах со ступенчатыми шкивами и т.п. Бесступенчатое регулирование осуществляется с помощью фрикционных, цепных и ременных вариантов.

Значения КПД передач:

0,8 - 0,92 - одноступенчатая фрикционная передача;

0,85 - 0,96 - ременная передача;

0,94 - 0,98 - одноступенчатая зубчатая передача;

0,7 - 0,92 - одноступенчатая червячная передача;

0,9 - 0,92 - зубчатая передача.