Министерство образования Российской Федерации
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Ал. н. тимофеев, А. н. Попов, М. н. Полищук
ТЕХНИКА ПРИВОДОВ
Учебное пособие
Санкт-Петербург
Издательство Политехнического университета
2015
УДК 62-8
Т и м о ф е е в Ал.
Н., П о п о в А. Н., П о л и щ у к М. Н. Техника
приводов: учеб. пособие. СПб.: Изд-во
Политехн. ун-та, 2015.
В пособии рассматриваются принципы построения и работы современных приводов технологических машин, их состав, назначение и техническая реализация отдельных элементов. Представлено большое количество обзорного материала и рекомендаций, полезных, в первую очередь, «пользователям», будущим специалистам по проектированию машин, в которых привод является обязательным элементом, но не предметом разработки.
Предназначено студентам дневной формы обучения, изучающим дисциплину "Приводы машин" в рамках бакалаврской подготовки.
Табл. 8. Ил. 46. Библиогр.: 4 назв.
Печатается по решению редакционно-издательского совета Санкт-Петербургского государственного политехнического университета.
© Тимофеев А. Н., Попов А. Н.,
Полищук М.Н., 2015
© Санкт-Петербургский политехнический
университет, 2015
Содержание
ВВЕДЕНИЕ 7
1 структура и Основные технические характеристики приводов машин 9
2 Электропривод 15
2.1 Виды и принцип действия электродвигателей 15
2.2 Электродвигатели постоянного тока 18
2.2.1 Устройство типового двигателя постоянного тока 18
2.2.2 Высокомоментные двигатели 20
2.2.3 Малоинерционные двигатели 21
2.2.4 Вентильные обращенные двигатели постоянного тока 23
2.2.5 Механическая характеристика двигателя постоянного тока 24
2.3 Электродвигатели переменного тока 26
2.3.1 Трехфазные асинхронные электродвигатели 26
2.3.2 Устройство асинхронного двигателя 28
2.3.3 Механическая характеристика асинхронного электродвигателя 31
2.3.4 Конденсаторные электродвигатели переменного тока 31
2.3.5 Коллекторные двигатели переменного тока 32
2.3.6 Синхронные вентильные электродвигатели переменного тока 33
2.3.7 Шаговые электродвигатели 34
2.4 Линейные электродвигатели 35
2.5 Стыковка электродвигателя с механизмом. Мотор-редукторы 36
2.6 Выбор электродвигателя 38
2.7 Устройства управления электродвигателями 43
2.7.1 Релейные устройства управления 43
2.7.2 Преобразователи напряжения 45
2.7.3 Преобразователи частоты 46
3 Гидропривод 51
3.1 Гидростанция 52
3.2 Гидродвигатели 58
3.2.1 Линейные гидроцилиндры 58
3.2.2 Выбор типового гидроцилиндра 63
3.2.3 Поворотные гидродвигатели 64
3.2.4 Гидравлические моторы 65
3.3 Управление гидродвигателями 66
3.3.1 Клапаны давления 67
3.3.2 Распределители 70
3.3.3 Запорные клапаны 74
3.3.4 Гидроаппараты управления расходом 75
3.3.5 Выбор гидроаппаратов 78
4 Пневмопривод 80
4.1 Типовые пневмодвигатели 83
4.2 Поворотные пневмодвигатели 86
4.3 Специальные пневмодвигатели 88
4.3.1 Пневмоцилиндры больших усилий 89
4.3.2 Пневмоцилиндры малого диаметра 89
4.3.3 Параллельные пневмоцилиндры 90
4.3.4 Многопозиционные пневмоцилиндры 91
4.3.5 Пневмоцилиндры с вводом воздуха через шток 92
4.3.6 Бесштоковые пневмоцилиндры 92
4.4 Стыковка пневмодвигателя с механизмом 93
4.5 Выбор пневмодвигателя 95
4.6 Управление пневмодвигателями 96
5 вибропривод 101
5.1. Принципы вибротранспортирования 101
5.2 Устройство вибротранспортеров 104
6 Механизмы приводов 108
6.1 Механизмы для преобразования вида движения 108
6.1.1 Механизмы на основе передачи рейка-шестерня 109
6.1.2 Механизмы на основе передачи винт-гайка 110
6.1.3 Механизмы с передачей звездочка-цепь 113
6.1.4 Механизмы с передачей зубчатый шкив-зубчатый ремень 115
6.1.5 Механизмы с кулачком и копиром 116
6.1.6 Рычажные механизмы 121
6.2 Механизмы шаговых перемещений 122
6.2.1 Механизмы мальтийского креста 122
6.2.2 Храповые механизмы 126
6.3 Редукторы и мультипликаторы 128
6.3.1 Редукторы 128
6.3.2 Мультипликаторы 131
6.4 Механизмы для передачи движения на расстояние 132
6.4.1 Механизмы для передачи вращения 133
6.4.2 Механизмы для передачи поступательного движения 134
6.4.3 Механизмы для передачи движения через шарниры 135
6.5 Механизмы тормозов, фиксаторов и стопоров 135
7 Датчики приводов 141
7.1 Основные характеристики датчиков 144
7.2 установка и подключение датчиков 147
7.2.1 Установка датчиков в приводах 147
7.2.2 Подключение и питание датчиков 150
7.3 Датчики положения 151
7.3.1 Микровыключатели и герконы 151
7.3.2 Потенциометрические датчики положения 153
7.3.3 Индуктивные датчики 154
7.3.4 Емкостные датчики 155
7.3.5 Оптические датчики 156
7.4 Датчики угла поворота 158
7.4.1 Оптические инкрементальные энкодеры 159
7.4.2 Оптические абсолютные энкодеры 160
7.4.3 Резольверы 161
7.5 Датчики скорости 162
7.5.1 Датчики угловой скорости 162
7.5.2 Датчики линейной скорости 164
7.6 Датчики ускорения (акселерометры) 165
7.6.1 Емкостные акселерометры 167
7.6.2 Тензорезистивные акселерометры 167
7.6.3 Пьезоэлектрические акселерометры 167
7.7 Датчики силы и момента 167
7.7.1 Тензометрические датчики силы 168
7.7.2 Тензометрические датчики крутящего момента 169
7.7.3 Пьезоэлектрические датчики силы 170
7.8 Датчики давления 170
7.8.1. Манометры 171
7.8.2. Реле давления 172
7.8.3 Полупроводниковые датчики давления 172
7.8.4 Пьезорезистивные датчики давления 173
7.9 Датчики температуры 173
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 176
ПРИЛОЖЕНИЕ. Формулы техники приводов 177