книги из ГПНТБ / Ретман А.А. Автоматика и автоматизация портовых перегрузочных работ учебник

вод 4, подведенный к корпусу, перекрыт ребордой золотника, а трубопровод 7, идущий, например, к гидродилиндру, находится между ребордами. Шток 2 золотника выполняет роль якоря. По­ этому при включении катушки 1 якорь переместит золотник, тем самым трубопроводы 4 и 7 сообщатся, так как реборда золотника сойдет с трубопровода 4. При этом пружина 3 сожмется. При отключении катушки пружина возвратит золотник в нейтральное положение и разобщит трубопроводы. При работе обоих золот­ ников через один из них жидкость нагнетается, а через другой проходит на слив.

Гидравлические и пневматические исполнительные механизмы.

Действие исполнительных механизмов этой группы основано на принципе преобразования энергии пото­

ное движение, такой механизм называется гидромотором. Характерно, что для управления такими исполнительными

устройствами подводимая мощность незначительна по сравнению с полезной мощностью устройств. Это объясняется тем, что под­ водимая мощность затрачивается только на перемещение какоголибо органа, например золотника, для управления потоком воз­ духа или жидкости. Такое перемещение зависит от конструкции исполнительного механизма и может осуществляться электродви­ гателем небольшой мощности или электромагнитом, как это вы­ полнялось в рассмотренном выше электромагнитном золотнике.

В частности, это относится к исполнительному механизму с ограниченным возвратно-поступательным движением (см. рис. 39). Здесь входной величиной является перемещение золотника, а вы­ ходной — движение поршня.

лость цилиндра 1. Это вызовет перемещение поршня, и его шток, связанный с рычагом 6, повернет рычаг относительно шарнира 5, что повлечет движение корпуса 4 золотника вслед за золотником.

50

Корпус будет двигаться до тех пор, пока отверстия трубопрово­ дов, соединяющих его с цилиндром, не набегут на реборды зо­ лотника и ими не перекроются. Этот принцип использован в гид­ роусилителе, одна из конструкций которого рассмотрена в § 4.

В настоящее время в грузоподъемных машинах находят при­ менение гидромоторы, особенно в трансмиссиях (механизмах пе­ редвижения), а также турбомуфты и турботрансформаторы. Наи­ большее распространение получили аксиальные роторно-поршне­ вые гидромоторы, которые применяются в гидравличе.ских ис­ полнительных механизмах с объемным регулированием (рис. 41).

А к с и а л ь н ы й р о т о р н о-п о р ш н е в о й г и д р о м о т о р с наклонным диском состоит из ротора 2, в котором находятся от 7 до 11 поршней 4 с пружинами 3. Ротор может скользить отно­ сительно неподвижной распределительной головки 1. Поршни упираются в наклонный диск 5, представляющий собой радиаль­ но-упорный подшипник, у которого одно кольцо подвешено на шарнире. В распределительной головке выполнены С-образные канавки, к которым присоединены трубопроводы гидромагистра­ ли. Один из трубопроводов является нагнетательным, а другой служит для отвода рабочей жидкости. При нагнетании жидкости под поршни вдоль них создается усилие, составляющая которого заставляет свободное кольцо диска с ротором и валом вращаться. Вытесняемая из-под поршней жидкость отводится по трубопро­

ет поршни 1 с роликами 2, которые помещены радиально в рото­ ре 4, и это устройство находится внутри профильного кольца 3. Количество поршней от 6 до 11, они могут располагать­ ся в роторе тремя рядами. При подаче жидкости под поршни они перемещаются в роторе и через ролик непосредственно передают усилие Р на профильное кольцо. Поскольку поверхность кольца

находится под некоторым углом к направлению движения порш­ ня, усилие раскладывается на составляющие N и Т. Касательная

нутый круг циркуляции. Таким образом, муфта только передает вращающий момент.

Когда требуется изменить величину передаваемого момента,

му, попадает на реактор и возвращается к турбинному, что и со­ здает увеличение передаваемого ведомым валом вращающего момента. Часто реактор устанавливают на подшипниках, и тогда

«Валмет» (рис. 44).

Работа ее заключается в следующем. Двигатель посредством муфты сцепления 1 вращает планетарный диск 3 с зубьями вну­ треннего зацепления. При стоящей на месте машине ведущий

52

2

Рис. 44. Гидромеханическая коробка передач бесступенчатого действия погрузчика фирмы «Валмет»

вал 5, закрепленная на нем опора 2 планетарной передачи и вто­ ричный (ведомый) вал 13 неподвижны. Поэтому вращение пла­ нетарного диска через сателлиты 4 как через паразитные шестер­ ни сообщается центральной шестерне. Так как она связана с насосным колесом 6 гидротрансформатора, то он вступает в ра­ боту, и турбинное колесо 16 посредством зубчатой пары 7 и зуб­ чатых колес 14 и 15 передает вращающий момент на ведущий

вал 5.

При включении двусторонней муфты 11 (муфты реверса) на передний ход, если ввести ее в сцепление с полумуфтой зубчато­ го колеса 14, или на задний ход, если ввести ее в сцепление с полу­ муфтой зубчатого колеса 12, вторичный вал 13 получит вращение

сопротивления - движению машины частота вращения турбинного колеса падает, а передаваемый вращающий момент автоматиче­ ски увеличивается. Тем самым обеспечивается автоматическое изменение передаточного числа между ведущим и вторичным ва­ лами. Поскольку в начальный момент движения машины веду­ щий вал 5 вместе с опорой 2 получает вращение через зубчатое колесо 14, теперь вступает в действие планетарная передача, и по мере увеличения скорости передвижения машины передавае­ мое гидравлическим путем усилие суммируется с усилием, пере­ даваемым механическим путем через планетарную передачу и ведущий вал.

С возрастанием скорости передвижения машины доля механи­ ческого усилия от передаваемого общего возрастает по сравнению с гидравлическим. Когда эта доля составит60—70% общего уси­ лия, срабатывает регулятор 8, приводимый в действие от зубча­ того колеса 14 через передачу 9. Он открывает клапан, и поток жидкости воздействует на дисковый тормоз 17, который стопорит насосное колесо, тем самым гидротрансформатор выключается. С этого момента все усилие передается только механическим пу­ тем посредством планетарной передачи. Регулятор рычагами 10 связан с рычагом акселератора. Система отрегулирована таким образом, что автоматический переход с гидромеханической пере­ дачи на чистомеханическую происходит на скорости, немного меньшей максимальной.

Как было указано, включение коробки передач на передний и задний ход производится зубчатой муфтой И . Она сблокирована с клапаном, управляющим потоком жидкости к сцеплению. По­ этому при нейтральном положении рычага управления муфтой клапан закрыт, а муфта сцепления выключена, т. е. ее диски разобщены. При переводе рычага муфты на движение «Вперед» или «Назад» клапан открывается, и поток жидкости под давле­

можении машины диски сцепления автоматически размыкаются.

54

Это позволяет на малой скорости передвижения вилочного по­ грузчика, давая дискам сцепления пробуксовывать, большую часть мощности двигателя использовать на иные рабочие движе­

ратного хода (рис. 45).

Коробка состоит из двух узлов: камеры с фрикционными ди­ сками и зубчатой передачи. На ведущем валу 4, который имеет привод от турботрансформатора, на подшипниках свободно сидят: шестерня 10 переднего и шестерня 5 заднего хода. Они выполне­ ны заодно с хвостовиками 11, на которых находятся фрикцион­ ные диски 6. Они чередуются с дисками 7, связанными с корпусом камеры. Те и другие диски могут только перемещаться поступа­ тельно соответственно вдоль хвостовика и корпуса камеры.

Корпус имеет перегородку 9. Она разделяет группы дисков пе­ реднего и заднего хода. На' валу 4 жестко сидит втулка 16. Поса­ женная на ней тарелка 8 может перемещаться вдоль нее. В тарел­ ку упирается возвратная пружина 17. На конце ведущего вала

55

установлена неподвижная головка 13, она скреплена жестко с корпусом коробки. К головке подведены шланги гидросистемы

погрузчика.

Чтобы погрузчик мог передвигаться «Вперед», жидкость на­ гнетается по шлангу 12, а для движения «Назад» — по соседне­ му. В обоих случаях жидкость, пройдя по каналам 14 или 15, бу­ дет давить на соответствующую тарелку. Тарелка начнет переме­ щаться вдоль втулки, сжимая пружину. Тем самым диски камеры прижмутся к дискам хвостовика, и вращение ведущего вала через тарелку и диски, благодаря трению между ними, сообщится либо шестерне переднего хода 10, либо заднего 5.

Для передвижения вперед на первой скорости (12 км/ч) дву­ стороннюю муфту 22 перемещают вдоль ведомого вала 20 и вво­ дят в сцепление с полумуфтой зубчатого колеса 21. Тогда враща­ ющий момент будет передаваться парами 10, 18 и 19, 21. Вто­ рая скорость (24 км/ч) будет достигнута, если муфту 22 ввести в

сцепление с полумуфтой зубчатого колеса 1. Тогда образуются пары 10, 18 и 2, 1.

Задняя первая скорость (10 км/ч) и задняя вторая (21 км/ч) создаются при вышеуказанных положениях муфты 22. В первом случае вращающий момент передается парой 5, 2 через паразит­ ную шестерню 3 и шестерни 19, 21 во втором случае — парой 5, 1 через две паразитные шестерни 2 и 3. Попутно можно отметить, что муфта 22 включения скорости сблокирована с предохрани­ тельным контактом. Поэтому, если она не находится в нейтраль­ ном положении, цепь стартера разомкнута и двигатель запустить невозможно.

На вилочных погрузчиках фирмы «Хайстер» коробка переме­ ны передач также совмещена с механизмом обратного хода, но имеет иное конструктивное исполнение (рис. 46).

На валу двигателя внутренного сгорания закреплен маховик 1, который вращает насосное колесо 3 турботрансформатора. От него постоянно работает насос 5 гидросистемы, обеспечивающей управление коробкой. Турбинное колесо 2 трансформатора пере­

лах насажены фрикционные диски 7 и 9, которые чередуются с раз­ делительными. Обе группы дисков мс?гут передвигаться в осевом направлении. Шестерня заднего хода 11 находится в зацеплении с промежуточной шестерней 14 непосредственно, а шестерня пе­

казанные на рисунке), муфты переднего либо заднего хода. Дви­ жение поршней цилиндров переместит разделительные и фрикци-

56

онные диски, которые прижмут друг друга, и вследствие трения между ними вращение корпуса 6 сообщится либо валу 8, либо валу 10. Поэтому промежуточная шестерня 14 получит правое или левое вращение. Она находится в зацеплении с приводным колесом 21 планетарного редуктора. Это колесо связано с води­ лами 20, на которых насажены сателлиты 15. Они входят в зацеп­ ление с одной стороны с солнечной шестерней 18, а с другой сто­ роны— с зубчатым венцом 19 внутреннего зацепления диска 16. Ведомый вал 17 коробки жестко скреплен с диском. Собственно

коробка скоростей имеет такую же конструкцию, как и муфта переднего—заднего хода.

Муфта' III пониженной скорости передвижения имеет фрикци­ онные диски, установленные на оси 23. Она закреплена в корпу­ се обратной связи 22. Поэтому ось и указанные фрикционные ди­ ски никогда не вращаются. Чтобы получить малую скорость пе­ редвижения, жидкость подают в цилиндры муфты III. Ее разде­ лительные диски прижмутся к фрикционным, а потому корпус 26, вал 25 и солнечная шестерня 18 окажутся застопоренными. Тогда приводное колесо 21 через водила будет обкатывать сател­ литы по солнечной шестерне, что приведет во вращение диск и ведомый вал. При этом вал 24 и фрикционные диски муфты IV будут работать вхолостую.

Чтобы получить большую скорость передвижения погрузчика, поток жидкости направляют в цилиндры муфты IV повышенной скорости. Так как от колеса 21 вал 24 и фрикционные диски всег­ да вращаются, то через разделительные диски корпус 26, вал 25 и солнечная шестерня начнут также вращаться. Теперь сателлиты станут быстрей обкатываться, так как на них происходит сложе­ ние частоты вращения водил и солнечной шестерни, а следова­ тельно, увеличится скорость диска и ведомого вала коробки. При

57

этом разделительные диски муфты III свободно проворачива­ ются.

Гидросистема коробки перемены передач является самообеспечивающей, т. е. она не связана с остальной гидросистемой погруз­ чика.

Пневматические исполнительные устройства выполняются по схеме аналогично некоторым гидравлическим. Вместе с тем в свя­ зи с различием свойств жидкости и воздуха может быть достигну­ та большая скорость воздушного потока, чем жидкости, а потому на выходе скорость будет тоже выше при одинаковых размерах устройств.

J

Рис. 47. Схема струйного пневматического испол­ нительного механизма

линдра 1 с поршнем 2. Управление движением поршня осуществ­ ляется воздухом, который через трубку 3 подается либо в надпоршневую, либо в штоковую полость. Поворот трубки влево или Бправо может осуществляться электромагнитным золотником. Струйный исполнительный механизм проще золотникового, но пе­ редает меньшие усилия. Это объясняется тем, что вследствие боль­ ших утечек воздуха создаваемое давление меньше.

П н е в м а т и ч е с к и м с т р у й н ы м р а с п р е д е л и т е л я м в автоматике принадлежит большое будущее. Из них благодаря небольшим размерам могут набираться логические схемы, включая и вычислительные устройства. В последних такие схемы имеют вид лабиринта, выполненного методом травления в металлических па­ нелях. В этом случае они получаются компактными и надежными

вработе.

Впневматическом распределителе (рис. 48) к напорному соп­ лу 1 подается под давлением воздух, струя которого поступает в

58

приемный двухканальный диффузор 3. В нем кинетическая энергия струи превращается в потенциальную энергию давления и переме­ щает поршень в исполнительном цилиндре. Через управляющее соп­ ло 2 с выхода датчика поступает воздух, который несколько откло­ няет струю из сопла 1. Таким образом, струйный распределитель как бы напоминает электронную лампу (триод), где катодом являет­ ся сопло 1, анодом — диффузор 3, а струя из сопла 2 играет роль сетки. С помощью обратной пневматической связи воздух из ка­ меры обратной связи механизма 4 поступает в сопло 5 и коррек­ тирует отклонение струи, которое возникает вследствие работы сопла 2.

г л А в A III

АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ

§ 6. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РАЗГОНА ДВИГАТЕЛЕЙ

Автоматический разгон, торможение и реверсирование элект­ родвигателей относятся к наиболее простым функциям автомати­ ческого управления. Эти функции, как правило, выполняются при

все электрические схемы управления перегрузочными машинами. Пуск односкоростных короткозамкнутых двигателей осуществ­ ляется непосредственным подключением к сети с помощью маг­ нитных пускателей, управляемых дистанционно кнопками или

кнопочными постами.

ния частоты вращения двигателя. Автоматизация разгона—это автоматическое выведение ступеней сопротивлений в цепи ротора или якоря через определенные промежутки времени, или при оп­ ределенных значениях частоты вращения или при определенной силе тока. Поэтому автоматизация разгона может осуществлять­ ся по принципу времени, по принципу частоты вращения и по принципу тока.

Разгон двигателей по принципу времени. На рис. 49 пред­ ставлена схема автоматического разгона двигателя постоянного тока по принципу времени. При нажатии на кнопку «Пуск» по­ лучает питание катушка линейного контактора Л. Контактор срабатывает и замыкает силовые контакты Л в цепи якоря двига­ теля, блок-контакты Л, шунтирующие кнопку «Пуск», и размы­ кает размыкающие блок-контакты Л в цепи катушки электромаг­

59