книги из ГПНТБ / Гейлер Л.Б. Электрооборудование и электроавтоматика кузнечно-прессовых машин

нажиме на кнопки В и Я н. з. контакты кнопок В и Я соответственно разрывают цепи катушек КН и КВ и ни один из этих контакторов

включиться не может.

На фиг. 74, 6 представлена цепь управления схемы, в которой

электрическая блокировка, не допускающая одновременного вклю­ чения обоих контакторов, осуществляется посредством н. з. кон­ тактов КН и КВ.

В этой схеме при нажиме кнопки В включается контактор КВ, При этом замыкаются контакты КВ в цепи рабочего тока (показан-

Фиг. 74. Разновидности схем реверсивных магнитных пускателей.

ные на фиг. 74, а), блок-контакт самоблокировки КВ, шунтирующий кнопку В, и размыкается н. з. контакт КВ, включенный в цепь катушки КН. Пока включен контактор КВ, нажим на кнопку Я не вызывает замыкания цепи катушки контактора КН. При необхо­

димости реверса в данном случае необходимо предварительно нажать на кнопку С («Стоп»),

Уреверсивных магнитных пускателей, кроме электрической блокировки, обычно применяется также и механическая блокировка посредством коромысла и кулачков, не допускающих включения одного контактора, когда другой уже включен.

Уреверсивных магнитных пускателей переменного тока нельзя ограничиваться одной механической блокировкой. Это объясняется

тем, что при замыкании цепи катушки контактора переменного тока, который не имеет возможности включиться, течет ток в несколько раз больший нормального. При длительном нажатии на кнопку это может привести к аварии.

Схема, представленная на фиг. 73, применяется в случае длитель­ ной работы электропривода. При наладке часто требуется работа электропривода лишь в то время, пока кнопку «Пуск» держат нажа­ той. В этом случае при кратковременном нажатии кнопки будет осуществлено кратковременное перемещение («Толчок») соответ-

149

ствующего элемента производственной машины. В этом случае кон­ такты самоблокировки не нужны. Также не нужна и кнопка «Стоп».

электродвигателя, другой — вклю­ чает рабочую катушку контактора 1К- При необходимости уста­

новочной работы электропривода без отнятия руки от кнопки нужно нажать кнопку У.

§ 42. АППАРАТУРА И СХЕМЫ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

При возникновении перегрузок электродвигателя увеличивается нагрев обмоток, что может вызвать преждевременный выход его из строя. Поэтому как только температура превысит установленную величину, необходимо отключить двигатель от сети. Точно так же необходимо немедленное отключение электродвигателя при возникно­ вении в его цепи короткого замыкания.

Простейшими аппаратами, обеспечивающими защиту электро­ двигателя от чрезмерных токов, являются общеизвестные плавкие предохранители. Отключение электродвигателя этими предохрани­ телями осуществляется путем расплавления специально рассчитанной плавкой вставки, представляющей собой кусок проволоки или метал­ лическую пластину.

Широкое распространение получили общеизвестные пробочные предохранители на 25 а, 500 в. Помимо того, широко используют

трубчатые предохранители. Эти предохранители имеют цинковую плавкую вставку, которая помещена внутри фибрового патрона, закрытого с концов металлическими обоймами. При сгорании плавкой вставки дуга не выходит за пределы патрона, причем давление газов, образующихся при этом, способствует быстрому гашению дуги. При необходимости замены плавкой вставки патрон разбирается. Трубчатые предохранители применяются на 60, 100 и 200 а, до 500 в.

Для защиты двигателей постоянного тока и асинхронных двига­ телей с фазовым ротором, пускаемых посредством реостата, плавкая вставка подбирается на номинальный ток электродвигателя. Для

150

короткозамкнутых асинхронных двигателей выбрать ее таким обра­ зом нельзя, так как она расплавляется под действием пускового тока, превышающего у этих электродвигателей номинальный ток в 5—7 раз. Поэтому для асинхронных короткозамкнутых двигателей плавкая вставка выбирается на ток, в 2—2,5 раза меньший пускового. При кратковременном, пусковом процессе выбранная таким образом плав­ кая вставка при пуске не успевает расплавиться.

Однако предохранитель с плавкой вставкой, выбранной таким образом, не защищает электродвигатель даже и при значительных его перегрузках, так как ток плавкой вставки в 2 раза и более превышает

расположена пластина, состоящая из двух наложенных друг на друга

исваренных между собой полос 2 и 3 из металлов с различными коэф­ фициентами линейного расширения. При нагреве полоса 3 расши­ ряется сильнее полосы 2, и поэтому под действием нагрева биметал­ лическая пластина 2—3 будет изгибаться кверху. При достаточно большом токе рычаг 4, находящийся под действием пружины 5,

соскочит с поднимающегося вверх конца биметаллической пластины

иповернется против часовой стрелки. Контакт 6 при этом разом­

кнется .

Посредством кнопки возврата 7 после остывания биметалличе­ ской пластины рычаг 4 может быть возвращен в прежнее положение, и контакт 6 будет снова замкнут. Реле после этого вновь готово

к действию.

После срабатывания теплового реле электродвигатель и станок должны быть осмотрены квалифицированным обслуживающим пер­ соналом.

Тепловые реле изготовляются как в виде отдельных аппаратов, так и пристроенными к контакторам, помещенным в кожух магнит­ ного пускателя, причем у многих тепловых реле два нагревательных элемента через посредство биметаллических пластин и рычажной системы воздействуют на один и тот же н. з. контакт.

Тепловое реле и электродвигатель, который оно защищает, должны находиться в одинаковых тепловых условиях.

При больших нагрузках тепловое реле выключает цепь значи­ тельно позже, чем плавкий предохранитель. Поэтому для надежной

151

защиты электродвигателя в схему вводят и тепловое реле, и плавкий предохранитель, как это показано на фиг. 77.

Для защиты электродвигателя применяют обычно два тепловых реле, включенных как показано на фиг. 77. При одном реле в слу­ чае перегорания предохранителя, последовательно с которым вклю­ чен нагревательный элемент этого реле, двигатель оказался бы неза-

контактора, и поэтому срабатывание любого из них вызывает отклю­

в катушке.

При наличии многодвигательного привода и сложной цепи управвления часто возникает необходимость одновременного нажатия многих кнопок в различных комбинациях. Как было указано выше, для облегчения этих операций применяют командоконтроллеры. •

Контакты командоконтроллеров употребляют для включения катушек контакторов взамен кнопок, и поэтому схема такого рода управления теряет свойство нулевой защиты.

Для обеспечения нулевой защиты в схемах с несколькими командоконтроллерами, пакетными переключателями и другими аппаратами

кнопку /7/7 («Подготовка пуска») и включить промежуточное реле РП.

152

Промежуточное реле включает свой н. о. контакт РП, после замыка­ ния которого руку от кнопки ПП можно отпустить. При замыкании того же контакта РП вся нижняя часть схемы с контактами командоконтроллера КК-1, пакетного переключения П-1 и т. д. и катушками

контакторов оказывается под напряжением. В случае падения напря­ жения до нуля или до ненормально низких значений промежуточное реле РП отключается и его контакт РП отключает от сети всю ниж­

нюю часть схемы. Наличие напряжения в цепи управления отме­ чается сигнальной лампой СЛ.

В последние годы в электрооборудовании кузнечно-прессовых

систему, сходную с контактной системой контактора (фиг. 62). Включение и отключение аппарата могут быть произведены вруч­

ную посредством кнопок или рычагов, установленных на корпусе аппа­ рата. Помимо того, обеспечивается автоматическое отключение аппа­ рата при токах, превышающих допустимые, посредством тепловых и электромагнитных расцепителей. Тепловые расцепители, сходные по устройству с тепловыми реле, отключают аппарат с выдержкой времени тем меньшей, чем больше ток перегрузки. Электромагнитные расцепители мгновенно отключают аппарат при токах, превышаю­ щих определенную максимально допустимую величину.

телями, данные аппараты выпускаются также только с тепловыми или только с магнитными расцепителями, а также вовсе без них. Автоматические выключатели выпускаются также с пристроенными блокировочными контактами (один н. о. и один н. з.).

При электрификации кузнечно-прессовых машин описанные выше аппараты заменяют вводные рубильники, предохранители и тепло­ вые реле.

§43. ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ МУФТЫ

Вэлектросхемах кузнечно-прессовых машин широкое распро­ странение получили однофазные электромагниты переменного тока со втяжным якорем, часто называемые также соленоидами.

На фиг. 79, а показано устройство однофазного электромагнита. При пропускании тока через катушку 1 возникает магнитный поток, замыкающийся через магнитопровод 2, собранный из листовой стали, и якорь 3, который при этом втягивается в катушку. После этого

магнитное поле полностью замыкается через сталь сердечника и якоря.

Зависимость силы тяги F, развиваемой якорем, от его хода I

называется тяговой характеристикой электромагнита. Такая харак­ теристика представлена на фиг. 79, б. Характеристика показывает что по мере втягивания якоря и уменьшения зазора сила тяги возра­ стает и в конце хода обычно в 1,5—2 раза превышает силу тяги

153

в начале хода. Наибольшая допустимая данным электромагнитом величина хода якоря и соответствующая ей сила тяги называются номинальными значениями хода и силы тяги электромагнита.

Втягивание якоря сопровождается значительными изменениями величины переменного тока, питающего катушку электромагнита. Как видно из графика (фиг. 79, б), ток / уменьшается с уменьшением /, так как по мере уменьшения зазора I между якорем и сердечником

электромагнита возрастает э. д. с. самоиндукции, наводимая в катушке, а следовательно, возрастает и индуктивное ее сопро­

тивление.

При применении электро­ магнитов необходимо обеспе­ чить якорю возможность дойти до конца своего хода. Если этому помешает какоелибо механическое препят­ ствие, обмотка электромаг­ нита может быть перегрета увеличенным током.

Для устранения вибраций якоря и сопровождающего их громкого гудения на торце якоря 3 помещается демпфер­ ный виток 4, действие кото­

рого было рассмотрено выше

(фиг.' 65).

Втяжные электромагниты изготовляются с номинальной силой тяги от 1,5 до 25 кг, включая вес якоря, и с номинальным ходом 25, 30 и 50 мм. Габаритные размеры однофазных электромагнитов отно­ сительно невелики; так, электромагнит на 1,5 кг с ходом 25 мм-имеет длину 67 мм, высоту при втянутом якоре 82 мм и диаметр катушки (наибольшая ширина) 72 мм. Соответственные размеры электромаг­ нита на 25 кг с ходом 30 мм составляют 146, 193 и 156 мм. Отечествен­

ная промышленность выпускает также электромагниты толкающего действия.

Однофазные электромагниты широко используют для управления гидравлическими и пневматическими механизмами (золотниками, кранами и пр.). Наряду с управлением золотниками однофазные электромагниты применяют для дистанционного переключения кулач­ ковых и фрикционных муфт. В этих случаях для обеспечения втяги­ вания якоря до конца хода электромагнит связывают с муфтой посред­ ством пружины.

Маломощные электромагниты обычно включают непосредственно

спомощью кнопок, путевых переключателей, промежуточных реле

идругих командных аппаратов цепей управления, не прибегая к при­ менению контакторов.

Если срабатывание электромагнита должно сопровождаться замы­ канием или размыканием тех или иных цепей управления или сигна­ лизации, параллельно с катушкой электромагнита включают обмотку

154

промежуточного реле. Иногда с якорем электромагнита связывают шток путевого переключателя, который используют в качестве

контактной системы.

Весьма широкое применение получило торможение приводов посредством электромагнитов. Схема такого торможения приведена на фиг. 80. Обмотка электромагнита ЭМ включается параллельно электродвигателю. Поэтому каждый раз, когда контактор 1К вклю­

чает электродвигатель, элек­ тромагнит ЭМ втягивает свой якорь 4 .и, растягивая .пру­ жину 1, приподнимает ко­ лодку 2 над поверхностью тормозного шкива 3, сидя­

щего на валу электродвига­ теля. Двигатель при этом мо­ жет вращаться свободно. При отключении двигателя - от­ ключается и электромагнит ЭМ, якорь его отпадает

1К

Фиг. 80. Схема включения тор­ мозного электромагнита.

и пружина 1 прижимает колодку 2 к поверхности тормозного шкива 3, обеспечивая механическое торможение.

В тех случаях, когда сила тяги однофазных электромагни­ тов оказывается недостаточной, могут быть использованы крановые электромагниты трехфазного тока, изготовляемые .на большие силы тяги.

На фиг. 81 представлен чертеж трехфазного электромагнита типа КМТ. Такие электромагниты употребляются для управления тормозами подъемно-транспортных устройств.

Электромагнит имеет неподвижное Ш-образное ярмо I и подвиж­ ной якорь 3 аналогичной формы. Для уменьшения потерь на вихре­

вые токи ярмо и якорь собраны из листовой стали. К ярму посред­ ством держателей 2 прикрепляются катушки 12. При включении катушек 12 в цепь трехфазного тока в них втягивается якорь 3.

153

Во избежание поворота якоря к нему прикреплен упор 5, который при перемещении якоря скользит по направляющей 4. Якорь связан со штоком 8 посредством валиков 6, соединенных

щекауш.

Для смягчения ударов электромагнит имеет демпферное устрой­ ство, состоящее из цилиндра 10, внутри которого находится пор­

шень 7. Последний при втягивании якоря сжимает находящийся над ним воздух, который по каналу 9 переходит под поршень. Скорость

перетекания воздуха можно регулировать посредством дроссельного

ниты применяют для управления гидропереключателями крупных

Электромагниты могут быть использованы также и для главного привода' кузнечно-прессовых машин.

Штамповку мелких деталей для электро- и радиопромышлен­ ности, часового и галантерейного производства начинают произво­ дить на маломощных штамповочных прессах с усилием 0,5—2 т,

приводимых в действие посредством электромагнитов.

Устройство электромагнитного пресса представлено на фиг. 82.

сжатая пружина 6 после того, как цепь обмотки 7 размыкают, пре­ кращая нажим на педаль 1. Обмотка 7 электромагнита питается

постоянным током через твердый полупроводниковый выпрямитель, помещенный в шкафу 8. Для изготовления сердечника и якоря элек­

тромагнита применяются мягкие сорта стали с малым содержанием углерода.

156

Для получения наибольшей полезной работы необходимо, чтобы тяговая характеристика электромагнита была по возможности близка к кривой изменения усилия, деформирующего материал'при осуществлении производственной операции.

Электромагнит, представленный на фиг. 82, обладает тяговой характеристикой, приведенной на фиг. 83 кривой а.

.Как показывает характеристика, сила тяги такого электромаг­ нита достигает своего наибольшего значения в самом конце хода.

По мере увеличения длины хода сила тяги весьма резко уменьшается. Такие свойства электромагнита являются наиболее подходящими для операций с малой длиной хода (вырубных, рихтовочных, чека­ ночных и др.).

Электромагнит, представленный на фиг. 84, имеет цилиндрический втягивающийся плунжер и обладает характеристикой, представлен­ ной кривой б на фиг. 83. Такой электромагнит подходит для сбороч­

ных, гибочных и других операций, не требующих значительной длины хода. Если электромагнит снабдить плунжером, имеющим окончание в виде усеченного конуса, то он будет иметь характеристику, подоб­ ную кривой в на той же фиг. 83. Такая тяговая характеристика под­

ходит для осуществления работ, требующих большой длины хода. При изменении формы плунжера или выступа сердечника, в который плунжер упирается (так называемого стопа), можно менять форму тяговой характеристики электромагнита.

На фиг. 84 представлен электромагнитный пресс, предназначен­ ный для различных штамповочных операций. Номинальное давление составляет 0,4 т. У этого пресса бескаркасная катушка 1 намотана на бронзовом подшипнике 2, который служит для направления дви­

жения плунжера 5. Зазор между плунжером и стопом обеспечивают

157

тарельчатые пружины 3, которые одновременно смягчают удар. Подъем.плунжера производит более мягкая пружина 4.^

Величина хода ползуна регулируется разжимной гайкой 7.

Для смягчения удара при возврате плунжера между гайкой и плун­ жером расположена тарельчатая пружина 6. Магнитопровод электро­

магнита изготовлен из отожженной стали'марки 10. Бронзовые под­ шипники выполнены разрезными во избежание появления в них вихревых токов, замедляющих втягивание

мотке электромагнита нарастает постепенно, и когда его величина

разомкнет цепь электромагнита ЭМ. Параллельно н. о. контакту

Многодисковые электромагнитные муфты

На фиг. 86 представлено устройство такой муфты. При включении обмотки 3 под напряжение постоянного тока 12 или 24 в вокруг этой

обмотки образуется магнитный поток, который замыкается, как это показано на фиг. 86 пунктиром, через стальной сердечник 4, стальные фрикционные диски 7 и 8 и якорь, состоящий из двух стальных колец 9 и 10 (в целях лучшего прилегания). При этом якорь подтягивается

ксердечнику 4 муфты и ведущие фрикционные диски 8 прижимаются

кведомым дискам 7. При сжатии фрикционных дисков муфты ведомая втулкр 2 начинает вращаться в направлении вращения ведущего

вала /.

Питание муфты производится посредством контактного кольца 5, по которому скользит щетка 6. Второй конец обмотки присоединяется

непосредственно к корпусу муфты. Такого рода подвод тока можно

158