книги из ГПНТБ / Ручные машины для монтажных и отделочных работ В. Н. Бармаш, Д. И. Левин, В. З. Фрейдберг.1960 - 41 Мб

В этот момент двигатель вновь выключается на время, равное Тг^

службы его обмоток. Следовательно, задача выбора двигателя при. переменной нагрузке сводится к тому, чтобы заменить фактически:

изменяющуюся мощность такой постоянной мощностью, которая по выделяющемуся в обмотках теплу была бы равноценна усло­ виям действительной работы двигателя.

Так как обычно номинальным режимом электродвигателя яв­ ляется длительный режим, то подбор двигателя сводится к опре­ делению номинальной длительности мощности, соответствующей действительному повторно-кратковременному режиму. Если взятьдля примера работу двигателя в сверлильной машине, то очевидно,,

что после сверления отверстия, когда двигатель работает с пол­ ной нагрузкой, должен следовать холостой ход или даже кратко­ временное полное выключение. Установив, что при сверлении не­ обходима мощность 150 вт, можно принять номинальную мощ­

ность электродвигателя несколько меньшей.

Так как для ручных машин не существует строгого цикла ра­

боты и нагрузка меняется в зависимости от многих факторов,

в том числе и от индивидуальных особенностей рабочего, примене­

Рн~- 150/ 0,6 = 116 « 120 вт.

Для случая, когда необходимо пересчитать мощность с од­ ного повторно-кратковременного режима на другой повторно-крат­

ного режимов. Для примера подсчитаем мощность двигателя в ре­ жиме ПВ = 25%, если номинальная мощность двигателя состав­ ляет 120 вт в режиме ПВ = 60%.

,=r./fj = t20/7g-186«m.

2*

Таблица i

Характеристика асинхронных короткозамкнутых трехфазных электродвигателей ДЛЯ инструментов

(серия ЦКБ)

симальный момент.

При пересчете режима для асинхронных короткозамкнутых

двигателей отношение вращающего момента, соответствующего

повторно-кратковременному режиму, к номинальному моменту не должно превышать кратность максимального момента. Несоблю­ дение этого условия может привести к тому, что мощность режима окажется выше максимальной для данного двигателя и двигатель

'будет останавливаться. При пересчете мощности двигателя на ре­ жим с меньшим значением ПВ по сравнению с номинальным, не­ обходимо проверять, не превышает ли величина вращающего мо­ мента максимальный момент, который дается в характеристике

электродвигателя (см. табл. 1, 2 и 3) либо непосредственно, либо

одного цикла длительностью Т дви­

гатель нагружается разными мощ­

В общем случае эта формула имеет следующий вид:

(9)

Пример: Сверлильная машина по дереву работает в после­ довательности:

1. Сверление на глубину 500 мм (продолжительность 31 сек). :2. Вывертывание бурава (продолжительность 5 сек). 3. Холостой дсод (продолжительность 24 сек.).

«оставляет: 1) сверление древесины 580 вт; 2) вывертывание бу­ рава 250 вт; 3) холостой ход 170 вт. График цикла приведен на.

фиг. 11.

22

Таблица 2

Характеристики коллекторных однофазных электродвигателей для инструмента

(серия ЦКБ)

Таблица 3

Сравнительные данные электродвигателей отечественных ручных машин и новой серии двигателей ЦКБ

номинальным для серии двигателей ЦКБ.

23

Приведенная мощность равна

ЛГ4А2Л + 4Р22Г2 + ЗР327-3

Если выбрать двигатель с потребляемой мощностью в длитель­ ном режиме 320 вт, то он сможет обеспечить работу машины в том случае, если кратность максимального момента будет более

что практически осуществимо (см. табл. 1).

В сверлильной машине, к которой мы подбираем двигатель, необходимо установить трехфазный электродвигатель повышенной частоты.

В табл. 1 приведены технические данные серии электродвига­ телей для ручных машин, разработанных ЦКБ Мосгорсовнархоза.

Коэффициент 0,85 введен в выражение максимального момента по двум соображениям: во-первых, в режиме максимального мо­ мента скорость вращения ниже, чем при номинальной мощности, что снижает эффект увеличения момента; во-вторых, работа ко­ роткозамкнутого двигателя при максимальной мощности очень не­ устойчива, и малейшее увеличение мощности приводит к «опро­ кидыванию», т. е. резкому снижению момента и скорости

24

вращения вплоть до полной остановки электродвигателя, если момент не будет уменьшен. Поэтому небольшой запас момента необходим.

2. ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ ДВИГАТЕЛИ

Малый вес пневматических двигателей и их высокая надежность обеспечивают им широкое распространение несмотря на низкий коэффициент полезного действия.

Сжатый воздух

Вкачестве рабочего тела в пневматических двигателях исполь­ зуется атмосферный воздух, сжатый до давления в 5—7 ати. Ука­ занное давление наиболее распространено. Встречаются также ма­ шины, работающие с более низким и более высоким (до 10 ати)

давлением воздуха.

Ввоздухе содержится большее или меньшее количество пыли

иводяного пара. Эти компоненты отрицательно сказываются на работе пневматических двигателей. Пыль, попадая в двигатель

ускоряет износ его детали. Защита двигателя от пыли произво­

дится с помощью встроенных фильтров.

Ватмосферном воздухе может содержаться до 4% (по объему)

водяного пара. Отделение влаги при сжатии воздуха в компрессор-

рах затруднительно и большей частью не делается. Вредное дейст­ вие влаги в сжатом воздухе связано с тем, что при выхлопе из двигателя происходит резкое расширение воздуха и вследствие этого понижение его температуры на несколько десятков градусов. Поэтому даже в жаркую погоду выхлопные отверстия могут покры­ ваться инеем, закупоривающим проходное сечение и снижающим мощность двигателя. Кроме того, влажный воздух усиливает кор­

розию деталей двигателя.

Сухой воздух при давлении 760 мм рт. ст. и температуре 0°С имеет удельный вес 1,293 кГ^м3. При давлении в 1 ат и темпе­ ратуре 0°С удельный вес воздуха равен 1,251 кГ)м?. Удельная теплоемкость воздуха при 1 ат Ср = 0,24 ккал!кг • град-, Cv —

= 0,17 кгКК^ра^ 1 показатель адиабаты К=~р- = 1,4; коэффициент

термического расширения а = 0,003676; коэффициент термиче­

ского повышения давления р = 0,003675.

Конструкция пневматических двигателей

Двигатели со свободным поршнем применяются в машинах ударного действия (клепальные и рубильные пневматические мо­ лотки) .

В этих двигателях энергия сжатого воздуха преобразуется в

кинетическую энергию бойка, который играет роль поршня, сво­ бодно перемещающегося внутри цилиндра. При движении в одну

25

сторону боек наносит в конце своего хода удар по хвостовику ин­ струмента.

Возвратно-поступательное движение бойка обеспечивается зо­ лотником. В правом положении золотник сообщает с воздушноймагистралью левую полость цилиндра, в левом положении — пра­ вую полость. В результате этого боек получает возвратно-поступа­

тельное движение. Переключение золотника осуществляется авто­ матически, так как боек при своем движении перекрывает воздуш­ ные каналы, имеющиеся в теле цилиндра. Благодаря этому изме­ няется давление в цилиндре и золотниковой коробке, что вызывает в свою очередь указанное перемещение золотника из одного край­ него положения в другое.

Поршневые двигатели имеют широкое распространение в свер­

лильных машинах. (фиг. 12).

Воздух поступает в золотниковую втулку 4 через рукоятку,

ввертываемую в резьбовое гнездо 3. В золотниковой втулке вра­ щается золотник 6, который направляет сжатый воздух по кана­ лам 5 и 7 к цилиндрам 10 и 12. В цилиндрах двигаются поршни

9, через шатуны И вращающие коленчатый вал 13. Так как ци­ линдры расположены под углом 90°, возможность остановки дви­ гателя в мертвой точке исключена.

Через золотник 6 и окна 8 в цилиндрах происходит выхлоп от­

работанного воздуха. Для того чтобы не происходило сжатие воздуха при движении поршня к верхней мертвой точке, в зо­ лотнике имеются специальные пазы 1, обеспечивающие выход воздуха через канал 2 в картер двигателя и оттуда в атмос­

феру.

На фиг. 12 показан момент начала впуска воздуха в цилиндр 10. В цилиндре 12 заканчивается рабочий ход. Коленчатый вал 13 вра­ щается против часовой стрелки.

Вращение золотника-воздухораспределителя осуществляется через паразитную шестерню 15 от шестерни 14 к колесу 16. Пе­ редаточное отношение этого механизма должно составлять точно

1:2.

Внутри золотника имеется игла 18, регулирующая количество поступающего в двигатель воздуха. Управляют иглой автомати­ чески два грузика центробежного регулятора скорости враще­ ния 17. По мере увеличения скорости вращения грузы расходятся,

отжимая иглу книзу и тем самым прикрывая входную щель золот­ ника 6.

Роторные (лопастные) двигатели (фиг. 13) имеют сравни­

тельно простое устройство. Воздух поступает в двигатель по напра­

влению стрелки / через окно 2 в камеру золотникового клапана 7 и

из нее через окно 3, канал 4 и входную щель 18 в лопастную ка­ меру. Оказывая давление на лопасть 19, воздух заставляет вра­ щаться ротор 13 по направлению часовой стрелки. Ограниченный двумя лопастями 19 и 17, стенками ротора и лопастной камеры воздух расширяется по мере перемещения лопастей к выхлопным щелям 15. Перемещение воздуха и его расширение совершаются

26

Фиг. 12. Поршневой пневматический двигатель:

1— паз; 2 — воздушный канал; 3— резьбовое гнездо для входного штуцера; 4 — золотниковая втулка; 5 и 7 — воздушные каналы; 6 — золотник; 8 — выхлопное окно; 9 — поршень; 10 — цилиндр; 11 — шатун; 12 — цилиндр; 13 — коленчатый вал; 14 — шестерня; 15 — паразитная шесте’рня; 16 — колесо; 17 — центробежный регу­ лятор; 18 — игла.

27

Фиг. 13. Роторный пневматический двигатель:

28

непрерывно; поэтому двигатели подобного рода работают очень

плавно. Отработанный воздух отводится по каналу 16. Герметизация осуществляется точной пригонкой лопастей к ще­

лям 20 ротора 13. Прижатие лопастей к стенкам лопастной ка­

меры происходит центробежной силой, развивающейся при враще­

нии ротора. Для поддержания постоянной скорости вращения ма­ шина снабжена центробежным регулятором. Так же как и в опи­

санной ранее поршневой машине, при увеличении скорости враще­

ния (уменьшение нагрузки или увеличение давления воздуха) грузики 8, шарнирно укрепленные в чашке регулятора 10, расхо­ дятся. и заставляют подняться шток золотника 7, который умень­ шает для прохода воздуха сечение окна 2.

6, 8 — точки начала выхлопа; 7 — кор­ пус; 9 — ведущий вал; 10 — ведущая шестерня.

прежде считались пригодными только для малых мощностей. В на­ стоящее время их применяют и для довольно значительных мощ­ ностей.

Шестеренчатый двигатель (фиг. 14) состоит из корпуса 7, и двух вращающихся в нем цилиндрических шестерен 5 и 10.

Сжатый воздух поступает через штуцер 1 в камеру 2. У сцеплен­ ных зубьев 3 и 11 под давлением воздуха находится одна боковая поверхность зуба, что создает вращающий момент, показанный стрелками.

Воздух из впадин между зубьями начинает вытекать тогда,

когда зубья достигают начала выхлопа в точках 6 и 8.

Зубчатое колесо 5 вращается свободно на оси, а 10 заклинено

на валу 9.

Воздушные турбины состоят из ротора с лопатками, на кото­

рые направляется струя воздуха. Так как при истечении из сопла воздуха, имеющего давление 5—7 ати, скорость достигает звуко­ вой 340—350 м/сек, то скорость вращения ротора может быть

29