2.4 Устройства защиты, системы передачимеханической энергии, программные механизмы и контактные устройства

2.4.1 Устройства защиты и механического регулирования электропривода.

Устройства защиты используются для предотвращения не­допустимых перегрузок, которые могут возникнуть в результате по­явления отказов в электроприводе. В качестве таких устройств применяются фрикционные муфты сцепления, муфты ограничения момента, пружинящие стопорные устройства.

Фрикционные муфты сцепления ограничивают передаваемые мо­менты, а также играют роль демпфера, смягчающего удары при пуске привода. На рис. 2.13 показана схема устройства простейшей фрикционной муфты сцепления. Основными элементами ее явля­ются зубчатое колесо 3, диски 2, пружина 4. Вращение от веду­щего вала 1 передается зубчатому колесу 3 через диски 2, сжатые пружиной за счет сил трения. Когда нагрузочный момент на ведомом валу превысит допустимое значение, ведущие и ведомые диски проскальзывают друг относительно друга. При этом момент, пере­даваемый от ведущего вала к ведомому, остается примерно неиз­менным. Максимальный момент, передаваемый простейшей муфтой пробуксовки, не остается постоянным и зависит от коэффициента трения при нагреве и «изменении состояния поверхностей дисков. При нарушении поверхности дисков (задире) происходит резкое возрастание передаваемого момента.

Рис. 2.13. Схема устройства фрикционной муфты сцепления: 1 — ведущий вал; 2 — диски; 3 — зубчатое колесо; 4 — пружина

Рис. 2.14 Схема устройства саморегулирующейся фрикционной муфты: 1 — ведущий вал; 2 — пружина; 3, 5 — обоймы; 4 — шарик;6,8— диски; 7 — под­шипник;9 — ведомый вал; 10 — сателлиты

Для стабилизации момента применяются саморегулирующиеся фрикционные муфты (рис. 2.14), которые являются элементами мощных электромеханизмов и электроинерционных стартеров. Кон­структивно муфта объединена с планетарным редуктором, неподвижное колесо которого может поворачиваться при проскальзывании дисков. Ведущий вал 1 связан с центральным колесом редуктора, а водило — с ведомым валом 9. Эпициклическое колесо состоит из стальных дисков 8, имеющих зубья, находящиеся в зацеплении с зубьями сателлитов 10. Стальные диски зажаты между бронзовыми дисками 6, на которые посредством выпуска обоймы 3 передается сила пружины 2. Бронзовые диски могут перемещаться в обойме 5 только в осевом направлении. Между обоймами 3 и 5 заложены шарики 4. Если момент, передаваемый через редуктор, превысит момент трения между дисками 8 и 6, они проскользнут, ограничивая момент, передаваемый на выходной вал, как это происходит в простой муфте сцепления.

Задир диска не вызывает увеличения момента. При повышении момента, передаваемого редуктором, обойма 5 немного повернется и через шарики 4 надавит на обойму 3. При этом возникнет сила, осевая составляющая которой будет действовать навстречу силе пружины, сжимающей диски (рис. 2.15). Сила сжатия дисков уменьшится, они получат возможность проскользнуть друг относительно друга, что ограничит момент, передаваемый редуктором.

Рис. 2.15. Схема взаимодействия сил:3, 5 — обоймы; 4 — шарик

Саморегулирующаяся фрикционная муфта Сцепления представляет собой усилительное звено, охваченное жесткой обратной связью. За счет введения обратной связи достигается стабиль­ность характеристик муфты. Саморегулирующаяся фрикционная муфта сцепления защищает электропривод только при кратковременных механических перегрузках. При длительных пере­грузках саморегулирующаяся муфта сцепления не выполняет своих функций — электрический двигатель перегре­вается и возможно возникновение пожара.

Для защиты электродвигателя от длительных перегрузок пред­назначены муфты ограничения момента.

В качестве устройств механического регулирования помимо фрикционных муфт сцепления применяются ферропорошковые муфты. Вместо дисков в порошковых муфтах применяются кон­центрические цилиндры, в зазоре которых помещается смесь по­рошка из ферромагнитного материала с маслом или графитом. При пропускании через порошковую смесь магнитного поля она затвердевает и сцепляет ведущий и ведомый цилиндры. Момент, передаваемый ферромагнитной муфтой, зависит от индукции в за­зоре и может регулироваться независимо от частоты вращения.