|
ТИПЫ ПРИВОДОВ И ДВИГАТЕЛИ
1.1. НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИВОДОВ
Любая современная машина имеет, как известно, рабочие органы и их привод. Конструкция и вид рабочих органов определяются целевым назначением машины. Структурная схема привода включает двигатель того или иного типа и передачу (трансмиссию). Последняя служит для передачи энергии двигателя к рабочему органу и может быть механической, электрической, гидравлической, пневматической и комбинированной. Настоящий справочник предназначен для проектирования приводов общего назначения с механическими и гидравлическими передачами, обеспечивающими вращательное движение рабочих органов.
В современной технике у подавляющего числа машин движение рабочих органов является вращательным. К ним относятся транспортные машины, разнообразное станочное оборудование, вспомогательные устройства и средства механизации различных работ (стенды, установки, приспособления с машинным приводом) и т. п. Приводы большей части этих машин допускают применение стандартных двигателей и однотипных механических передач, в том числе стандартных редукторов, что позволяет отнести эти приводы к категории общего назначения.
Рациональное проектирование приводов общего назначения должно способствовать снижению их массы, габаритных размеров, повышения к. п. д. и надежности.
Машинные приводы общего назначения классифицируются по ряду признаков. Основными из них являются: число двигателей и схема соединения их с передачами; тип двигателей; тип передачи.
Особую группу составляют приводы, в которых используются встраиваемые двигатели или встраиваемые механические передачи — мотор-редукторы.
По числу двигателей различаются приводы: групповой, однодвигательный и многодвигательный.
Групповым называют привод, при котором от одного двигателя посредством механических передач приводится в движение несколько отдельных механизмов или машин. Привод этого типа применяется в различных строительных и погрузочно-разгрузочных машинах. Групповой привод имеет низкий к. п. д., громоздок и сложен по конструкции.
Однодвигательный привод наиболее распространен, особенно при использовании электродвигателей. Каждая производственная машина снабжается индивидуальным приводом. Если же отдельные механизмы одной и той же машины приводятся в движение от отдельных двигателей, то такой привод следует называть многодвигательным. При этом два или более двигателей могут соединяться с одной и той же передачей соответствующей конструкции. Многодвигательный привод используется в исполнительных механизмах строительных, путевых, грузоподъемных, транспортных и других машин и станочного оборудования и включает электродвигатели и гидромоторы. Гидропривод в этом случае является вторичным в отличие от основного, первичного, привода гидронасоса.
По типу двигателей различаются приводы: электрические; с двигателями внутреннего сгорания; с паровыми двигателями; гидродвигатели; пневмодвигатели.
Приводы могут иметь следующие типы передач: цилиндрические и конические зубчатые; червячные; планетарные; волновые; комбинированные; ременные; цепные; винт—гайка; гидродинамические. По расположению механизма привода в пространстве различают приводы с горизонтальным и вертикальным тихоходными выходными валами. В зависимости от расположения привода конструируются элементы передач и выбирается тип и исполнение двигателя.
1.2. ВЫБОР ТИПА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ ПРИВОДА
Тип двигателя выбирается с учетом ряда факторов, в том числе: 1) назначения механизма или машины, для которой проектируется данный привод; 2) наличия того или иного источника энергии; 3) величины потребной мощности; 4) ограничений по массе, габаритным размерам и условиям работы привода; 5) режима работы привода и обеспечения соответствующей механической характеристики.
Назначение машины обусловливает основные требования к приводу, специфику его работы и параметрические характеристики. При этом учитываются мобильность, внешняя среда, температурные условия, географические особенности и т. п. Наличие электроэнергии предопределяет выбор электропривода как наиболее простого и надежного.
В зависимости от потребной мощности, а также от ограничений по массе и габаритным размерам выбирается тот или иной тип электродвигателя либо двигателя внутреннего сгорания. Выбранный двигатель должен удовлетворять следующим условиям:
1) обеспечивать момент, достаточный для разгона механизма с заданным ускорением, а при торможении двигателем — замедление заданной величины;
2) при работе в заданном режиме не должен испытывать длительных перегрузок, ведущих к перегреву электродвигателя или ускоренному износу двигателя внутреннего сгорания.
Мощность двигателя всегда относят к определенному режиму работы. При проектировании привода внешние сопротивления и режим работы являются заданными. Различают три номинальных режима работы двигателей: продолжительный, кратковременный и повторно-кратковременный. При продолжительном режиме работы двигатель нагревается до установившейся температуры в отличие от кратковременного, при котором этого не происходит. При повторно-кратковременном режиме происходят пуск и остановка двигателя, при этом нагрев электродвигателя и возможность реализации заданной мощности определяется продолжительностью включения ПВ по относительному времени за цикл, равный 10 мин. По величине ПВ различают четыре основных повторно-кратковременных режима работы (табл. 1.1). |
